bài tập dài bảo vệ rơle

CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU………………………………………………………….2 CHƯƠNG 1: CHỌN TỈ SỐ MÁY BIẾN DÒNG…………………………………...3 1.1 Chọn tỷ số biến BI…………………………………………………….3 1.2 Chọn tỷ số biến đổi của BI2...................................................................3 1.3 Chọn tỷ số biến đổi của BI1…………………………………………..3 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH………………………………………...4 2.1 Giới thiệu chung………………………………………………………4 2.2 Giả thiết cơ bản………………………………………………………..4 2.3 Chọn các đại lượng cơ bản……………………………………………5 2.4 Tính thông số các phần tử…………………………………………….5 2.5 Chế độ phụ tải cực đại………………………………………………..6 2.6 Chế độ phụ tải cực tiểu………………………………………………19 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHỈNH ĐỊNH CÁC BẢO VỆ……………………….35 3.1 Chỉnh định bảo vệ quá dòng cắt nhanh I>> (50)…………………… 35 3.2 Chỉnh định bảo vệ quá dòng thứ tự không I0>> (50N)……………... 37 3.3 Chỉnh định bảo vệ quá dòng có thời gian I> (51)................................39 3.4 Bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian của 51N...........................43

MỤC LỤC

CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU……….2

CHƯƠNG 1: CHỌN TỈ SỐ MÁY BIẾN DÒNG……… 3

1.1 Chọn tỷ số biến BI……….3

1.2 Chọn tỷ số biến đổi của BI2 3

1.3 Chọn tỷ số biến đổi của BI1……… 3

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH……… 4

2.1 Giới thiệu chung………4

2.2 Giả thiết cơ bản……… 4

2.3 Chọn các đại lượng cơ bản………5

2.4 Tính thông số các phần tử……….5

2.5 Chế độ phụ tải cực đại……… 6

2.6 Chế độ phụ tải cực tiểu………19

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHỈNH ĐỊNH CÁC BẢO VỆ……….35

3.1 Chỉnh định bảo vệ quá dòng cắt nhanh I>> (50)……… 35

3.2 Chỉnh định bảo vệ quá dòng thứ tự không I0>> (50N)……… 37

3.3 Chỉnh định bảo vệ quá dòng có thời gian I> (51) 39

3.4 Bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian của 51N 43

.

CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU

CHƯƠNG 1 CHỌN TỈ SỐ MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN

1.1 Chọn tỷ số biến BI

 Chọn tỷ số biến đổi của các máy biến dòng BI1, BI2 dùng cho bảo vệ đường dây

D1, D2 Dòng điện sơ cấp danh định của BI chọn theo quy chuẩn lấy theo giá trị dòng làm việc cực đại qua BI Dòng thứ cấp lấy bằng 1 A hoặc 5 A

 Tỷ số biến đổi của các máy biến dòng được chọn theo công thức :

I sdđ

tdđ

I n I

1.2 Chọn tỷ số biến đổi của BI 2

 Dòng công suất lớn nhất có thể chạy qua đường dây D2 chính bằng công suất phụ tải số 2, do đó:

1.3 Chọn tỷ số biến đổi của BI 1

 Dòng công suất lớn nhất có thể chạy qua đường dây D1 chính bằng tổng công suất của phụ tải số 1 và dòng công suất trên đường dây D2

 = = + 5,56 = 11,12MVA

 =

√ =

√ = 297A Vậy tỉ số biến dòng của BI1 là: 300/5

CHƯƠNG2 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

2.1 Giới thiệu chung

 Tính ngắn mạch dùng trong bảo vệ Rơle Xây dựng quan hệ IN = f(L) cho các chế độ dòng qua rơ-le cực đại và cực tiểu Để xây dựng gần đúng đường đặc tính ta chia mỗi đoạn đường dây thành 4 đoạn bằng nhau bởi các điểm ngắn mạch Ni

∆ 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:

2.2 Giả thiết cơ bản

Để tính toán ngắn mạch cần có những giả thiết đơn giản hóa Những giả thiết này làm giảm đáng kể khối lượng tính toán trong khi vẫn đảm bảo độ chính xác cần thiết cho tính toán bảo vệ rơ-le

 Tần số hệ thống không thay đổi: Thực tế sau khi xảy ra ngắn mạch công suất của các máy phát thay đổi đột ngột dẫn tới mất cân bằng momen quay (momen phát động của tuabin và momen hãm điện từ của máy phát), tốc độ quay bị thay đổi trong quá trình quá độ Tuy nhiên ngắn mạch được tính ở giai đoạn đầu nên sự biến thiên tốc độ còn chưa đáng kể.Giả thiết tần số hệ thống hệ thống không đổi không mắc sai số nhiều, đồng thời giảm đáng kể phép tính, vd điện kháng sẽ có trị số không đổi

