Role Bai Tap Dai Mau
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View Role Bai Tap Dai Mau as PDF for free.
More details
- Words: 4,460
- Pages: 20
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 SNmax = 1500 MVA SNmin = 0,8 *SNmax = 0.8*1500=1200 MVA XoH = 0.9 X1H 2. Máy biến áp S = 2*10 MVA U1/U2 = 115/24 Kv ,Uk%= 12.5% 3. Đường dây Đường dây D1 D2
Loại dây dẫn AC-75 AC-100
Chiều dài 20 15
Z1(Ω/km) 0,36+j0,41 0,27+j0.39
Z0(Ω/km) 0,56+j1,02 0,48+j0,98
4.Phụ tải P1= 2 MW ,cosφ1 = 0.8 ,tpt1= 0.5 s P2 = 4 MW , cosφ2 = 0.85 ,tpt2 = 0.75 s 5. Đặc tính thời gian của Rơ le
t=
13,5 Tp I * −1
(2.1)
III. NỘI DUNG TÍNH TOÁN 1. Chọn tỷ số biến đổi của các máy biến dòng điện BI1,BI2 dùng cho bảo vệ đường dây D1 và D2 Tỷ số biến đổi của các máy biến dòng được chọn theo công thức :
nI =
I sdd I tdd
(3.1)
Chọn Itdd = 1 A Dòng Isdd được chọn theo công thức
Isdd = Ilvmax = kqt*Ipt (3.2) Trong đó kqt = 1,4 ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 1
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------Chọn tỷ số biến của BI2 Tính dòng điện phụ tải
I pt 2
4.10 3 = = = 113,2 A 3 *U * cos ϕ 2 3 * 24 * 0,85 P2
Ilvmax2 = 1,4*113,2 = 158,49 A Như vậy ta chọn Isdd = 200 A Vậy nI2 = 200 Chọn tỷ số biến của BI1 Ta có
I pt1 = I pt 2 +
P1 3 *U * cos ϕ 1
= 113,2 +
2.10 3 3 * 24 * 0.8
= 173,34 A
Vậy Ilvmax1 = 1,4*173,34=242,68 A Ta chọn Isdd1 = 250 A Vậy tỷ số biến của BI1 là : nI1 = 250 2. Tính ngắn mạch phục vụ bảo vệ Rơ le a) Thông số Chọn hệ đơn vị tương đối cơ bản Scb = 10 MVA Ucbi = Utbi Hệ thống X 1HT * =
S cb SN
(3.3)
Tính trong chế độ phụ tải cực đại + SN = SNmax = 1500 MVA + Hai máy biến áp làm việc song song Ta có S 10 X 1HT * = cb = = 0,0067 S N max 1500 X2 ht* = X1 ht * = 0,0067 X0ht* =0,9 * 0,0067=0,00603 Tính trong chế độ phụ tải min + SNmin = 1200 MVA + Một máy biến áp làm việc ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 2
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------S 10 X 1HT * = cb = = 0,0083 S N min 1200 X2 ht* = X1 ht * = 0,0083 X0ht* =0,9 * 0,0083=0,00747 Máy biến áp U % S 12,5 10 X b* = k * cb = * = 0,125 100 S dm 100 10 Đường dâyD1: 10 X d 1* = 0,41 * 20 * 2 = 0,142 24 X 0 d 1* = 1,02 * 20 *
10 = 0,354 24 2
Đường dây D2
10 = 0,102 24 2 10 X 0 d 2* = 0,98 *15 * 2 = 0,255 ` 24 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: X d 2* = 0,39 *15 *
Xb 0.125 Edt 1
Xht 0.0067
Xd1 Xd1 0.0355 0.0355
Xd1 Xd1 0.0355 0.0355
Xd2 Xd2 0.0255 0.0255
Xd2 0.0255
Xd2 0.0255
Xb 0.125
Đoạn đường dây D1: Ngắn mạch tại N1 : XN1∑ = Xht + 0.5*Xb .Với Xht = 0.0067 X0N1 = X0ht + Xb .Với X0ht = 0,006 Ngắn mạch từ N2 đến N5 XN2 = XN1 +1/4 Xd1 X0N2 =X 0N1 +1/4 X0d1 Tổng quát : XNi+1 = XNi + ¼ Xd1 ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 3
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------X0Ni+1 = X0Ni + ¼ X0d1 Với Xd1 = 0.142 X0d1 = 0.354 Ngắn mạch tại các điểm trên đoạn đường dây D2(Từ N6 đến N9) Tại N6: XN6 = XN5 +1/4 Xd2 X0N6 =X 0N5 +1/4 X0d5 Tương tự cho các điểm ngắn mạch từ N6 đến N9 XNi+1 = XNi + ¼ Xd2 X0Ni+1 = X0Ni + ¼ X0d2 Với Xd2 = 0.102 X0d2 = 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 Xb 0.125 Edt 1
Xht 0.0067
Xd1 Xd1 0.0355 0.0355
Xd1 Xd1 0.0355 0.0355
Xd2 Xd2 0.0255 0.0255
Xd2 0.0255
Xd2 0.0255
Xb 0.125
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 : * ( n)
I Na1 =
*
E aΣ j ( X 1Σ + X ∆( n ) )
(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: ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 4
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ----------------------------------------------------------------------------------------------------
I N( n ) = m ( n ) * I Na1
(3.5)
Ta có bảng tóm tắt sau: Dạng ngắn mạch n N(1) 1 N(2) 2
X∆(n) X2∑ + X0∑ X2∑
N(1,1)
X2∑ // X0∑
N(3)
1,1 3
0
m(n) 3 3 3 * 1−
X 2Σ * X 0 Σ ( X 2Σ + X 0 Σ ) 2
1
Tính ngắn mạch tại điểm N1 Ngắn mạch 3 pha đối xứng X1 = 0,0067+ 0,125/2 =0,0692 Trong hệ đơn vị tương đối * ( 3) 1 I N 1* = = 14,451 0,0692 Trong hệ đơn vị có tên 10 I N( 31) = 14,451* = 3,476kA 3 * 24 Ngắn mạch 1 pha X2∑(1) = 0,0067+0,125/2 = 0,0692 X0∑(1) = 0,006+0,125/2 =0,0685 X∆(1) = 0,0692+ 0,0685 = 0,1377 (1) 1 I N1a1* = = 4,833 (0,0692 + 0,1377) Dòng điện ngắn mạch tổng hợp
I N(11) = 3 * I N1a1 = 3 * 4,833 = 14,5 Tính trong hệ đơn vị có tên 10 I N(11) = 14,5 * = 3,488kA 3 * 24 Ta có thành phần dòng điện thứ tự không: IN0*(1) = IN1*(1) = 4,833 Trong hệ đơn vị có tên: 10 I N(11)0 = 4,833 * = 1,163kA 3 * 24 ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 5
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE --------------------------------------------------------------------------------------------------- Ngắn mạch 2 pha chạm đất 0,0692 * 0,0685 X ∆(1,1) = = 0,0344 0,0692 + 0,0685 0,0692 * 0,0685 = 1,5 (0,0692 + 0,0685) 2 Tính trong hệ đơn vị tương đối
m (1,1) = 3 * 1 − (1,1)
1 = 9,653 (0,0692 + 0,0344) Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công thức X 2Σ 0,0692 I N(11,10) = I N(11,11) * = 9,653 * = 4,851 X 2Σ + X 0Σ 0,0692 + 0,0685 Trong hệ đơn vị có tên: I N1a1* =
I N(11,10) = 4,851*
10 = 1,167kA 3 * 24
Dòng điện ngắn mạch tổng hợp
I N(11,1) = 1,5 * I N1a1 = 1,5 * 9,653 = 14,48 Tính trong hệ đơn vị có tên
I N(11,1) = 14,48 *
10 = 3,483kA 3 * 24
Xét ngắn mạch tại điểm N5 Ngắn mạch 3 pha đối xứng X1∑ = 0,0067+ 0,125/2+0.142 =0.2112 Trong hệ đơn vị tương đối * ( 3)
I N 5* =
1 = 4,735 0,2112
Trong hệ đơn vị có tên
I N( 35) = 4.735 *
10 = 1,139kA 3 * 24
Ngắn mạch 1 pha X2∑(1) = 0,0067+0,125/2+0,142 = 0,2112 X0∑(1) = 0,006+0,125/2+0,354 =0,4225 ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 6
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------X∆(1) = 0,2112+ 0,4225 = 0,6377 (1)
I N 5 a1* =
1 = 1,184 (0,2112 + 0,6337)
Dòng điện ngắn mạch tổng hợp
I N(15) = 3 * I N 5 a1 = 3 *1,184 = 3,552 Tính trong hệ đơn vị có tên
I N(15) = 3,552 *
10 = 0,8545kA 3 * 24
Ta có thành phần dòng điện thứ tự không: IN0*(1) = IN1*(1) = 1,184 Trong hệ đơn vị có tên: ) I N(150 = 1,184 *
10 = 0,285kA 3 * 24
Ngắn mạch 2 pha chạm đất
X ∆(1,1) =
0,2112 * 0,4225 = 0,141 0,2112 + 0,4225
0,2112 * 0,4225 = 1,528 (0,2112 + 0,4225) 2 Tính trong hệ đơn vị tương đối
m (1,1) = 3 * 1 − (1,1)
I N 5 a1* =
1 = 2,839 (0,2112 + 0,141)
Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công thức X 2Σ 0,2112 ,1) ,1) I N(150 = I N(151 * = 2,839 * = 0,946 X 2Σ + X 0Σ 0,2112 + 0,4225 Trong hệ đơn vị có tên: ,1) I N(150 = 0,946 *
10 = 0,228kA 3 * 24
Dòng điện ngắn mạch tổng hợp ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 7
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ----------------------------------------------------------------------------------------------------
I N(15,1) = 1,528 * I N 5 a1 = 1,528 * 2,839 = 4,338 Tính trong hệ đơn vị có tên
I N(15,1) = 4,338 *
10 = 1,044kA 3 * 24
Ngắn mạch tại điểm N9 Ngắn mạch 3 pha đối xứng X1∑ = 0,0067+ 0,125/2+0.142+0,102 =0,3132 Trong hệ đơn vị tương đối * ( 3)
I N 9* =
1 = 3,193 0,3132
Trong hệ đơn vị có tên
I N( 39) = 3,193 *
10 = 0,768kA 3 * 24
Ngắn mạch 1 pha X2∑(1) = 0,0067+0,125/2+0,142+0,102 = 0,3132 X0∑(1) = 0,006+0,125/2+0,354+0,255 =0,6775 X∆(1) = 0,3132+ 0,6775 = 0,9907 (1)
I N 9 a1* =
1 = 0,767 (0,3132 + 0,9907)
Dòng điện ngắn mạch tổng hợp
I N(19) = 3 * I N 9 a1 = 3 * 0,767 = 2,301 Tính trong hệ đơn vị có tên
I N(19) = 2,301*
10 = 0,554kA 3 * 24
Ta có thành phần dòng điện thứ tự không: IN0*(1) = IN1*(1) = 0,767 Trong hệ đơn vị có tên: ) I N(190 = 0,767 *
10 = 0,185kA 3 * 24
Ngắn mạch 2 pha chạm đất
---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 8
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ----------------------------------------------------------------------------------------------------
X ∆(1,1) =
0,3132 * 0,6775 = 0,214 0,3132 + 0,6775
0,3132 * 0,6775 = 1,533 (0,3132 + 0,6775) 2 Tính trong hệ đơn vị tương đối
m (1,1) = 3 * 1 − (1,1)
I N 9 a1*
1 = = 1,897 (0,3132 + 0,214)
Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công thức X 2Σ 0,3132 ,1) ,1) I N(190 = I N(191 * = 1,897 * = 0,6 X 2Σ + X 0Σ 0,3132 + 0,6775 Trong hệ đơn vị có tên: ,1) I N(190 = 0,6 *
10 = 0,144kA 3 * 24
Dòng điện ngắn mạch tổng hợp
I N(19,1) = 1,533 * I N 9 a1 = 1,533 *1,897 = 2,908 Tính trong hệ đơn vị có tên
I N(19,1) = 2,908 *
10 = 0,7 kA 3 * 24
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 X1 0,069 0,104 0,140 0,175 0,2112 0,236 0,262 0,287 2 7 2 7 7 2 7 X2∑ 0,069 0,104 0,140 0,175 0,2112 0,236 0,262 0,287 2 7 2 7 7 2 7 X0∑ 0,068 0,157 0,245 0,334 0,422 0,486 0,550 0,614 5 5 5 5 5 5 (1) X∆ 0,137 0,261 0,385 0,509 0,633 0,723 0,812 0,902 7 7 7 7 7 2 7 2 (1,1) X∆ 0,034 0,062 0,089 0,115 0,141 0,16 0,178 0,196 4 8
N9 0,3132 0,3132 0,6785 0,9917 0,214
---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 9
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------m(1) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 (1,1) m 1,5 1,51 1,52 1,524 1,528 1,53 1,531 1,533 1,533 (3) IN (kA) 3,476 2,298 1,716 1,369 1,139 1,016 0,917 0,836 0,768 (1) IN (kA) 3,488 1,97 1.372 1,053 0,854 0,752 0,671 0,607 0,554 (1,1) IN (kA) 3,483 2,169 1,595 1,261 1,044 0,928 0,837 0,763 0,7 IN0(1)(kA) 1,163 0,657 0,457 0,351 0,285 0,251 0,224 0,202 0,185 IN0(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 INmax(kA) 3,488 2,298 1,716 1,369 1,139 1,016 0,917 0,836 0,768 IN0max(kA) 1,167 0,657 0,457 0,351 0,285 0,251 0,224 0,202 0,184 3*IN0max(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 10
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ----------------------------------------------------------------------------------------------------
Dòng điện ngắn mạch trong chế độ max 3.75 3.5 3.25 3 2.75 2.5
IN(kA)
2.25 2 1.75 1.5 1.25 1 0.75 0.5 0.25 0 N1
N2
N3
N4
N5
N6
N7
N8
N9
L
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 • SN = SNmin = 1200 MVA X1HT = 10/1200=0,0083 X0HT = 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 11
