TÍNH TOÁN THÔNG SỐ CÀI ĐẶT ROLE CHO MÁY CẮT ĐẦU XUẤT TUYẾN

Chương này sẽ vận dụng lý thuyết của chương IV và kết quả chọn dây chảy của chương IV để tiến hành cài đặt role bảo vệ cho xuất tuyến trung áp thỏa mãn tính dự phòng, tính chọn lọc và tin cậy, 5,1 Chọn biến dòng cho hệ thống bảo vệ role phía 22 kV Chọn biến dòng theo tiêu chuẩn IEC, các công thức tính toán xem Trong trường hợp sự cố có dòng ngắnChương này sẽ vận dụng lý thuyết của chương IV và kết quả chọn dây chảy của chương IV để tiến hành cài đặt role bảo vệ cho xuất tuyến trung áp thỏa mãn tính dự phòng, tính chọn lọc và tin cậy, 5,1 Chọn biến dòng cho hệ thống bảo vệ role phía 22 kV Chọn biến dòng theo tiêu chuẩn IEC, các công thức tính toán xem Trong trường hợp sự cố có dòng ngắnChương này sẽ vận dụng lý thuyết của chương IV và kết quả chọn dây chảy của chương IV để tiến hành cài đặt role bảo vệ cho xuất tuyến trung áp thỏa mãn tính dự phòng, tính chọn lọc và tin cậy, 5,1 Chọn biến dòng cho hệ thống bảo vệ role phía 22 kV Chọn biến dòng theo tiêu chuẩn IEC, các công thức tính toán xem Trong trường hợp sự cố có dòng ngắn

CH ƯƠ NG V TÍNH TOÁN THÔNG S CÀI Đ T ROLE CHO MÁY C T Đ U XU T TUY N Ố Ặ Ắ Ầ Ấ Ế

Chương này sẽ v n d ng lý thuy t c a chậ ụ ế ủ ương IV và k t qu ch n dâyế ả ọ

ch yả c a chủ ương IV đ ti n hành cài đ t role b o v cho xu t tuy n trung ápể ế ặ ả ệ ấ ế

th a mãn tính d phòng, tính ch n l c và tin c y,ỏ ự ọ ọ ậ

5,1 Ch n bi n dòng cho h th ng b o v role phía 22 kV ọ ế ệ ố ả ệ

Ch n bi n dòng theo tiêu chu n IEC, các công th c tính toán xem [ ]ọ ế ẩ ứ

Trong trường h p s c có dòng ng n m ch l n, t s bi n dòng có th sẽ ợ ự ố ắ ạ ớ ỉ ố ế ể không còn đúng n a, Do v y nên ki m tra khi có s c , đ i v i bi n dòng đã ữ ậ ể ự ố ố ớ ế

ch n, t s này có còn đ m b o n a hay không đ đ m b o tín hi u truy n đ n ọ ỉ ố ả ả ữ ể ả ả ệ ề ế role là chính xác, tránh tác đ ng nh m trên độ ầ ường dây,

• Ch n bi n dòng theo tiêu chu n IECọ ế ẩ

• Dòng làm vi c c c đ i:ệ ự ạ

max ,max

8,5

lv

ñm

kV

• Ta có dòng cưỡng b c:ứ

140% x Ilv, max = 140% x 223,067 = 312,29 A

• Ch n bi n dòng 5VA 5P20 có t s bi n dòng BI là ọ ế ỉ ố ế 400:1

Trong đó:

- 5 VA: công su t đ nh m c c a bi n dòngấ ị ứ ủ ế

- 5P20: c p chính xác (5%) và h s gi i h n đ chính xác (20)ấ ệ ố ớ ạ ộ

• Xác đ nh t ng ph t i c a bi nị ổ ụ ả ủ ế dòng

- Bi n dòng có t ng tr Zế ổ ở MBDĐ = 3,3 Ω

- Ch n dây d n đ ng → = 2,16*10ọ ẫ ồ -8 Ω,m, có ti t di n 4 mmế ệ 2 k t ế

n i gi a r le và bi n dòng dài 20ố ữ ơ ế m, [Sach thay Khanh]