 Bỏ qua bão hòa từ : Bình thường lõi thép của nhiều thiết bị điện làm việc ở trạng thái gần bão hòa Trong trạng thái ngắn mạch mức độ bão hòa từ có thể tăng cao hơn ở một số phần tử Tuy nhiên để đơn giản vẫn coi mạch từ không bão hòa,khi đó điện cảm của phần tử là hằng số và mạch điện là tuyến tính, bởi số phần

tử mang lõi thép chỉ chiếm số lượng ít trong hệ thống điện, ở tình trạng ngắn mạch điện áp đặt vào cuộn dây ít khi bị tăng cao

 Bỏ qua các lượng nhỏ trong thông số của một phần tử :Giả thiết này được áp dụng tùy theo bài toán và mục đích phân tích ngắn mạch Nói chung trong các bài toán thiết kế, đòi hỏi độ chính xác không cao có thể áp dụng

 Bỏ qua dung dẫn của các đường dây điện áp thấp

 Bỏ qua mạch không tải của các máy biến áp

 Bỏ qua điện trở của cuộn dây máy phát điện, máy biến áp và cả điện trở đường dây trong nhiều trường hợp

 Hệ thống sức điện động ba pha của nguồn hoàn toàn đối xứng : Khi ngắn mạch không đối xứng thì phản ứng phần ứng các pha lên từ trường quay không hoàn toàn giống nhau Tuy nhiên, từ trường vẫn được giả thiết quay đều với tốc độ không đổi Khi đó sđđ 3 pha luôn đối xứng Thực tế hệ số không đối xứng của các sđđ không đáng kể

2.3 Chọn các đại lượng cơ bản

 Scb = SdđB = 60 (MVA) với SdđB là công suất danh định của máy biến áp

 Ucbi = Utbi với Utbi là điện áp trung bình của mạng điện tương ứng

= 1,1 = 1,1.0,03 = 0,03

 Máy biến áp:

 Chế độ max: Có 2 máy biến áp làm việc

Điện kháng của mỗi máy biến áp là:

Để khảo sát sự cố ngắn mạch trên đường dây ta chia mỗi đoạn đường dây làm

4 đoạn bằng nhau tức là ta sẽ có 9 điểm tính ngắn mạch được ký hiệu trong hình vẽ

từ N1÷ N9

I(3)(A) = I(3). = 11,11.1506 = 16732 A

 Ngắn mạch 1 pha N(1)

Dòng điện N.M thành phần TTT tại điểm N.M

=

= = 3,70 Dòng điện N.M tổng hợp

= 3. = 3.3,70 = 11,11 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = . = 11,11.1506 = 16732 A òng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. =3.3,70= 11,11Trong hệ đơn vị có tên

= 7,41 = 3,71 Dòng điện N.M tổng hợp

7,41 = 11,12 Trong hệ đơn vị có tên

(A) =

= 11,12.1506 = 16747 A Dòng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. = 3.3,71 = 11,13 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = = 11,13.1506 = 16762 A

2.5.2 Tính ngắn mạch tại điểm N2

X1∑ = X1∑N1 + X1D1 = 0,09 + 0,26 = 0,35

X2∑ = X1∑ = 0,35

X0∑ = X0ƩN1 + X0D1 = 0,09 + 0,69 = 0,78

 Ngắn mạch 3 pha đối xứng N(3)

Trong hệ đơn vị tương đối

I(3) =

= = 2,86 Trong hệ đơn vị có tên

I(3)(A) = I(3). = 2,86.1506 = 4307 A

 Ngắn mạch 1 pha N(1)

Dòng điện N.M thành phần TTT tại điểm N.M = = = 0,68 Dòng điện N.M tổng hợp

= 3. = 3.0,68 = 2,04 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = . = 2,04.1506 = 3072 A òng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. =3.0,68= 2,04Trong hệ đơn vị có tên

(A)= = 2,04.1506=3072 A

 Ngắn mạch 2 pha chạm đất N(1,1)Dòng N.M thành phần TTT tại điểm N.M

=

= 1,69 = 0,52 Dòng điện N.M tổng hợp

(A) =

= 2,60.1506= 3916 A

Dòng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. = 3.0,52 = 1,56 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = = 1,56.1506 = 2349 A

= 3. = 3.0,37 = 1,11 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = . = 1,11.1506 = 1672 A òng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. =3.0,37= 1,11Trong hệ đơn vị có tên

=

= 0,96 = 0,28 Dòng điện N.M tổng hợp

(A) =

= 1,48.1506= 2229 A Dòng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. = 3.0,28 = 0,84 Trong hệ đơn vị có tên

I(3)(A) = I(3). = 1,15.1506 = 1732 A

 Ngắn mạch 1 pha N(1)