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------Edt 1
Xht
Xb
0.0083
0.125
Xd1 Xd1 0.0355 0.0355
Xd1 Xd1 0.0355 0.0355
Xd2 Xd2 0.0255 0.0255
Xd2 0.0255
Xd2 0.0255
Trong chế độ min ta tính toán các dạng ngắn mạch sau: • Ngắn mạch 2 pha • Ngắn mạch 1 pha chạm đất • Ngắn mạch 2 pha chạm đất Xác định dòng ngắn mạch tại điểm N1 X1∑ = 0,0083+ 0,125 =0,1333 X2∑ = 0,1333 X0∑ = 0,00747 + 0,125=0,13247 Tính dòng ngắn mạch 1 pha chạm đất X∆(1) = 0,1333 + 0,13247 = 0,26577 (1) 1 I N1a1* = = 2,506 (0,1333 + 0,26577) Dòng điện ngắn mạch tổng hợp
I N(11) = 3 * I N1a1 = 3 * 2,506 = 7,518 Tính trong hệ đơn vị có tên
I N(11) = 7,518 *
10 = 1,809kA 3 * 24
Ta có thành phần dòng điện thứ tự không: IN0*(1) = IN1*(1) = 2,506 Trong hệ đơn vị có tên:
I N(11)0 = 2,506 *
10 = 0,603kA 3 * 24
Ngắn mạch 2 pha chạm đất
X ∆(1,1) =
0,1333 * 0,13247 = 0,066 0,1333 + 0,13247
0,1333 * 0,13247 = 1,5 (0,1333 + 0,13247) 2 Tính trong hệ đơn vị tương đối
m (1,1) = 3 * 1 −
---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 12
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------(1,1)
I N1a1* =
1 = 5,018 (0,1333 + 0,066)
Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công thức X 2Σ 0,1333 I N(11,10) = I N(11,11) * = 5,018 * = 2,517 X 2Σ + X 0Σ 0,1333 + 0,13247 Trong hệ đơn vị có tên:
I N(11,10) = 2,517 *
10 = 0,605kA 3 * 24
Dòng điện ngắn mạch tổng hợp
I N(11,1) = 1,5 * I N1a1 = 1,5 * 5,018 = 7,527 Tính trong hệ đơn vị có tên
I N(11,1) = 7,527 *
10 = 1,811kA 3 * 24
Tính dạng ngắn mạch 2 pha X∆(2) = X2∑ = 0,1333 ( 2)
I N1a1* =
1 = 3,751 (0,1333 + 0,1333)
I N( 21)* = 3 * 3,751 = 6,5 Dòng điện ngắn mạch trong hệ đơn vị có tên là:
I N( 21) = 6,5 *
10 = 1,564kA 3 * 24
Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch còn lại ta có bảng số liệu sau: N1 0.1333
N2 0.1688
N3 0.2043
N4 0.2398
N5 0.2753
N6 0.3008
N7 0.3263
N8 0.3518
N9 0.3773
X2∑
0.1333
0.1688
0.2043
0.2398
0.2753
0.3008
0.3263
0.3518
0.3773
X0∑
0.1325
0.2210
0.3095
0.3980
0.4865
0.5505
0.6145
0.6785
0.7425
X∆(1)
0.2658
0.3898
0.5138
0.6378
0.7618
0.8513
0.9408
1.0303
1.1198
X1
---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 13
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------X∆(1,1)
0.0664
0.0957
0.1231
0.1496
0.1758
0.1945
0.2131
0.2317
0.2502
X∆(2)
0.1333
0.1688
0.2043
0.2398
0.2753
0.3008
0.3263
0.3518
0.3773
m(1)
3.0000
3.0000
3.0000
3.0000
3.0000
3.0000
3.0000
3.0000
3.0000
m(1,1)
1.5000
1.5045
1.5104
1.5153
1.5191
1.5214
1.5233
1.5249
1.5264
m(2)
1.7321
1.7321
1.7321
1.7321
1.7321
1.7321
1.7321
1.7321
1.7321
IN(1)(kA)
1.8083
1.2920
1.0050
0.8223
0.6959
0.6264
0.5696
0.5222
0.4821
IN(1,1)(kA)
1.8065
1.3683
1.1099
0.9360
0.8101
0.7389
0.6793
0.6287
0.5852
IN(2)(kA)
1.5629
1.2342
1.0197
0.8688
0.7568
0.6926
0.6385
0.5922
0.5522
IN0(1)(kA)
0.6028
0.4307
0.3350
0.2741
0.2320
0.2088
0.1899
0.1741
0.1607
IN0(1,1)(kA)
0.6040
0.3938
0.2922
0.2322
0.1927
0.1716
0.1547
0.1408
0.1292
Bảng 3: Trị số dòng điện ngắn mạch tại các điểm trong chế độ min Từ bảng số liệu trên ta xác định được giá trị dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất trong các dạng ngắn mạch ở chế độ min N1
IN min IN0min 3*IN0min
N2
N3
N4
N5
N6
N7
N8
N9
1.5629
1.2342
1.0050
0.8223
0.6959
0.6264
0.5696
0.5222
0.4821
0.6028
0.3938
0.2922
0.2322
0.1927
0.1716
0.1547
0.1408
0.1292
1.8083
1.1815
0.8766
0.6967
0.5781
0.5148
0.4640
0.4223
0.3875
Bảng 4: Trị số dòng điện ngắn mạch INmin và 3*IN0min nhỏ nhất
---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 14
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ----------------------------------------------------------------------------------------------------
Dòng điện ngắn mạch trong chế độ min 2 1.8 1.6 1.4 Inm(kA)
1.2 1
0.8 0.6 0.4 0.2 0 N1
N2
N3
N4 L(km)N5
N6
N7
N8
N9
3. Tính toán thông số cho các bảo vệ cắt nhanh ,quá dòng và dòng thứ tự không a. Bảo vệ quá dòng cắt nhanh Trị số dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng cắt nhanh được lựa chọn theo công thức Ikđ = Kat * INngmax (3.6) Trong đó : Kat :Hệ số an toàn .Thường chọn Kat = 1,2 INngmax : dòng ngắn mạch ngoài cực đại là dòng ngắn mạch lớn nhất thường lấy bằng giá trị dòng ngắn mạch trên thanh cái cuối đường dây. Chọn dòng khởi động cho bảo vệ quá dòng cắt nhanh trên đoạn đường dây D2 Ikđ2 = kat * IN9max = 1,2* 0,768 = 0,921 kA Trị số dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng cắt nhanh trên đoạn đường dây 1 đuợc chọn như sau: ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 15