8

6

2,16 10 1,1 20 0,12

4 10

dd

dd dd

S

−

×

- T ng tr r le ph n ng dòng pha hay dòng TTK, v i công ổ ở ơ ả ứ ớ

su t tiêu th t iấ ụ ạ dòng đi n đ nh m c c a r le là Sệ ị ứ ủ ơ R = 0,3 VA:

0,3 0,3 1

ñm

R

Ra dd

S

I

−

- T ng ph t i khi ng n m ch 3ổ ụ ả ắ ạ pha:

2 MBDÑ dd Ra 3,3 0,12 0,3 3,72

- T ng ph t i khi ng n m ch 1ổ ụ ả ắ ạ pha:

2 MBDÑ 2 dd Ra Rn 3,3 2 0,12 2 0,3 4,14

• Đi n áp t hóa th c p c a bi n dòng khi có dòng đi n ng n m ch 3 pha ệ ừ ứ ấ ủ ế ệ ắ ạ

l n nh t là dòng ng n m ch 3 pha t i nút 2 I ớ ấ ắ ạ ạ N(3) = 10,64 kA (b ngả 3,2 )

(3)

2 4,4 10639

117,3 V 400:1

N e

BI

Z I V

n

• Đi n áp t hóa th c p c a bi n dòng khi có dòng đi n ng n m ch 1 pha ệ ừ ứ ấ ủ ế ệ ắ ạ

l n nh t là dòng ng n m ch 1 pha t i nút 2 ớ ấ ắ ạ ạ

(1)

IN =7,452

kA (b ngả 3,2 )

(3)

2 4,4 7452

81,97 V 400:1

N e

BI

Z I V

n

• Do không có b ng đả ường cong t hóa c a bi n dòng nên c n so ừ ủ ế ầ

sánh Ve và Ve-gh đã tính ở trên

N(3): Ve = 117,3 V < Ve-gh = 166 V

N(3): Ve = 117,3 V < Ve-gh = 166 V

K t lu n: ế ậ Ta ch n đọ ược bi n dòng có t s nế ỉ ố BI = 400 :1 cho xu t tuy n,ấ ế

5,2 Ttính tốn các thơng s cài đ t ố ặ

5,2,1 Ch c năng b o v quá dịng c c đ i (BV51) ứ ả ệ ự ạ

- Dịng làm vi c c c đ i: ệ ự ạ v i ớ = 8,5 MVA , = 22 kV

max lv,max

8,5 MVA

S

- Dịng kh i đ ng s c p tính tốn:ở ộ ơ ấ ch nọ Kat = 1,2, Kmm = 1,3 [sach thay khanh]

,max

1,2 1,3

1

at mm

tv

I k

• Dịng kh i đ ng th c p tính tốn: ở ộ ứ ấ

347,98 1

400:1

kđ kđ kđ

BI

n

Ch n Iọ > = 0,87 A

• Dịng kh i đ ng s c p: ở ộ ơ ấ

400

I I n = 0,87 = 348 A

1

kđ = ×> BI ×

• Đ nh y: ộ ạ Knh được tính theo dịng ng n m ch nh nh t t i cu i vùng ắ ạ ỏ ấ ạ ố

b o vả ệ t c là chính là dịng ng n m ch 1 pha t i nút s 6,ứ ắ ạ ạ ố

INM,min = 2,061 kA

min 2061

5,92 1,5 348

NM nhạy

kđ

I k

k

−

[Sách th y khanhầ ]

Ph i h p th i gian role 51 và FCO đ u nhánh: khi cĩ ng n m ch phía sauố ợ ờ ầ ắ ạ

m i FCO đ u nhánh thì FCO này ph i tác đ ng trỗ ầ ả ộ ước role 51 m t kho ng th iộ ả ờ gian t là 0,12s ( Δ theo tiêu chu n ph i h p role – c u chì, m c 3,3ẩ ố ợ ầ ụ ),Xét dịng

ng n m ch l n nh t phía sau m i FCO đ u nhánh – đĩ là dịng ng n m ch 3ắ ạ ớ ấ ỗ ầ ắ ạ

pha ngay sát FCO đ u nhánh hay chính là dòng ng n m ch t i các nútầ ắ ạ ạ 2,3,4,5,6,

Tra đ c tuy n chì TCT – Total clear Time c a dây chì FCO (ặ ế ủ hình 3,4) ta có

b ng:ả

B ng 5,1: TCT dòng ng n m ch l n nh t c a các FCO nhánh, ả ắ ạ ớ ấ ủ

I N(3) (kA) 10,639 6,861 4,451 3,603 3,289

Lo i dâyạ

TCT c a FCOủ 0,036 0,034 0,06 0,035 0,016

Ch n đ c tuy n Extremely Inverse (EI) cho ch c năng b o v 51 c a role (ọ ặ ế ứ ả ệ ủ

vì đ c tính c a c u chì r t d c), Dòng ng n m ch càng l n thì th i gian tác đ ng ặ ủ ầ ấ ố ắ ạ ớ ờ ộ

c a role càng bé nên c n cài đ t th i gian tác đ ng role ph i h p v i:ủ ầ ặ ờ ộ ố ợ ớ

FCO có th i gian c t s c lâu nh t (0,0ờ ắ ự ố ấ 6s) là FCO t i nút ạ 4

FCO có dòng ng n m ch đi qua l n nh t (10,6ắ ạ ớ ấ 39 kA) là FCO t i nút 2,ạ

TH1: Ch c năng b o v 51 ph i tác đ ng c t máy c t khi có dòng ng n m ch ứ ả ệ ả ộ ắ ắ ắ ạ 3,439 kA sau kho ng th i gian ả ờ t> = tchì + t = 0,0Δ 6 + 0,12 = 0,18 s

Công th c c a đ c tuy n Extremely Inverse(EI):ứ ủ ặ ế

2

80

T 1

P kñ

t

I I

> = ×

−

2

80

4451 1 358

TP 0,492

V i giá tr Tớ ị p đã ch n thì th i gian tác đ ng tọ ờ ộ ương ng c a 51 là:ứ ủ

2

80 0,492 0,242s

4451 1 348

Ki m tra l i ph i h p b o v v i các FCO nhánh:ể ạ ố ợ ả ệ ớ

V i Tp =0ớ ,452 và Ikđ = 348 A

2

80 0,452

348

, (n u l n h n thì ch n 20)ế ớ ơ ọ

I N(3) (kA) 10,639 6,861 4,451 3,603 3,289

Lo i dâyạ

TCT c a FCOủ 0,036 0,034 0,06 0,035 0,016

t> (s) 0,016 0,04 0,095 0,145 0,24

Đ chênh l ch th i gian gi a r le 51 và FCO các nút 2,3,4 đ u nh h n 0,12 s ộ ệ ờ ữ ơ ề ỏ ơ nên không ch n tp = ọ 0,492

TH2: Ch c năng b o v 51 ph i tác đ ng c t máy c t khi có dòng ng n m ch ứ ả ệ ả ộ ắ ắ ắ ạ 10,639 kA sau kho ng th i gian là ả ờ t> = tchì + ∆t = 0,036 + 0,12 = 0,156 s, [sach thay khanh]

2

80 1 80 0,156 =

10639 1 315

t kñ

t

I I

k

> = ×

−

×

(t sỉ ố

20

kñ

I

I >

, ch n 20)ọ

 Tp = 0,79, chon TP = 0,8

V i giá tr Tớ ị p đã ch n thì th i gian tác đ ng tọ ờ ộ ương ng c a 51 là:ứ ủ

2

80 0,8 0,16 (s)

10639 1 348

(t sỉ ố

20

kñ

I

I >

, ch n 20)ọ

Ki m tra l i ph i h p b o v v i các FCO nhánh:ể ạ ố ợ ả ệ ớ

V i Tp =0,ớ 8 và Ikđ = 348 A

2

80 0,8

348

(t s , n u l n h n thì ch n 20)ỉ ố ế ớ ơ ọ

IN(3) (kA) 10,639 6,861 4,451 3,603 3,289

Lo i dâyạ

TCT c a FCOủ 0,036 0,034 0,06 0,035 0,016

t> (s) 0,16 0,168 0,394 0,603 0,723

T i t t c các nút, giá tr ạ ấ ả ị ∆t > 0,12s th a ki u ki n ph i h p nên ch n tp = 0,ỏ ề ệ ố ợ ọ 8

