Đang tải... (xem toàn văn)
Do nhu cầu về điện ngày càng tăng, hệ thống điện ngày càng được mở rộng, phụ tải tiêu thụ tăng thêm cũng đồng nghĩa với việc khả năng xảy ra sự cố như chạm chập, ngắn mạch cũng tăng theo.Muốn hệ thống điện vận hành an toàn và tin cậy thì không thể thiếu các thiết bị bảo vệ để giảm thiểu, ngăn chặn các hậu quả của sự cố có thể xảy ra.Là một sinh viên chuyên ngành hệ thống điện không thể không nghiên cứu, tìm hiểu bộ môn “ Bảo vệ rơle trong hệ thống điện”. Môn học đã mang lại cho sinh viên những kiến thức cơ bản nhất của bảo vệ hệ thống điện bằng rơle, các nguyên tắc tác động, cách thực hiện các bảo vệ thường gặp cũng như các chế độ hư hỏng và làm việc không bình thường điển hình nhất của hệ thống điện và các loại bảo vệ chính đặt cho nó. Đồ án “Bảo vệ rơle” giúp sinh viên hệ thống lại toàn bộ kiến thức được học. Những kiến thức này sẽ là nền tảng cho quá trình tiếp cận thực tế sau này.Do trình độ và kinh nghiệm còn hạn chế, vì vậy trong quá trình thực hiện đồ án chắc hẳn không tránh được những sai sót. Em rất mong nhận được sự nhận xét, góp ý của các thầy cô để bản đồ án và kiến thức bản thân em được hoàn thiện hơn.
Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan LỜI MỞ ĐẦU ************ Do nhu cầu điện ngày tăng, hệ thống điện ngày mở rộng, phụ tải tiêu thụ tăng thêm đồng nghĩa với việc khả xảy cố chạm chập, ngắn mạch tăng theo.Muốn hệ thống điện vận hành an toàn tin cậy thì không thể thiếu các thiết bị bảo vệ để giảm thiểu, ngăn chặn các hậu cố có thể xảy Là sinh viên chuyên ngành hệ thống điện không thể không nghiên cứu, tìm hiểu môn “ Bảo vệ rơle hệ thống điện” Môn học đã mang lại cho sinh viên những kiến thức nhất bảo vệ hệ thống điện bằng rơle, các nguyên tắc tác động, cách thực các bảo vệ thường gặp các chế độ hư hỏng làm việc không bình thường điển hình nhất hệ thống điện các loại bảo vệ chính đặt cho Đồ án “Bảo vệ rơle” giúp sinh viên hệ thống lại toàn kiến thức học Những kiến thức se tảng cho quá trình tiếp cận thực tế sau Do trình độ kinh nghiệm hạn chế, vì quá trình thực đồ án hẳn không tránh những sai sót Em rất mong nhận nhận xét, góp ý các thầy cô để đồ án kiến thức thân em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2016 Sinh viên: Trần Văn Phương Trần Văn Phương-D9LTH1 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan MỤC LỤC A.Phần lý thuyết CHƯƠNG I:NHIỆM VỤ VÀ CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI BẢO VỆ RƠ LE 1.1 Nhiệm vụ bảo vệ rơle Trong bất cứ HTĐ không thể không tránh khỏi những hư hỏng các tình trạng làm việc không bình thường các phần tử HTĐ Nguyên nhân xảy các dạng hư hỏng hay cố rất đa dạng: - Do thiên nhiên: Động đất, núi lửa,lũ lụt, dông bão… Do người: Sai sót quá trình