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------Ikđ1 = kat *IN5max = 1,2*1,139=1,3668 kA b. Bảo vệ quá dòng thứ tự không cắt nhanh Trị số dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng thứ tự không cắt nhanh được chọn tương tự như trên Ta có công thức tính : I0kđ = kat * 3I0Nmax (3.7) Với bảo vệ trên đường dây D1 I0kđ1 = kat * 3I0N5max = 1,2* 0,855=1,026 kA I0kđ2 = kat * 3I0N9max= 1,2*0,552=0,6624 kA c. Bảo vệ quá dòng có thời gian Lựa chọn trị số dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng có thời gian Dòng khởi động của bảo vệ quá dòng có thời gian được lựa chọn theo công thức : Ikđ = K*Ilvmax (3.8) Trong đó : K:hệ số chỉnh định .Chọn K=1,6 Ilvmax :dòng điện làm việc lớn nhất Theo tính toán ở phần trên ta có : Ilvmax1= 242,68 A Ilvmax2= 158,49 A Vậy ta có : Ikđ1 = 1,6*242,68=388,288 A = 0,388 kA Ikđ2 = 1,6*158,49=253,584 A =0,254 kA Thời gian làm việc của bảo vệ Từ đặc tính thời gian của Rơ le
t=
13,5 Tp I * −1
Trong đó
I* =
I I kd
Với bảo vệ 2 Tại điểm ngắn mạch N9 Ta có IN9max = 0,768 . 0,768 I 9* = = 3,024 0,254 Mặt khác ta có : t2(N9)=tpt2 + ∆t=0,75+0,3=1,05 s ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 16
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------Vậy ta có :
T p 2 = t 2 ( N 9 ) * ( I * − 1) / 13,5 = 1,05 * (3,024 − 1) / 13,5 = 0,157 s
Tại N8
0,836 = 3,291 0,254 13,5 t2 ( N8 ) = * 0,157 = 0,925 3,291 − 1 I 8* =
Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch từ N7 đến N5 ta có bảng sau: N5
N6
N7
N8
N9
INmax(kA)
1.139
1.016
0.917
0.836
0.768
t(s)
0.608
0.707
0.812
0.925
1.05
Bảng 5 Thời gian tác động của Rơ le ứng với các điểm ngắn mạch trên đoạn đường dây D2 Tại điểm ngắn mạch N5
I 5* =
1,139 = 2,936 0,388
Với tpt1 = 0,5 s
T p1 = t1 ( N 5 ) * ( I 5* − 1) / 13,5 = 0,908 * ( 2,936 − 1) / 13,5 = 0,13s
Tại điểm ngắn mạch N4 ta có:
I 4* =
1,369 = 3,528 0,388
Ta có :
t1 ( N 4 ) =
13,5 * 0,13 = 0,694s 3,528 − 1
---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 17
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch từ N3 tới N1 ta có bảng N1
N2
N3
N4
N5
INmax(kA)
3.488
2.298
1.716
1.369
1.139
t(s)
0.220
0.357
0.513
0.694
0.908
Bảng 6 Thời gian làm việc của Rơ le ứng với vị trí các điểm ngắn mạch trên đoạn đường dây D1 Kiểm tra lại với các dòng ngắn mạch trong chế độ min Tính toán tương tự như trên nhưng đối với dòng ngắn mạch min và giữ nguyên các giá trị thời gian chỉnh định.Ta có bảng kết quả sau Các điểm ngắn mạch từ N1 đến N5 tính cho bảo vệ 1 IN(kA)
1.5629
1.2342
1.0050
0.8223
0.6959
Ikđ(kA)
0.3880
0.3880
0.3880
0.3880
0.3880
Tp (s) t(s)
0.1300 0.5796
0.1300 0.8047
0.1300 1.1036
0.1300 1.5679
0.1300 2.2116
Bảng 7 Thời gian làm việc của bảo vệ Rơ le trên đoạn đường dây D1 ứng với dòng ngắn mạch min Các điểm ngắn mạch từ N5 đến N9 tính cho bảo vệ số 2 N5
N6
N7
N8
N9
IN(kA)
0.6959
0.6264
0.5696
0.5222
0.4821
Ikđ(kA)
0.2540
0.2540
0.2540
0.2540
0.2540
Tp (s) t(s)
0.1570 1.2183
0.1570 1.4456
0.1570 1.7058
0.1570 2.0073
0.1570 2.3602
Bảng 8 Thời gian làm việc của bảo vệ Rơ le trên đoạn đường dây D2 trong chế độ min Từ các kết quả tính toán ở phần trên ta có đặc tính thời gian làm việc của các bảo vệ trong chế độ max và min như sau: ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 18
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ----------------------------------------------------------------------------------------------------
Đặc tính thời gian làm việc 3 2.75 2.5 2.25
2.2116
2.3602
2
2.0073
t(s)
1.75 1.7058
1.5679
1.5
1.2183
1.4456
1.25 1.1036
1
1.05
0.8047
0.75
0.908
0.5796
0.5
0.694 0.513
0.25
0.925 0.812
0.707 0.608
0.357 0.22
0 N1
N2
N3
N4
N5
N6
N7
N8
N9
L(km)
d. Bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời giạn Tính trị số dòng điện khởi động Dòng điện khởi động được chọn theo công thức I0kđ = k0 *IddBI (3.9) Trong đó : IddBI : là dòng danh định của BI K0 =0,3 Với bảo vệ trên đoạn đường dây D1: I0kđ1 = 0,3* 250=75 A I0kđ2 = 0,3*200= 60 A Thời gian làm việc ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 19
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------Thời gian làm việc của bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian chọn theo đặc tính độc lập t02 = tpt2 + ∆t = 0,75 +0,3 =1,05 s t01 = max(tpt1,t02) + ∆t = 1,05+0,3=1,35 s 4 Kiểm tra sự làm việc của bảo vệ Kiểm tra vùng bảo vệ của bảo vệ quá dòng cắt nhanh và quá dòng thứ tự không cắt nhanh Từ đồ thị đã xác định ở trên ta có vùng bảo vệ của bảo vệ đặt trên đường dây 1 là: Vùng bảo vệ của bảo vệ quá dòng cắt nhanh: lcn1max = 15 km lcn1min = 3 km Vùng bảo vệ của bảo vệ quá dòng cắt nhanh thứ tự không theo chiều dài đường dây: lcn01max = 15 km lcn01min = 12.5 km Từ kết quả trên ta nhận thấy bảo vệ 1 đáp ứng được trong cả 2 chế độ max và min Xác định vùng bảo vệ của bảo vệ đặt trên đường dây2 lcn2max = 7,5 km lcn02max = 7,5 km Từ đồ thị ta thấy Ikđ2 (=0,921) > IN5min(0,6959) do đó bảo vệ cắt nhanh trên đoạn đường dây D2 bị vô hiệu đối với dòng điện ngắn mạch min. Tương tự ta cũng có I0kđ2 =0.6624 > IN50min =0.5781 do đó bảo vệ cắt nhanh thứ tự không trên đoạn đường dây D2 bị vô hiệu hóa trong chế độ min Xác định hệ số độ nhạy của bảo vệ quá dòng có thời gian Đối với bảo vệ đặt trên đoạn đường dây D1
K n1 =
I N 5 min 0,6959 = = 1.794 I kd 1 0.388
K 0 n1 =
I 0 N 5 min 0,5781 = = 7.708 I 0 kd 1 0,075
Đối với bảo vệ đặt trên đoạn đường dây D2