Dòng kh i đ ng ở ộ

Dòng ng n m ch 3 pha t i cu i vùng b o v ( nút 6) ắ ạ ạ ố ả ệ = 3,289 kA

Dòng kh i đ ng s c p c a ch c năng b o v 50: ở ộ ơ ấ ủ ứ ả ệ :

Ikđ-sc = Kat x Inm-max

= 1,2 x 3289 = 3947 A

- Dòng kh i đ ng th c p: ở ộ ứ ấ

3947 9,868 A 400

sñ kñ sc

kñ tc

BI

I

n

−

−

×

I>> = 9,868 (A)

Ch n dòng kh i đ ng là Iọ ở ộ >> = 9,87 A

 Dòng kh i đ ng s c p: ở ộ ơ ấ Ikđ = I>> * nBI = 9,87*400 = 3948 A

Ph i h p th i gian gi a ch c năng b o v 50 và FCO: đ tránh tác đ ng ố ợ ờ ữ ứ ả ệ ể ộ

nh m khi có ng n m ch x y ra sau các FCO đ u nhánh, ta xét các v trí mà ch c ầ ắ ạ ả ầ ị ứ năng 50 có th tác đ ng v i th i gian l n nh t – đó là v trí b t kì trên nhánh mà ể ộ ớ ờ ớ ấ ị ấ dòng ng n m ch b ng dòng kh i đ ng cài đ t cho rắ ạ ằ ở ộ ặ ơle, ho c v trí cu i nhánh ặ ị ố

mà t i đó dòng ng n m ch nh nh t l n h n dòng cài đ t cho rạ ắ ạ ỏ ấ ớ ơ ặ ơle, T c là:ứ

• N u Iế nm-min < Ikđ-sc < Inm-max ta l y dòng Ikđ-sc đ tra TCT c a dây ch y đ u ấ ể ủ ả ầ nhánh,

• N u Iế kđ-sc < Inm-min < Inm-max ta l y dòng Inm-min đ tra TCT c a dây ch y ấ ể ủ ả

đ u nhánh,ầ

• N u Iế nm-min < Inm-max < Ikđ-sc ch c năng b o v 50 không tác đ ng trên nhánh ứ ả ệ ộ này

L u đ i v i Iư ố ớ nm-min, Inm-max ta xét t t c các lo i ng n m ch có th x y ra trên ấ ả ạ ắ ạ ể ả nhánh (IN(3), IN(2), IN(1,1), IN(1)),

K t qu th i gian tác đ ng l n nh t c a FCO đ u nhánh khi có dòng ng n ế ả ờ ộ ớ ấ ủ ầ ắ

m ch mà ch c năng 50 có th tác đ ng đạ ứ ể ộ ược th hi nể ệ

B ng 5,4: Th i ả ờ gian tác đ ng l n nh t FCO đ u nhánh ộ ớ ấ ầ

Dòng ng nắ

m ch (kA)ạ

Inm-max Inm-min Inm-max Inm-min Inm-max Inm-min Inm-max Inm-min 10,63

9 2,07 6,861 2,021 4,451 2,065 3,603 1,746

Ch n dòng đọ ể

đ ngộ

Th i gian chìờ

K t h p k t qu tra đế ợ ế ả ượ ởc trên, ta ch n: ọ t >> = t chì max + ∆t = 0,2 + 0,12 = 0,32 s 5,2,3 Ch c năng b o v dòng c c đ i th t không( BV51N) ứ ả ệ ự ạ ứ ự

Dòng kh i đ ng 51N đở ộ ược cài đ t nh sauặ ư

I kcb-max =K đn x K ss x I nm-max

I kđ = K at I kcb–max /nBI

V i Kớ ss: sai s c a bi n dòng (ch n 0,1) ố ủ ế ọ

Kđn: đ không đ ng nh t c a CT (ch n 0,7) ộ ồ ấ ủ ọ

IN-max(3) :là dòng ng n m ch l n nh t cu i vùng b o v (dòng NM 3 pha t i nút ắ ạ ớ ấ ố ả ệ ạ 6)