tính toán thiết kế, vận hành, bảo dưỡng… Trần Văn Phương-D9LTH1 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le - GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan Do ngẫu nhiên: Già cỗi cách điện, thiết bị quá cũ, những hư hỏng ngẫu nhiên, tình trạng làm việc bất thường hệ thống… Các cố nguy hiểm nhất xảy HTĐ thường các dạng ngắn mạch Khi ngắn mạch dòng điện tăng cao chỗ cố các phần tử từ nguồn đến điểm ngắn mạch có thể gây tác dụng nhiệt nguy hiểm cho phần tử mà chạy qua Hồ quang chỗ cố nếu tồn lâu có thể đốt cháy thiết bị, gây hỏa hoạn Ngắn mạch làm điện áp chỗ cố khu vực lưới điện lân cận giảm thấp, ảnh hưởng tới làm việc bình thường hộ tiêu thụ điện Trường hợp nguy hiểm nhất có thể dẫn đến mất ổn định tan rã hệ thống Ngoài ngắn mạch thì hệ thống điện có tình trạng làm việc không bình thường, phổ biến nhất tượng quá tải, dòng điện tải tăng làm tăng nhiệt độ các phần tử dẫn điện gây già cỗi cách điện làm giảm tuổi thọ thiết bị bị phá hỏng dẫn đến các cố nguy hiểm ngắn mạch Do đó, nhiệm vụ các thiết bị bảo vệ rơle(BVRL) phát nhanh chóng loại trừ phần tử cố khỏi hệ thống điện nhằm ngăn chặn hạn chế tới mức thấp nhất tác hại Ngoài BVRL ghi nhận phát các tình trạng làm việc không bình thường các phần tử HTĐ, tùy vào mức độ có thể báo tín hiệu cắt máy cắt 1.2 Các yêu cầu bảo vệ rơle Để thực các chức nhiệm vụ quan trọng trên, thiết bị bảo vệ phải thỏa mạn những yêu cầu sau: 1.2.1 Tính chọn lọc Là tính bảo vệ có thể phát loại trừ đúng phần tử bị cố khỏi HTĐ Phân loại: + Chọn lọc tuyệt đối: Các bảo vệ làm nhiệm vụ chính cho các phần tử bảo vệ + Chọn lọc tương đối: Các bảo vệ làm nhiệm vụ bảo vệ chính làm nhiệm vụ dự phòng cho các phần tử lân cận Để thực nhiệm vụ thì thời gian các bảo vệ phải phối hợp với 1.2.2 Độ tin cậy Là tính đảm bảo cho các thiết bị làm việc đúng chắn Phân loại: Trần Văn Phương-D9LTH1 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan + Độ tin cậy tác động: đảm bảo cho bảo vệ làm việc đúng + Độ tin cậy không tác động: đảm bảo cho bảo vệ không làm việc sai (không tác động nhầm bảo vệ không thuộc phạm vi hoạt động nó) 1.2.3 Tính tác động nhanh Phát loại trừ nhanh cố hệ thống nhanh tốt, kết hợp với yêu cầu chọn lọc đòi hỏi thiết phải sử dụng các hệ thống bảo vệ làm việc tin cậy đắt tiền Rơle gọi tác động nhanh nếu tRL ≤ 50 ms, các rơle thông thường từ 60 ÷ 100ms 1.2.4 Độ nhạy Đặc trưng cho khả cảm nhận cố hệ thống bảo vệ: Kn = Bảo vệ dự phòng có Kn = 1,2 ÷ 1,5, bảo vệ chính thường có K n = 1,5 ÷ Độ nhạy hệ thống bảo vệ phụ thuộc vào những yếu tố sau: - Cấu hình hệ thống Dạng ngắn mạch trị số dòng điện ngắn mạch Loại bảo vệ Đặc tính làm việc bảo vệ 1.2.5 Tính kinh tế - Đối các phần tử điện áp cao siêu cao áp thì chi phí cho hệ thống bảo vệ rơle chiếm khoảng ÷ 2% tổng giá trị công trình giá tiền không quyết định đến việc lựa chọn chủng loại rơle bảo vệ hệ thống đảm bảo bốn yêu cầu kĩ thuật - Đối với lưới phân phối phần tử nhiều ,hơn nữa yêu cầu hệ thống bảo vệ thường không cao bằng các thiết bị bảo vệ cao áp siêu cao áp thiết kế ta phải cân nhắc các chi phí kinh tế cho vừa đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật có chi phí nhỏ nhất Trần Văn Phương-D9LTH1 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan CHƯƠNG II: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CÁC BẢO VỆ ĐÃ HỌC Bảo vệ dòng điện Quá dòng điện tượng dòng điện chạy qua phần tử hệ thống điện vượt quá trị số dòng điện tải lâu dài cho phép Quá dòng điện có thể xảy ngắn mạch quá tải + Bảo vệ quá dòng điện bảo vệ tác động dòng điện qua phần tử bảo vệ vượt quá giá trị định trước (tức giá trị cài đặt) + Theo phương pháp đảm bảo tính chọn lọc bảo vệ quá dòng điện chia loại: Bảo vệ dòng điện cực đại: bảo đảm tính chọn lọc bằng cách chọn thời gian làm việc theo nguyên tắc cấp Trần Văn Phương-D9LTH1 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan Bảo vệ dòng điện cắt nhanh: bảo đảm tính chọn lọc bằng cách chọn dòng khởi động thích hợp 1.1 Bảo vệ dòng điện cực đại: Bảo vệ dòng điện cực đại thường loại bảo vệ chính mạng nguồn cung cấp.Bảo vệ đặt đầu đoạn đường dây (về phía nguồn), bảo vệ gần nguồn cung cấp thì thời gian tác động lớn -Thời gian làm việc bảo vệ dòng điện cực đại Hai bảo vệ cận kề có thời gian chọn lớn bậc Δt việc bảo vệ gần nguồn có thời gian lớn t n = max{ t n −1 } + Δt Trong đó: tn - thời gian đặt cấp bảo vệ thứ n xét tn-1 - thời gian tác động các bảo vệ cấp bảo vệ đứng trước (thứ n) Δt - bậc chọn lọc thời gian Thông thường Δt = (0,2 ÷ 0,5)s vớiΔt = 0.2svới Rơle số,Δt = 0.5svới Rơle Khi ngắn mạch điểm N1 ngắn mạch điểm N2 thì bảo vệ làm việc có đặc tính thời gian độc lập thì thời gian không đổi, dùng bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc ta thấy thời gian làm việc thay đổi theo điểm ngắn mạch Ưu điểm bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc giảm thời gian cắt ngắn mạch bảo vệ gần nguồn, nhược điểm thời gian cắt ngắn mạch bảo vệ tăng lớn I N ≈ Ikđ, phối hợp thời gian làm việc bảo vệ tương đối phức tạp - Dòng điện khởi động bảo vệ dòng điện cực đại: Theo nguyên tắc tác động bảo vệ I max phải chọn lớn dòng phụ tải cực đại qua chỗ đặt bảo vệ Trong thực tế dòng điện khởi động bảo vệ phụ thuộc vào nhiều điều kiện khác I kd = Dòng khởi động bảo vệ: k at k mm I lvmax k tv Trong đó: kat - hệ số an toàn, để đảm bảo cho bảo vệ không cắt nhầm có ngắn mạch sai số tính dòng ngắn mạch (kat = 1,1 ÷ 1,2) Trần Văn Phương-D9LTH1 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan kmm : hệ số tự mở máy các động cơ, có trị số phụ thuộc vào loại động cơ, vị trí giữa chỗ đặt bảo vệ với các động cơ, sơ đồ mạng điện (kmm = ÷ 3) ktv: hệ số trở chức bảo vệ quá dòng, để đảm bảo làm việc ổn định bảo có các nhiễu loạn ngắn (hiện tượng tự mở máy các ĐC sau TĐL đóng thành công) hệ thống mà bảo vệ không tác động (ktv = 0,85 ÷ 0,95) Ikđ - dòng khởi động Ilvmax - dòng điện cực đại qua đối tượng bảo vệ, thường xác định chế độ cực đại hệ thống Trong số trường hợp thì dòng điện vào Rơle khác với dòng vào thứ cấp BI I kd = k at k mm k s d I lvmax n i k tv Trong đó: ni - tỉ số biến BI ksđ - hế số sơ đồ đấu dây giữa BI Rơle - Độ nhạy bảo vệ dòng điện cực đại: Độ nhạy bảo vệ dòng điện cực đại đặc trưng bằng hệ số Kn: K nh = I Nmm I kd Hệ số độ nhạy tỷ số dòng qua bảo vệ có ngắn mạch trực tiếp cuối bảo vệ với dòng điện khởi động Yêu cầu độ nhạy là: - Đối với bảo vệ chính thì Kn ≥ 1,5 - Đối với bảo vệ dự phòng thì Kn ≥ 1,2 - Vùng tác động: Vùng tác động Rơle bảo vệ quá dòng có thời gian toàn phần đường dây tính từ vị trí đặt bảo vệ phía tải Bảo vệ đặt gần nguồn có khả làm dự phòng cho bảo vệ đặt phía sau với thời gian cắt cố chậm cấp thời gian Δt 1.2 Bảo vệ dòng cắt nhanh: Đối với bảo vệ quá dòng thông thường gần nguồn thời gian cắt ngắn mạch lớn, thực tế cho thấy ngắn mạch gần nguồn thường thì mức độ nguy hiểm cao Trần Văn Phương-D9LTH1 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan cần loại trừ nhanh tốt Để bảo vệ các đường dây trường hợp người ta dùng bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50) Bảo vệ quá dòng cắt nhanh loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc bằng cách chọn lọc dòng điện khởi động lớn dòng ngắn mạch lớn nhất qua chỗ đặt bảo vệ có ngắn mạch phần tử bảo vệ (cuối bảo vệ phần tử bảo vệ), bảo vệ dòng cắt nhanh thường làm việc tức thời với thời gian rất bé Bảo vệ cắt nhanh có khả làm việc chọn lọc lưới có cấu hình bất kỳ với nguồn hay nhiều nguồn cung cấp Ưu điểm có thể cách ly nhanh cố với công suất ngắn mạch lớn gần nguồn Tuy nhiên vùng bảo vệ không bao trùm hoàn toàn đường dây cần bảo vệ, chính nhược điểm lớn nhất bảo vệ Để đảm bảo tính chọn lọc, giá trị đặt bảo vệ quá dòng cắt nhanh phải chọn cho lớn dòng ngắn mạch cực đại (ở dòng ngắn mạch ba pha trực tiếp) qua chỗ đặt Rơle có ngắn mạch vùng bảo vệ Đối với mạng điện hình tia nguồn cung cấp thì giá trị dòng điện khởi động bảo vệ cắt nhanh đặt góp A là: I kd = k at I N ngmax Trong đó: kat - hệ số an toàn, tính đến ảnh hưởng sai số tính ngắn mạch, cấu tạo Rơle, thành phần không chu kỳ dòng ngắn mạch biến dòng Với Rơle thì kat = 1,2 ÷ 1,3 với Rơle số thì kat = 1,15 INngmax - dòng ngắn mạch ba pha trực tiếp lớn nhất qua bảo vệ ngắn mạch vùng bảo vệ Ở dòng ngắn mạch ba pha trực tiếp góp B Ưu điểm: Làm việc giây ngắn mạch gần góp Nhược điểm: Chỉ bảo vệ phần đường dây 70 - 80% Phạm vi bảo vệ không cố định phụ thuộc vào chế độ ngắn mạch chế độ làm việc hệ thống Chính vì bảo vệ quá dòng cắt nhanh không thể bảo vệ chính phần tử mà có thể kết hợp với bảo vệ khác Trần Văn Phương-D9LTH1 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan D1 D2 I>> I>> a) I max I kd I Nng.max L CN L CN L max b) Bảo vệ so lệch Nguyên lý: Bảo vệ so lệch dựa nguyên tắc so sánh các dòng điện giữa hai đầu phần tử (đối tượng bảo vệ) vì hiểu hệ thống cân bằng dòng điện Trần Văn Phương-D9LTH1 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan Bảo vệ so lệch dòng điện a Sơ đồ nguyên lý b Đồ thị véc tơ dòng điện ngắn mạch vùng chế độ làm việc bình thường c Khi có ngắn mạch vùng bảo vệ Trong sơ đồ dòng điện qua rơ le so lệch: I R = I1 − I I R - dòng điện so lệch bằng hiệu số dòng thứ cấp hai đầu phần tử bảo vệ Trong điều kiện bình thường có ngắn mạch N1 I1 = I , vì I R = I1 − I =0, rơ le không tác động Khi có ngắn mạch vùng bảo vệ (điểm N2), I1 ≠ I , vì I R = I1 − I ≠ IR>Ikđ thì rơ le se tác động * Nguyên lý bảo vệ so lệch có hãm Trong thực tế để nâng cao độ nhậy bảo vệ ngăn chặn tác động nhầm ảnh hưởng dòng không cân bằng sai số BI có ngắn mạch người ta sử dụng nguyên lý có hãm bảo vệ Dòng điện so lệch: I SL = ∆ I = I1 − I = I LV Trần Văn Phương-D9LTH1 10 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan -Sơ đồ thay thế thứ tự thuận, nghịch, không : Trong : X1∑ = X2∑=X1HT +XB= 0,0242+0,115=0,1392 X0∑ = X0HT+XB =0,0266+0,115=0,1416 • Ngắn mạch pha chạm đất N(3): ===7,184 Trong hệ đơn vị có tên: 7,184.=7,213(kA) • Ngắn mạch pha N(2): Dòng ngắn mạch pha cố: = =.=6,221 Trong hệ đơn vị có tên: =6,221.=6,246(kA) • Ngắn mạch pha chạm đất N(1): Ta có: = X2∑ +X0∑=0,1392+0,1416=0,2808 Sơ đồ dạng phức hợp sau: Với : Xtđ = X1Σ + X∆ =0,1392+0,2808=0,420 ==== =2,381 Dòng ngắn mạch siêu quá độ hệ đơn vị có tên : Trần Văn Phương-D9LTH1 29 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan =3.2,381.=7,171(kA) Dòng điện thứ tự không hệ đơn vị có tên : =3 =3 2,381.=7,171 (kA) • Ngắn mạch pha chạm đất N(1,1): Ta có: X ∑ X ∑ X ∑ +X ∑ = ==0,070 =1,5 Sơ đồ dạng phức hợp sau: Với : Xtđ = X1Σ + X∆ =0,1392+0,070=0,2092 =====4,776 Dòng ngắn mạch siêu quá độ hệ đơn vị có tên là: ==1,5.4,776.=7,192(kA) Dòng điện thứ tự không hệ đơn vị có tên là: =3 X2∑ X ∑ +X ∑ =3 4,776 =7,131 (kA) Khi ngắn mạch điểm N1 thì dòng qua BI 4.4.2.Điểm ngắn mạch N2 -Sơ đồ thay thế thứ tự thuận,nghịch,không : Trần Văn Phương-D9LTH1 30 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan 1,1976 Trong : X1∑ = X2∑=X1HT+ += 0,0242+0,115+0,352=0,4912 X0∑ = X0HT+XB + X0L11=0,0266+0,115+1,056=1,1976 • Ngắn mạch ba pha chạm đất N(3): ===2,036 Trong hệ đơn vị có tên: 2,036.