I N 9 min 0,4821 = = 1,9 I kd 2 0,254 I 0,3875 K 0 n1 = 0 N 9 min = = 6,46 I 0 kd 1 0,06 K n1 =
---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 20
Loại dây dẫn AC-75 AC-100
Chiều dài 20 15
Z1(Ω/km) 0,36+j0,41 0,27+j0.39
Z0(Ω/km) 0,56+j1,02 0,48+j0,98
4.Phụ tải P1= 2 MW ,cosφ1 = 0.8 ,tpt1= 0.5 s P2 = 4 MW , cosφ2 = 0.85 ,tpt2 = 0.75 s 5. Đặc tính thời gian của Rơ le
t=
13,5 Tp I * −1
(2.1)
III. NỘI DUNG TÍNH TOÁN 1. Chọn tỷ số biến đổi của các máy biến dòng điện BI1,BI2 dùng cho bảo vệ đường dây D1 và D2 Tỷ số biến đổi của các máy biến dòng được chọn theo công thức :
nI =
I sdd I tdd
(3.1)
Chọn Itdd = 1 A Dòng Isdd được chọn theo công thức
Isdd = Ilvmax = kqt*Ipt (3.2) Trong đó kqt = 1,4 ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 1
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------Chọn tỷ số biến của BI2 Tính dòng điện phụ tải
I pt 2
4.10 3 = = = 113,2 A 3 *U * cos ϕ 2 3 * 24 * 0,85 P2
Ilvmax2 = 1,4*113,2 = 158,49 A Như vậy ta chọn Isdd = 200 A Vậy nI2 = 200 Chọn tỷ số biến của BI1 Ta có
I pt1 = I pt 2 +
P1 3 *U * cos ϕ 1
= 113,2 +
2.10 3 3 * 24 * 0.8
= 173,34 A
Vậy Ilvmax1 = 1,4*173,34=242,68 A Ta chọn Isdd1 = 250 A Vậy tỷ số biến của BI1 là : nI1 = 250 2. Tính ngắn mạch phục vụ bảo vệ Rơ le a) Thông số Chọn hệ đơn vị tương đối cơ bản Scb = 10 MVA Ucbi = Utbi Hệ thống X 1HT * =
S cb SN
(3.3)
Tính trong chế độ phụ tải cực đại + SN = SNmax = 1500 MVA + Hai máy biến áp làm việc song song Ta có S 10 X 1HT * = cb = = 0,0067 S N max 1500 X2 ht* = X1 ht * = 0,0067 X0ht* =0,9 * 0,0067=0,00603 Tính trong chế độ phụ tải min + SNmin = 1200 MVA + Một máy biến áp làm việc ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 2
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------S 10 X 1HT * = cb = = 0,0083 S N min 1200 X2 ht* = X1 ht * = 0,0083 X0ht* =0,9 * 0,0083=0,00747 Máy biến áp U % S 12,5 10 X b* = k * cb = * = 0,125 100 S dm 100 10 Đường dâyD1: 10 X d 1* = 0,41 * 20 * 2 = 0,142 24 X 0 d 1* = 1,02 * 20 *
10 = 0,354 24 2
Đường dây D2
10 = 0,102 24 2 10 X 0 d 2* = 0,98 *15 * 2 = 0,255 ` 24 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: X d 2* = 0,39 *15 *
Xb 0.125 Edt 1
Xht 0.0067
Xd1 Xd1 0.0355 0.0355
Xd1 Xd1 0.0355 0.0355
Xd2 Xd2 0.0255 0.0255
Xd2 0.0255
Xd2 0.0255
Xb 0.125
Đoạn đường dây D1: Ngắn mạch tại N1 : XN1∑ = Xht + 0.5*Xb .Với Xht = 0.0067 X0N1 = X0ht + Xb .Với X0ht = 0,006 Ngắn mạch từ N2 đến N5 XN2 = XN1 +1/4 Xd1 X0N2 =X 0N1 +1/4 X0d1 Tổng quát : XNi+1 = XNi + ¼ Xd1 ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 3
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------X0Ni+1 = X0Ni + ¼ X0d1 Với Xd1 = 0.142 X0d1 = 0.354 Ngắn mạch tại các điểm trên đoạn đường dây D2(Từ N6 đến N9) Tại N6: XN6 = XN5 +1/4 Xd2 X0N6 =X 0N5 +1/4 X0d5 Tương tự cho các điểm ngắn mạch từ N6 đến N9 XNi+1 = XNi + ¼ Xd2 X0Ni+1 = X0Ni + ¼ X0d2 Với Xd2 = 0.102 X0d2 = 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 Xb 0.125 Edt 1
Xht 0.0067
Xd1 Xd1 0.0355 0.0355
Xd1 Xd1 0.0355 0.0355
Xd2 Xd2 0.0255 0.0255
Xd2 0.0255
Xd2 0.0255
Xb 0.125
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 : * ( n)
I Na1 =
*
E aΣ j ( X 1Σ + X ∆( n ) )
(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: ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 4
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ----------------------------------------------------------------------------------------------------
I N( n ) = m ( n ) * I Na1
(3.5)
Ta có bảng tóm tắt sau: Dạng ngắn mạch n N(1) 1 N(2) 2
X∆(n) X2∑ + X0∑ X2∑
N(1,1)
X2∑ // X0∑
N(3)
1,1 3
0
m(n) 3 3 3 * 1−
X 2Σ * X 0 Σ ( X 2Σ + X 0 Σ ) 2
1
Tính ngắn mạch tại điểm N1 Ngắn mạch 3 pha đối xứng X1 = 0,0067+ 0,125/2 =0,0692 Trong hệ đơn vị tương đối * ( 3) 1 I N 1* = = 14,451 0,0692 Trong hệ đơn vị có tên 10 I N( 31) = 14,451* = 3,476kA 3 * 24 Ngắn mạch 1 pha X2∑(1) = 0,0067+0,125/2 = 0,0692 X0∑(1) = 0,006+0,125/2 =0,0685 X∆(1) = 0,0692+ 0,0685 = 0,1377 (1) 1 I N1a1* = = 4,833 (0,0692 + 0,1377) Dòng điện ngắn mạch tổng hợp
I N(11) = 3 * I N1a1 = 3 * 4,833 = 14,5 Tính trong hệ đơn vị có tên 10 I N(11) = 14,5 * = 3,488kA 3 * 24 Ta có thành phần dòng điện thứ tự không: IN0*(1) = IN1*(1) = 4,833 Trong hệ đơn vị có tên: 10 I N(11)0 = 4,833 * = 1,163kA 3 * 24 ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 5
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE --------------------------------------------------------------------------------------------------- Ngắn mạch 2 pha chạm đất 0,0692 * 0,0685 X ∆(1,1) = = 0,0344 0,0692 + 0,0685 0,0692 * 0,0685 = 1,5 (0,0692 + 0,0685) 2 Tính trong hệ đơn vị tương đối
m (1,1) = 3 * 1 − (1,1)
1 = 9,653 (0,0692 + 0,0344) Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công thức X 2Σ 0,0692 I N(11,10) = I N(11,11) * = 9,653 * = 4,851 X 2Σ + X 0Σ 0,0692 + 0,0685 Trong hệ đơn vị có tên: I N1a1* =
I N(11,10) = 4,851*
10 = 1,167kA 3 * 24
Dòng điện ngắn mạch tổng hợp
I N(11,1) = 1,5 * I N1a1 = 1,5 * 9,653 = 14,48 Tính trong hệ đơn vị có tên