Kat: h s an toàn (ch n 1,3)ệ ố ọ

→

1,3 0,1 0,7 3,289 0,748 A

400

kñ tc

, Ch n ọ I kđR = 0,75 A

→ Dòng kh i đ ng s c p: Iở ộ ơ ấ kđ-sc = Ikđ-tc*nBI = 0,75*400 = 300 A

Ph i h p th i gian gi a ch c năng b o v 51N và FCO đ u nhánh: khi có ố ợ ờ ữ ứ ả ệ ầ

ng n m ch ch m đ t phía sau m i FCO đ u nhánh thì FCO này ph i tác đ ng ắ ạ ạ ấ ỗ ầ ả ộ

trước 51N,

Xét dòng ng n m ch ch m đ t l n nh t phía sau m i FCO – đó là dòng ng n ắ ạ ậ ấ ớ ấ ỗ ắ

m ch 1 pha ch m đ t ngay sát FCO đ u nhánh hay chính là dòng ng n m ch 1 ạ ạ ấ ầ ắ ạ pha ch m đ t t i các nút 2, 3, 4, 5, 6, ạ ấ ạ

B ng 5,5: Tra đ c tuy n chì TCT c a FCO ả ặ ế ủ

Nút 2 Nút 3 Nút 4 Nút 5 Nút 6

I N(1) kA 7,709 4,73 2,959 2,36 2,142

Lo i dây ch yạ ả 200K 140K 140k 100k 30k

TCT c a FCO(s)ủ 0,05 0,054 0,12 0,07 0,02

Ch n đ c tuy n Extremely Inverse (EI) cho ch c năng b o v 51N c a ọ ặ ế ứ ả ệ ủ role ( vì đ c tính c a c u chì r t d c), Dòng ng n m ch càng l n thì th i gian tácặ ủ ầ ấ ố ắ ạ ớ ờ

đ ng c a role càng bé nên c n cài đ t th i gian tác đ ng role ph i h p v i:ộ ủ ầ ặ ờ ộ ố ợ ớ

FCO có th i gian c t s c lâu nh t (0,ờ ắ ự ố ấ 12s) là FCO t i nút ạ 4

FCO có dòng ng n m ch đi qua l n nh t (ắ ạ ớ ấ 7,709 kA) là FCO t i nút 2,ạ

TH1: Ch c năng b o v 51N ph i tác đ ng c t máy c t khi có dòng ng n m ch ứ ả ệ ả ộ ắ ắ ắ ạ 2,159 kA sau kho ng th i gian ả ờ t> = tchì + t = 0,1Δ 2 + 0,12 = 0,24 s

Công th c c a đ c tuy n Extremely Inverse(EI):ứ ủ ặ ế

0

80

3I

1 300

p

> = ×

−

2

80

2959 1 300

p

Tp 0,289

V i giá tr Tớ ị p đã ch n thì th i gian tác đ ng tọ ờ ộ ương ng c a 51N là:ứ ủ

80

2959 1 300

Ki m tra l i ph i h p b o v v i các FCO nhánh:ể ạ ố ợ ả ệ ớ

V i Tp =0,ớ 289 và Ikđ = 300 A

0

80 0,289 3I

1 300

−

I N(1) (kA) 7,709 4,73 2,959 2,36 2,142

t> (s) 0,035 0,093 0,24 0,38 0,463

Đ chênh l ch th i gian gi a r le 51N và FCO các nút 2,3 đ u nh h n 0,12 s ộ ệ ờ ữ ơ ề ỏ ơ nên không ch n tp = 0,ọ 289

TH2:Ch c năng b o v 51N ph i tác đ ng c t máy c t khi có dòng ng n m ch ứ ả ệ ả ộ ắ ắ ắ ạ 7,709 kA sau kho ng th i gian là ả ờ t> = tchì + ∆t = 0,05 + 0,12 = 0,17 s,

