Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE
----------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------
Printed by Thành The Kid - 1 -
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 Loại dây dẫn Chiều dài Z1(Ω/km) Z0(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
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
p
T
I
t1
5,13
*
(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 :
tdd
sdd
II
I
n (3.1)
Chọn Itdd = 1 A
Dòng Isdd được chọn theo công thức
Isdd = Ilvmax = kqt*Ipt (3.2)
Trong đó kqt = 1,4
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE
----------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------
Printed by Thành The Kid - 2 -
Chọn tỷ số biến của BI2
Tính dòng điện phụ tải
A
U
P
Ipt 2,113
85,0*24*3
10.4
cos**3
3
2
2
2
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
A
U
P
II ptpt 34,173
8.0*24*3
10.2
2,113
cos**3
3
1
1
21
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
N
cb
HT S
S
X
*1 (3.3)
Tính trong chế độ phụ tải cực đại
+ SN = SNmax = 1500 MVA
+ Hai máy biến áp làm việc song song
Ta có
0067,0
1500
10
max
*1
N
cb
HT S
S
X
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
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE
----------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------
Printed by Thành The Kid - 3 -
0083,0
1200
10
min
*1
N
cb
HT S
S
X
X2 ht* = X1 ht * = 0,0083
X0ht* =0,9 * 0,0083=0,00747
Máy biến áp
125,0
10
10
*
100
5,12
*
100
%
*
dm
cbk
bS
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 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
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE
----------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------
Printed by Thành The Kid - 4 -
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
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
(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:
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE
----------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------
Printed by Thành The Kid - 5 -
1
)()( *Na
nn
NImI (3.5)
Ta có bảng tóm tắt sau:
Dạng ngắn mạch n X∆(n) m(n)
N(1) 1 X2∑ + X0∑ 3
N(2) 2 X2∑ 3
N(1,1) 1,1 X2∑ // X0∑
2
02
02
)(
*X
1*3
XX
X
N(3) 3 0 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
451,14
0692,0
1
)3(
*1
*
N
I
Trong hệ đơn vị có tên
kAI N476,3
24*3
10
*451,14
)3(
1
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
833,4
)1377,00692,0(
1
)1(
*1
1
aN
I
Dòng điện ngắn mạch tổng hợp
5,14833,4*3*3 1
)1(
11
aNN II
Tính trong hệ đơn vị có tên
kAI N488,3
24*3
10
*5,14
)1(
1
Ta có thành phần dòng điện thứ tự không:
IN0*
(1) = IN1*
(1) = 4,833
Trong hệ đơn vị có tên:
kAI N163,1
24*3
10
*833,4
)1(
0
1