=2,044(kA) • Ngắn mạch pha N(2): Dòng ngắn mạch pha cố: = =.=1,763 Trong hệ đơn vị có tên: =1,763.=1,770(kA) • Ngắn mạch pha chạm đất N(1): Ta có:= X2∑ +X0∑=0,4912+1,1976=1,6888 Sơ đồ phức hợp rút gọn sau: Trần Văn Phương-D9LTH1 31 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan Với : Xtđ = X1Σ + X∆ = 0,4912+1,6888=2,18 ==== =0,459 Dòng ngắn mạch siêu quá độ hệ đơn vị có tên : =3.0,459.=1,382(kA) Dòng điện thứ tự không hệ đơn vị có tên : =3 =3.0,459 =1,382 (kA) • Ngắn mạch pha chạm đất N(1,1): X ∑ X ∑ X ∑ +X ∑ Ta có:= ==0,348 =1,543 Sơ đồ phức hợp rút gọn sau: Với : Xtđ = X1Σ + X∆ = 0,4912+0,348=0,8392 ===1,191 Dòng ngắn mạch siêu quá độ hệ đơn vị có tên : =1,543.1,191.=1,845(kA) Trần Văn Phương-D9LTH1 32 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan Dòng điện thứ tự không hệ đơn vị có tên : =3 X2∑ X ∑ +X ∑ =3.1,191 =1,044 kA Tương tự tính X1∑ ; X2∑ ; X0∑ với các điểm ngắn mạch lại chế độ max Ta có công thức tính: N3= X1∑=X2∑=X1HT++2 X0∑= X0HT++2 N4: X1∑=X2∑= X1HT++3 X0∑= X0HT++3 N5: X1∑=X2∑= X1HT++4 X0∑= X0HT++4 N6: X1∑=X2∑= X1HT++4.X1L11+ X0∑= X0HT++4.+ N7: X1∑=X2∑= X1HT++4.X1L11+2 X0∑= X0HT++4.+2 N8: X1∑=X2∑= X1HT++4.X1L11+3 X0∑= X0HT++4.+ N9: X1∑=X2∑= X1HT++4.X1L11+4 X0∑= X0HT++4.+4 Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch lại ta có tổng hợp kết : X1Σ N 0,139 X 0Σ 0,1416 (1)kA (1,1)kA (1,1)kA I I (3)kA I (2)kA I (1)kA I I 0N 0N N N N N 7,213 Trần Văn Phương-D9LTH1 6,246 7,171 33 7,192 7,171 7,131 7,131 6,246 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le N N N N N N N N 0,491 0,843 1,195 1,547 1,879 2,211 2,543 2,875 GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan 1,1976 2,044 1,770 1,382 1,845 1,382 1,044 1,044 1,770 2,2536 1,191 1,031 0,764 1,069 0,764 0,563 0,563 1,031 3,3096 0,840 0,727 0,528 0,753 0,528 0,385 0,385 0,727 4,366 0,649 0,562 0,404 0,581 0,404 0,293 0,293 0,562 5,3616 0,534 0,463 0,330 0,478 0,330 0,239 0,239 0,463 6,3576 0,454 0,393 0,279 0,406 0,279 0,202 0,202 0,393 7,3536 0,395 0,342 0,242 0,353 0,242 0,175 0,175 0,342 8,3496 0,349 0,302 0,214 0,312 0,214 0,154 0,154 0,302 Tổng hợp hai chế độ cực đại cực tiểu : Điểm N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 INmax 7,372 2,057 1,195 0,842 0,650 0,535 0,455 0,395 0,350 I0Nmax INmin 7,334 6,246 1,388 1,770 0,766 1,031 0,529 0,727 0,404 0,562 0,331 0,463 0,280 0,393 0,242 0,342 0,214 0,302 I0Nmin 7,131 1,044 0,563 0,385 0,293 0,239 0,202 0,175 0,154 Trần Văn Phương-D9LTH1 34 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan Phân bố dòng ngắn mạch theo chiều dài đường dây chế độ max Phân bố dòng ngắn mạch theo chiều dài đường dây