0

80

3I

1 300

p

> = ×

−

80

7709 1 300

p

 Tp = 1,4

V i giá tr Tớ ị p đã ch n thì th i gian tác đ ng tọ ờ ộ ương ng c a 51N là:ứ ủ

80

7709 1 300

Ki m tra l i ph i h p b o v v i các FCO nhánh:ể ạ ố ợ ả ệ ớ

V i Tp =1,ớ 4 và Ikđ = 300 A

0

80

3I

1 300

> = ×

−

I N(1) (kA) 7,709 4,73 2,959 2,36 2,142

Lo i dâyạ

t> (s) 0,17 0,452 1,163 1,84 2,221

T i t t c các nút, giá tr ạ ấ ả ị ∆t ≥

0,12s th a ki u ki n ph i h p nên ch n Tp = 1,ỏ ề ệ ố ợ ọ 4

5,2,4 Ch c năng b o v dòng th t không c t nhanh (BV50N) ứ ả ệ ứ ự ắ

Dòng 3I0,max = IN(1) t i nút 6 (Iạ N(1) = 2,142 kA )

Dòng kh i đ ng s c p ch c năng 50N: ở ộ ơ ấ ứ I kđ-sc = K at * 3I 0-max

=1,2 x 2142 = 2570(A)

Dòng đi n kh i đ ng th c p: ệ ở ộ ứ ấ

2570

400:1

sñ kñ sc

kñ tc

BI

A n

−

−

×

Vì bước ch nh đ nh là 0,01 nên ch n Iỉ ị ọ kđ-tc = I0>> = 6,43 A

Dòng kh i đ ng s c p: Iở ộ ơ ấ kđ = nBI*I0>> = 400 x 6,43 = 2572 A

Th i gian tác đ ng ờ ộ

Ph i h p th i gian gi a ch c năng b o v 50N và FCO: đ tránh tác đ ng nh m ố ợ ờ ữ ứ ả ệ ể ộ ầ khi có ng n m ch x y ra sau các FCO đ u nhánh, ta xét các v trí mà ch c năng ắ ạ ả ầ ị ứ

50 có th tác đ ng v i th i gian l n nh t – đó là v trí b t kì trên nhánh mà dòng ể ộ ớ ờ ớ ấ ị ấ

ng n m ch b ng dòng kh i đ ng cài đ t cho role, ho c v trí cu i nhánh mà t i ắ ạ ằ ở ộ ặ ặ ị ố ạ

đó dòng ng n m ch nh nh t l n h n dòng cài đ t cho role, T c là:ắ ạ ỏ ấ ớ ơ ặ ứ

N u 3Iế 0-min < Ikđ-sc < 3I0-max ta l y dòng Iấ kđ-sc đ tra TCT c a dây ch y đ u nhánh,ể ủ ả ầ

N u Iế kđ-sc < 3I0-min < 3I0-max ta l y dòng Inm-min đ tra TCT c a dây ch y đ u ấ ể ủ ả ầ nhánh,

N u 3Iế 0-min < 3I0-max < Ikđ-sc ch c năng b o v 50N không tác đ ng trên nhánh này ứ ả ệ ộ

L u đ i v i Iư ố ớ 0-min, I0-max ta xét các lo i ng n m ch có dòng ch m đ t đi qua role cóạ ắ ạ ạ ấ

th x y ra trên nhánh (Iể ả N(1,1), IN(1)),

K t qu th i gian tác đ ng l n nh t c a FCO đ u nhánh khi có dòng ng n m ch ế ả ờ ộ ớ ấ ủ ầ ắ ạ

mà ch c năng 50N có th tác đ ng đứ ể ộ ược th hi nể ệ

B ng 5,7: Th i ả ờ gian tác đ ng l n nh t FCO đ u nhánhộ ớ ấ ầ

Dây ch yả

Dòng

ng nắ

m chạ

ch m đ tạ ấ

(kA)

3I0-max 3I0-min 3I0-max 3I0-min 3I0-max 3I0-min 3I0-max 3I0-min

7,709 0,69 4,737 0,74 2,959 0,688 2,36 0,582

Ch nọ

dòng để

tra TCT

(kA)

50N không tác

đ ngộ

Th i gianờ

chì tác

t 0>> = t chì max + ∆t = 0,24 + 0,12 = 0,36 s

B ng 5,8: T ng k t ả ổ ế

Ikđ-tc ttđ Ikđ-tc Tp Ikđ-tc ttđ Ikđ-tc Tp 9,87 A 0,3s 0,87A 0,8s 6,43 A 0,36s 0,75 A 1,4