I N(11,1) = 14,48 *
10 = 3,483kA 3 * 24
Xét ngắn mạch tại điểm N5 Ngắn mạch 3 pha đối xứng X1∑ = 0,0067+ 0,125/2+0.142 =0.2112 Trong hệ đơn vị tương đối * ( 3)
I N 5* =
1 = 4,735 0,2112
Trong hệ đơn vị có tên
I N( 35) = 4.735 *
10 = 1,139kA 3 * 24
Ngắn mạch 1 pha X2∑(1) = 0,0067+0,125/2+0,142 = 0,2112 X0∑(1) = 0,006+0,125/2+0,354 =0,4225 ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 6
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------X∆(1) = 0,2112+ 0,4225 = 0,6377 (1)
I N 5 a1* =
1 = 1,184 (0,2112 + 0,6337)
Dòng điện ngắn mạch tổng hợp
I N(15) = 3 * I N 5 a1 = 3 *1,184 = 3,552 Tính trong hệ đơn vị có tên
I N(15) = 3,552 *
10 = 0,8545kA 3 * 24
Ta có thành phần dòng điện thứ tự không: IN0*(1) = IN1*(1) = 1,184 Trong hệ đơn vị có tên: ) I N(150 = 1,184 *
10 = 0,285kA 3 * 24
Ngắn mạch 2 pha chạm đất
X ∆(1,1) =
0,2112 * 0,4225 = 0,141 0,2112 + 0,4225
0,2112 * 0,4225 = 1,528 (0,2112 + 0,4225) 2 Tính trong hệ đơn vị tương đối
m (1,1) = 3 * 1 − (1,1)
I N 5 a1* =
1 = 2,839 (0,2112 + 0,141)
Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công thức X 2Σ 0,2112 ,1) ,1) I N(150 = I N(151 * = 2,839 * = 0,946 X 2Σ + X 0Σ 0,2112 + 0,4225 Trong hệ đơn vị có tên: ,1) I N(150 = 0,946 *
10 = 0,228kA 3 * 24
Dòng điện ngắn mạch tổng hợp ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 7
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ----------------------------------------------------------------------------------------------------
I N(15,1) = 1,528 * I N 5 a1 = 1,528 * 2,839 = 4,338 Tính trong hệ đơn vị có tên
I N(15,1) = 4,338 *
10 = 1,044kA 3 * 24
Ngắn mạch tại điểm N9 Ngắn mạch 3 pha đối xứng X1∑ = 0,0067+ 0,125/2+0.142+0,102 =0,3132 Trong hệ đơn vị tương đối * ( 3)
I N 9* =
1 = 3,193 0,3132
Trong hệ đơn vị có tên
I N( 39) = 3,193 *
10 = 0,768kA 3 * 24
Ngắn mạch 1 pha X2∑(1) = 0,0067+0,125/2+0,142+0,102 = 0,3132 X0∑(1) = 0,006+0,125/2+0,354+0,255 =0,6775 X∆(1) = 0,3132+ 0,6775 = 0,9907 (1)
I N 9 a1* =
1 = 0,767 (0,3132 + 0,9907)
Dòng điện ngắn mạch tổng hợp
I N(19) = 3 * I N 9 a1 = 3 * 0,767 = 2,301 Tính trong hệ đơn vị có tên
I N(19) = 2,301*
10 = 0,554kA 3 * 24
Ta có thành phần dòng điện thứ tự không: IN0*(1) = IN1*(1) = 0,767 Trong hệ đơn vị có tên: ) I N(190 = 0,767 *
10 = 0,185kA 3 * 24
Ngắn mạch 2 pha chạm đất
---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 8
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ----------------------------------------------------------------------------------------------------
X ∆(1,1) =
0,3132 * 0,6775 = 0,214 0,3132 + 0,6775
0,3132 * 0,6775 = 1,533 (0,3132 + 0,6775) 2 Tính trong hệ đơn vị tương đối
m (1,1) = 3 * 1 − (1,1)
I N 9 a1*
1 = = 1,897 (0,3132 + 0,214)
Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công thức X 2Σ 0,3132 ,1) ,1) I N(190 = I N(191 * = 1,897 * = 0,6 X 2Σ + X 0Σ 0,3132 + 0,6775 Trong hệ đơn vị có tên: ,1) I N(190 = 0,6 *
10 = 0,144kA 3 * 24
Dòng điện ngắn mạch tổng hợp
I N(19,1) = 1,533 * I N 9 a1 = 1,533 *1,897 = 2,908 Tính trong hệ đơn vị có tên
I N(19,1) = 2,908 *
10 = 0,7 kA 3 * 24
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 X1 0,069 0,104 0,140 0,175 0,2112 0,236 0,262 0,287 2 7 2 7 7 2 7 X2∑ 0,069 0,104 0,140 0,175 0,2112 0,236 0,262 0,287 2 7 2 7 7 2 7 X0∑ 0,068 0,157 0,245 0,334 0,422 0,486 0,550 0,614 5 5 5 5 5 5 (1) X∆ 0,137 0,261 0,385 0,509 0,633 0,723 0,812 0,902 7 7 7 7 7 2 7 2 (1,1) X∆ 0,034 0,062 0,089 0,115 0,141 0,16 0,178 0,196 4 8
N9 0,3132 0,3132 0,6785 0,9917 0,214
---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 9
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------m(1) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 (1,1) m 1,5 1,51 1,52 1,524 1,528 1,53 1,531 1,533 1,533 (3) IN (kA) 3,476 2,298 1,716 1,369 1,139 1,016 0,917 0,836 0,768 (1) IN (kA) 3,488 1,97 1.372 1,053 0,854 0,752 0,671 0,607 0,554 (1,1) IN (kA) 3,483 2,169 1,595 1,261 1,044 0,928 0,837 0,763 0,7 IN0(1)(kA) 1,163 0,657 0,457 0,351 0,285 0,251 0,224 0,202 0,185 IN0(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 INmax(kA) 3,488 2,298 1,716 1,369 1,139 1,016 0,917 0,836 0,768 IN0max(kA) 1,167 0,657 0,457 0,351 0,285 0,251 0,224 0,202 0,184 3*IN0max(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 10
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ----------------------------------------------------------------------------------------------------
Dòng điện ngắn mạch trong chế độ max 3.75 3.5 3.25 3 2.75 2.5
IN(kA)
2.25 2 1.75 1.5 1.25 1 0.75 0.5 0.25 0 N1
N2
N3
N4
N5
N6
N7
N8
N9
L
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 • SN = SNmin = 1200 MVA X1HT = 10/1200=0,0083 X0HT = 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 11
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------Edt 1
Xht
Xb
0.0083
0.125
Xd1 Xd1 0.0355 0.0355
Xd1 Xd1 0.0355 0.0355
Xd2 Xd2 0.0255 0.0255
Xd2 0.0255
Xd2 0.0255