Dòng điện N.M thành phần TTT tại điểm N.M = = = 0,26 Dòng điện N.M tổng hợp

= 3. = 3.0,26 = 0,78 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = . = 0,78.1506 = 1175 A òng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. =3.0,26= 0,78Trong hệ đơn vị có tên

0,87.2,16 0,87

= 0,67 = 0,19 Dòng điện N.M tổng hợp

(A) =

= 1,03.1506= 1551 A Dòng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. = 3.0,19 = 0,57 Trong hệ đơn vị có tên

I(3)(A) = I(3). = 0,88.1506 = 1325 A

 Ngắn mạch 1 pha N(1)

Dòng điện N.M thành phần TTT tại điểm N.M = = = 0,20 Dòng điện N.M tổng hợp

= 3. = 3.0,20 = 0,60 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = . = 0,60.1506 = 904 A òng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. =3.0,20= 0,60Trong hệ đơn vị có tên

1,13.2,85 1,13

= 0,52 = 0,15 Dòng điện N.M tổng hợp

(A) =

= 0,80.1506= 1205 A Dòng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. = 3.0,15 = 0,45 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = = 0,45.1506 = 678 A

2.5.6 Tính ngắn mạch tại điểm N6

X1∑ = X1∑N5 + X1D2 = 1,13 + 0,26 = 1,39

I(3)(A) = I(3). = 0,72.1506 = 1084 A

 Ngắn mạch 1 pha N(1)

Dòng điện N.M thành phần TTT tại điểm N.M = = = 0,16 Dòng điện N.M tổng hợp

= 3. = 3.0,16 = 0,48 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = . = 0,48.1506 = 723 A òng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. =3.0,16= 0,48Trong hệ đơn vị có tên

= 0,42 = 0,12 Dòng điện N.M tổng hợp

Trong hệ đơn vị có tên

(A) =

= 0,65.1506= 979 A Dòng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. = 3.0,12 = 0,36 Trong hệ đơn vị có tên

I(3)(A) = I(3). = 0,61.1506 = 919 A

 Ngắn mạch 1 pha N(1)

Dòng điện N.M thành phần TTT tại điểm N.M = = = 0,13 Dòng điện N.M tổng hợp

= 3. = 3.0,13 = 0,39 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = . = 0,39.1506 = 587 A òng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. =3.0,13= 0,39Trong hệ đơn vị có tên

Dòng điện N.M thành pần TTK =

= 0,35 = 0,10 Dòng điện N.M tổng hợp

(A) =

= 0,54.1506= 813 A Dòng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. = 3.0,10 = 0,30 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = = 0,30.1506 = 452 A

I(3)(A) = I(3). = 0,52.1506 = 783 A

 Ngắn mạch 1 pha N(1)

Dòng điện N.M thành phần TTT tại điểm N.M = = = 0,11 Dòng điện N.M tổng hợp

= 3. = 3.0,11 = 0,33 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = . = 0,33.1506 = 497 A òng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. =3.0,11= 0,33Trong hệ đơn vị có tên

= √ √

.

= √ √

= 0,46 Trong hệ đơn vị có tên

(A) =

= 0,46.1506= 693 A Dòng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. = 3.0,08 = 0,24 Trong hệ đơn vị có tên

I(3)(A) = I(3). = 0,46.1506 = 693 A

 Ngắn mạch 1 pha N(1)

Dòng điện N.M thành phần TTT tại điểm N.M

=

= = 0,10 Dòng điện N.M tổng hợp

= 3. = 3.0,10 = 0,30 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = . = 0,30.1506 = 452 A òng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. =3.0,10= 0,30Trong hệ đơn vị có tên

2,17.5, 61 2,17

= √ √

.

= √ √

= 0,42 Trong hệ đơn vị có tên

(A) =

= 0,42.1506= 633 A Dòng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. = 3.0,08 = 0,24 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = = 0,24.1506 = 361 A

Bảng2.2: Bảng tính ngắn mạch chế độ cực đại 2 MBA vận hành song song

Điểm ngắn mạch N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 INmax 11,12 2,86 1,64 1,15 0,88 0,72 0,61 0,52 0,46 Qui đổi về hệ đơn vị có tên

INmax(A) = INmax.Icb22

16747 4307 2470 1732 1325 1084 919 783 693

I0max 11,13 2,04 1,11 0,78 0,60 0,48 0,39 0,33 0,30 Qui đổi về hệ đơn vị có tên

= 3. = 3.2,08 = 6,24 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = . = 6,24.1506 = 9397 A òng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. =3.2,08= 6,24Trong hệ đơn vị có tên