Trong chế độ min ta tính toán các dạng ngắn mạch sau: • Ngắn mạch 2 pha • Ngắn mạch 1 pha chạm đất • Ngắn mạch 2 pha chạm đất Xác định dòng ngắn mạch tại điểm N1 X1∑ = 0,0083+ 0,125 =0,1333 X2∑ = 0,1333 X0∑ = 0,00747 + 0,125=0,13247 Tính dòng ngắn mạch 1 pha chạm đất X∆(1) = 0,1333 + 0,13247 = 0,26577 (1) 1 I N1a1* = = 2,506 (0,1333 + 0,26577) Dòng điện ngắn mạch tổng hợp
I N(11) = 3 * I N1a1 = 3 * 2,506 = 7,518 Tính trong hệ đơn vị có tên
I N(11) = 7,518 *
10 = 1,809kA 3 * 24
Ta có thành phần dòng điện thứ tự không: IN0*(1) = IN1*(1) = 2,506 Trong hệ đơn vị có tên:
I N(11)0 = 2,506 *
10 = 0,603kA 3 * 24
Ngắn mạch 2 pha chạm đất
X ∆(1,1) =
0,1333 * 0,13247 = 0,066 0,1333 + 0,13247
0,1333 * 0,13247 = 1,5 (0,1333 + 0,13247) 2 Tính trong hệ đơn vị tương đối
m (1,1) = 3 * 1 −
---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 12
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------(1,1)
I N1a1* =
1 = 5,018 (0,1333 + 0,066)
Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công thức X 2Σ 0,1333 I N(11,10) = I N(11,11) * = 5,018 * = 2,517 X 2Σ + X 0Σ 0,1333 + 0,13247 Trong hệ đơn vị có tên:
I N(11,10) = 2,517 *
10 = 0,605kA 3 * 24
Dòng điện ngắn mạch tổng hợp
I N(11,1) = 1,5 * I N1a1 = 1,5 * 5,018 = 7,527 Tính trong hệ đơn vị có tên
I N(11,1) = 7,527 *
10 = 1,811kA 3 * 24
Tính dạng ngắn mạch 2 pha X∆(2) = X2∑ = 0,1333 ( 2)
I N1a1* =
1 = 3,751 (0,1333 + 0,1333)
I N( 21)* = 3 * 3,751 = 6,5 Dòng điện ngắn mạch trong hệ đơn vị có tên là:
I N( 21) = 6,5 *
10 = 1,564kA 3 * 24
Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch còn lại ta có bảng số liệu sau: N1 0.1333
N2 0.1688
N3 0.2043
N4 0.2398
N5 0.2753
N6 0.3008
N7 0.3263
N8 0.3518
N9 0.3773
X2∑
0.1333
0.1688
0.2043
0.2398
0.2753
0.3008
0.3263
0.3518
0.3773
X0∑
0.1325
0.2210
0.3095
0.3980
0.4865
0.5505
0.6145
0.6785
0.7425
X∆(1)
0.2658
0.3898
0.5138
0.6378
0.7618
0.8513
0.9408
1.0303
1.1198
X1
---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 13
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------X∆(1,1)
0.0664
0.0957
0.1231
0.1496
0.1758
0.1945
0.2131
0.2317
0.2502
X∆(2)
0.1333
0.1688
0.2043
0.2398
0.2753
0.3008
0.3263
0.3518
0.3773
m(1)
3.0000
3.0000
3.0000
3.0000
3.0000
3.0000
3.0000
3.0000
3.0000
m(1,1)
1.5000
1.5045
1.5104
1.5153
1.5191
1.5214
1.5233
1.5249
1.5264
m(2)
1.7321
1.7321
1.7321
1.7321
1.7321
1.7321
1.7321
1.7321
1.7321
IN(1)(kA)
1.8083
1.2920
1.0050
0.8223
0.6959
0.6264
0.5696
0.5222
0.4821
IN(1,1)(kA)
1.8065
1.3683
1.1099
0.9360
0.8101
0.7389
0.6793
0.6287
0.5852
IN(2)(kA)
1.5629
1.2342
1.0197
0.8688
0.7568
0.6926
0.6385
0.5922
0.5522
IN0(1)(kA)
0.6028
0.4307
0.3350
0.2741
0.2320
0.2088
0.1899
0.1741
0.1607
IN0(1,1)(kA)
0.6040
0.3938
0.2922
0.2322
0.1927
0.1716
0.1547
0.1408
0.1292
Bảng 3: Trị số dòng điện ngắn mạch tại các điểm trong chế độ min Từ bảng số liệu trên ta xác định được giá trị dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất trong các dạng ngắn mạch ở chế độ min N1
IN min IN0min 3*IN0min
N2
N3
N4
N5
N6
N7
N8
N9
1.5629
1.2342
1.0050
0.8223
0.6959
0.6264
0.5696
0.5222
0.4821
0.6028
0.3938
0.2922
0.2322
0.1927
0.1716
0.1547
0.1408
0.1292
1.8083
1.1815
0.8766
0.6967
0.5781
0.5148
0.4640
0.4223
0.3875
Bảng 4: Trị số dòng điện ngắn mạch INmin và 3*IN0min nhỏ nhất
---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 14
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ----------------------------------------------------------------------------------------------------
Dòng điện ngắn mạch trong chế độ min 2 1.8 1.6 1.4 Inm(kA)
1.2 1
0.8 0.6 0.4 0.2 0 N1
N2
N3
N4 L(km)N5
N6
N7
N8
N9
3. Tính toán thông số cho các bảo vệ cắt nhanh ,quá dòng và dòng thứ tự không a. Bảo vệ quá dòng cắt nhanh Trị số dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng cắt nhanh được lựa chọn theo công thức Ikđ = Kat * INngmax (3.6) Trong đó : Kat :Hệ số an toàn .Thường chọn Kat = 1,2 INngmax : dòng ngắn mạch ngoài cực đại là dòng ngắn mạch lớn nhất thường lấy bằng giá trị dòng ngắn mạch trên thanh cái cuối đường dây. Chọn dòng khởi động cho bảo vệ quá dòng cắt nhanh trên đoạn đường dây D2 Ikđ2 = kat * IN9max = 1,2* 0,768 = 0,921 kA Trị số dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng cắt nhanh trên đoạn đường dây 1 đuợc chọn như sau: ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 15
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------Ikđ1 = kat *IN5max = 1,2*1,139=1,3668 kA b. Bảo vệ quá dòng thứ tự không cắt nhanh Trị số dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng thứ tự không cắt nhanh được chọn tương tự như trên Ta có công thức tính : I0kđ = kat * 3I0Nmax (3.7) Với bảo vệ trên đường dây D1 I0kđ1 = kat * 3I0N5max = 1,2* 0,855=1,026 kA I0kđ2 = kat * 3I0N9max= 1,2*0,552=0,6624 kA c. Bảo vệ quá dòng có thời gian Lựa chọn trị số dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng có thời gian Dòng khởi động của bảo vệ quá dòng có thời gian được lựa chọn theo công thức : Ikđ = K*Ilvmax (3.8) Trong đó : K:hệ số chỉnh định .Chọn K=1,6 Ilvmax :dòng điện làm việc lớn nhất Theo tính toán ở phần trên ta có : Ilvmax1= 242,68 A Ilvmax2= 158,49 A Vậy ta có : Ikđ1 = 1,6*242,68=388,288 A = 0,388 kA Ikđ2 = 1,6*158,49=253,584 A =0,254 kA Thời gian làm việc của bảo vệ Từ đặc tính thời gian của Rơ le
t=
13,5 Tp I * −1
Trong đó
I* =
I I kd
Với bảo vệ 2 Tại điểm ngắn mạch N9 Ta có IN9max = 0,768 . 0,768 I 9* = = 3,024 0,254 Mặt khác ta có : t2(N9)=tpt2 + ∆t=0,75+0,3=1,05 s ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 16
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------Vậy ta có :
T p 2 = t 2 ( N 9 ) * ( I * − 1) / 13,5 = 1,05 * (3,024 − 1) / 13,5 = 0,157 s
Tại N8
0,836 = 3,291 0,254 13,5 t2 ( N8 ) = * 0,157 = 0,925 3,291 − 1 I 8* =
Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch từ N7 đến N5 ta có bảng sau: N5
N6
N7
N8
N9
INmax(kA)
1.139
1.016
0.917
0.836
0.768
t(s)
0.608
0.707
0.812
0.925
1.05
Bảng 5 Thời gian tác động của Rơ le ứng với các điểm ngắn mạch trên đoạn đường dây D2 Tại điểm ngắn mạch N5
I 5* =
1,139 = 2,936 0,388
Với tpt1 = 0,5 s
T p1 = t1 ( N 5 ) * ( I 5* − 1) / 13,5 = 0,908 * ( 2,936 − 1) / 13,5 = 0,13s
Tại điểm ngắn mạch N4 ta có:
I 4* =
1,369 = 3,528 0,388
Ta có :
t1 ( N 4 ) =
13,5 * 0,13 = 0,694s 3,528 − 1
---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 17
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch từ N3 tới N1 ta có bảng N1
N2
N3
N4
N5
INmax(kA)
3.488
2.298
1.716
1.369
1.139
t(s)
0.220
0.357
0.513
0.694
0.908
Bảng 6 Thời gian làm việc của Rơ le ứng với vị trí các điểm ngắn mạch trên đoạn đường dây D1 Kiểm tra lại với các dòng ngắn mạch trong chế độ min Tính toán tương tự như trên nhưng đối với dòng ngắn mạch min và giữ nguyên các giá trị thời gian chỉnh định.Ta có bảng kết quả sau Các điểm ngắn mạch từ N1 đến N5 tính cho bảo vệ 1 IN(kA)
1.5629
1.2342
1.0050
0.8223
0.6959
Ikđ(kA)
0.3880
0.3880
0.3880
0.3880
0.3880
Tp (s) t(s)
0.1300 0.5796
0.1300 0.8047
0.1300 1.1036
0.1300 1.5679
0.1300 2.2116
Bảng 7 Thời gian làm việc của bảo vệ Rơ le trên đoạn đường dây D1 ứng với dòng ngắn mạch min Các điểm ngắn mạch từ N5 đến N9 tính cho bảo vệ số 2 N5
N6
N7
N8
N9
IN(kA)
0.6959
0.6264
0.5696
0.5222
0.4821
Ikđ(kA)
0.2540
0.2540
0.2540
0.2540
0.2540
Tp (s) t(s)
0.1570 1.2183
0.1570 1.4456
0.1570 1.7058
0.1570 2.0073
0.1570 2.3602
Bảng 8 Thời gian làm việc của bảo vệ Rơ le trên đoạn đường dây D2 trong chế độ min Từ các kết quả tính toán ở phần trên ta có đặc tính thời gian làm việc của các bảo vệ trong chế độ max và min như sau: ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 18
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ----------------------------------------------------------------------------------------------------
Đặc tính thời gian làm việc 3 2.75 2.5 2.25
2.2116
2.3602
2
2.0073
t(s)
1.75 1.7058
1.5679
1.5
1.2183
1.4456
1.25 1.1036
1
1.05
0.8047
0.75
0.908
0.5796
0.5
0.694 0.513
0.25
0.925 0.812
0.707 0.608
0.357 0.22
0 N1
N2
N3
N4
N5
N6
N7
N8
N9
L(km)
d. Bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời giạn Tính trị số dòng điện khởi động Dòng điện khởi động được chọn theo công thức I0kđ = k0 *IddBI (3.9) Trong đó : IddBI : là dòng danh định của BI K0 =0,3 Với bảo vệ trên đoạn đường dây D1: I0kđ1 = 0,3* 250=75 A I0kđ2 = 0,3*200= 60 A Thời gian làm việc ---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 19
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------Thời gian làm việc của bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian chọn theo đặc tính độc lập t02 = tpt2 + ∆t = 0,75 +0,3 =1,05 s t01 = max(tpt1,t02) + ∆t = 1,05+0,3=1,35 s 4 Kiểm tra sự làm việc của bảo vệ Kiểm tra vùng bảo vệ của bảo vệ quá dòng cắt nhanh và quá dòng thứ tự không cắt nhanh Từ đồ thị đã xác định ở trên ta có vùng bảo vệ của bảo vệ đặt trên đường dây 1 là: Vùng bảo vệ của bảo vệ quá dòng cắt nhanh: lcn1max = 15 km lcn1min = 3 km Vùng bảo vệ của bảo vệ quá dòng cắt nhanh thứ tự không theo chiều dài đường dây: lcn01max = 15 km lcn01min = 12.5 km Từ kết quả trên ta nhận thấy bảo vệ 1 đáp ứng được trong cả 2 chế độ max và min Xác định vùng bảo vệ của bảo vệ đặt trên đường dây2 lcn2max = 7,5 km lcn02max = 7,5 km Từ đồ thị ta thấy Ikđ2 (=0,921) > IN5min(0,6959) do đó bảo vệ cắt nhanh trên đoạn đường dây D2 bị vô hiệu đối với dòng điện ngắn mạch min. Tương tự ta cũng có I0kđ2 =0.6624 > IN50min =0.5781 do đó bảo vệ cắt nhanh thứ tự không trên đoạn đường dây D2 bị vô hiệu hóa trong chế độ min Xác định hệ số độ nhạy của bảo vệ quá dòng có thời gian Đối với bảo vệ đặt trên đoạn đường dây D1
K n1 =
I N 5 min 0,6959 = = 1.794 I kd 1 0.388
K 0 n1 =
I 0 N 5 min 0,5781 = = 7.708 I 0 kd 1 0,075
Đối với bảo vệ đặt trên đoạn đường dây D2
I N 9 min 0,4821 = = 1,9 I kd 2 0,254 I 0,3875 K 0 n1 = 0 N 9 min = = 6,46 I 0 kd 1 0,06 K n1 =
---------------------------------------------------------------------------------------------------Printed by Thành The Kid 20