(A)= =6,24.1506 = 9397 A

 Ngắn mạch 2 pha chạm đất N(1,1)Dòng N.M thành phần TTT tại điểm N.M

=

0,16.0,16 0,16

= √ √

= √ √

= 6,26 Trong hệ đơn vị có tên

(A) =

= 6,26.1506= 9428 A Dòng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. = 3.2,09 = 6,27 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = = 6,27.1506 = 9443 A

 Ngắn mạch 2 pha N(2)Dòng N.M thành phần TTT tại điểm N.M

Ia1 =

= = 3,13 Dòng điện N.M tổng hợp

= √ = √ 3,13 = 5,42 Trong hệ đơn vị có tên

= 3. = 3.0,59 = 1,77 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = . = 1,77.1506 = 2666 A òng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. =3.0,59= 1,77Trong hệ đơn vị có tên

(A)= =1,77.1506 = 2666 A

 Ngắn mạch 2 pha chạm đất N(1,1)Dòng N.M thành phần TTT tại điểm N.M

=

= √ √

= √ √

= 2,19 Trong hệ đơn vị có tên

(A) =

= 2,19.1506= 3298 A Dòng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. = 3.0,47 = 1,41 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = = 1,41.1506 = 2123 A

 Ngắn mạch 2 pha N(2)Dòng N.M thành phần TTT tại điểm N.M

Ia1 =

= = 1,19 Dòng điện N.M tổng hợp

= √ = √ 1,19 = 2,06 Trong hệ đơn vị có tên

Dòng điện N.M tổng hợp

= 3. = 3.0,34 = 1,02 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = . = 1,02.1506 = 1536 A òng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. =3.0,34= 1,02Trong hệ đơn vị có tên

(A) = =1,02.1506 = 1536 A

 Ngắn mạch 2 pha chạm đất N(1,1)Dòng N.M thành phần TTT tại điểm N.M

=

= 0,87 = 0,27Dòng điện N.M tổng hợp

= √ √

= √ √

= 1,34 Trong hệ đơn vị có tên

(A) =

= 1,34.1506= 2018 A Dòng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. = 3.0,27 = 0,81 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = = 0,81.1506 = 1220 A

 Ngắn mạch 2 pha N(2)Dòng N.M thành phần TTT tại điểm N.M

Ia1 =

= = 0,74 Dòng điện N.M tổng hợp

= √ = √ 0,74 = 1,28

Trong hệ đơn vị có tên (A) = =1,28.1506 = 1928 A

= 3. = 3.0,24 = 0,72 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = . = 0,72.1506 = 1084 A òng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. =3.0,24= 0,72Trong hệ đơn vị có tên

(A)= =0,72.1506 = 1084 A

 Ngắn mạch 2 pha chạm đất N(1,1)Dòng N.M thành phần TTT tại điểm N.M

=

= √ √

= 0,96

Trong hệ đơn vị có tên

(A) =

= 0,96.1506= 1446 A Dòng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. = 3.0,18 = 0,54 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = = 0,54.1506 = 813 A

 Ngắn mạch 2 pha N(2)Dòng N.M thành phần TTT tại điểm N.M

Ia1 =

= = 0,53 Dòng điện N.M tổng hợp

= √ = √ 0,53 = 0,92 Trong hệ đơn vị có tên

= 3. = 3.0,19 = 0,57 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = . = 0,57.1506 = 858 A òng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. =3.0,19= 0,57Trong hệ đơn vị có tên

(A)= =0,57.1506 = 858 A

 Ngắn mạch 2 pha chạm đất N(1,1)Dòng N.M thành phần TTT tại điểm N.M

=

= 0,49 = 0,14Dòng điện N.M tổng hợp

(A) =

= 0,76.1506= 1145 A Dòng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. = 3.0,14 = 0,42 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = = 0,42.1506 = 633 A

 Ngắn mạch 2 pha N(2)Dòng N.M thành phần TTT tại điểm N.M

Ia1 =

= = 0,42 Dòng điện N.M tổng hợp

= √ = √ 0,42 = 0,73 Trong hệ đơn vị có tên

= = = 0,15 Dòng điện N.M tổng hợp

= 3. = 3.0,15 = 0,45 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = . = 0,45.1506 = 678 A òng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. =3.0,15= 0,45Trong hệ đơn vị có tên

(A)= =0,45.1506 = 678 A

 Ngắn mạch 2 pha chạm đất N(1,1)Dòng N.M thành phần TTT tại điểm N.M

=

= 0,40 = 0,12Dòng điện N.M tổng hợp

(A) =

= 0,62.1506= 934 A Dòng điện TTK chạy qua bảo vệ

= 3. = 3.0,12 = 0,36 Trong hệ đơn vị có tên

(A) = = 0,36.1506 = 542 A

 Ngắn mạch 2 pha N(2)Dòng N.M thành phần TTT tại điểm N.M

Ia1 =

= = 0,34 Dòng điện N.M tổng hợp