chế độ CHƯƠNG III:TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY BẢO VỆ QUÁ DÒNG CẮT NHANH(I>>,50) a./ Tính dòng khởi động bảo vệ - Trị số dòng điện khởi động bảo vệ quá dòng cắt nhanh lựa chọn theo công thức : Ikđ = kat.INngmax Trần Văn Phương-D9LTH1 35 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan Trong : kat -Hệ số an toàn Chọn kat = 1,2-1,3 INngmax - dòng ngắn mạch lớn nhất thường lấy bằng giá trị dòng ngắn mạch pha trực tiếp cái cuối đường dây với chế độ làm việc cực đại -Dòng khởi động cho bảo vệ quá dòng cắt nhanh đường dây L1 là: ==1,2.0,650=0,780 kA -Dòng khởi động cho bảo vệ quá dòng cắt nhanh đường dây L2 là: ==1,2.0,350=0,420 kA 2.BẢO VỆ QUÁ DÒNG THỨ TỰ KHÔNG CẮT NHANH(50N) -Dòng khởi động chọn theo công thức sau: Trong đó: dòng ngắn mạch thứ tự không cực đại -Dòng khởi động cho bảo vệ quá dòng cắt nhanh đoạn đường dây L2 là: =1,2.0,214=0,257 kA -Dòng khởi động cho bảo vệ quá dòng cắt nhanh đoạn đường dây L1 là: =1,2.0,404=0,485 kA BẢO VỆ QUÁ DÒNG CÓ THỜI GIAN(51) -Lựa chọn trị số dòng điện khởi động bảo vệ quá dòng có thời gian Dòng điện khởi động bảo vệ quá dòng có thời gian tính theo công thức: Trong đó: k mm kv Hệ số trở Lấy k v = 0,95 - Hệ số mở máy các phụ tải động có dòng điện chạy qua chổ đặt bảo vệ Lấy k at k at = 1,2 - Hệ số an toàn Lấy I lv max - Dòng điện làm việc lớn nhất đường dây L1,L2 ni- Tỉ số biến dòng BI ksđ-Hệ số sơ đồ.Lấy ksđ = Trần Văn Phương-D9LTH1 36 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan -Dòng khởi động cho bảo vệ quá dòng có thời gian đoạn đường dây L2 là: =.182,159=0,0179 kA -Dòng khởi động cho bảo vệ quá dòng có thời gian đoạn đường dây L1 là: =.383,357=0,0189 kA Chọn thời gian làm việc bảo vệ: Đặc tính thời gian làm việc rơle: ,(s) với: a./ Chế độ cực đại -Đường dây L2: • Xét điểm ngắn mạch N9: IN9max = 0,350 kA ==19,553 =0,8+0,5=1,3 s ==.1,3=0,569 s • Xét điểm ngắn mạch N8: IN8max =0,395 kA ==22,067 ==.0,569=1,248 s Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch đường dây L2: N I N max , kA tpt2, s N5 0,650 1,07 N6 0,535 1,13 N7 0,534 1,19 -Ta có đường đặc tính thời gian: -Đường dây L1: -Thời gian bảo vệ làm việc điểm N5 đường dây L1 là: + • Xét điểm ngắn mạch N5: IN5max = 0,650 kA ==34,392 Trần Văn Phương-D9LTH1 37 N8 0,466 1,25 N9 0,413 1,30 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan +0,5=2 s ==.2=1,047 s • Xét điểm ngắn mạch N4: IN4max =0,842 kA ==44,550 =.1,047=1,858 s Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch đường dây L1: N I N max , kA tpt1, s N1 7,372 1,16 N2 2,057 1,49 N3 1,195 1,70 N4 0,842 1,86 N5 0,650 -Ta có đường đặc tính thời gian: b./ Chế độ cực tiểu -Đường dây L2: • Xét điểm ngắn mạch N9: IN9min = 0,302 kA ==16,872 =0,8+0,5=1,3 s ==.1,3=0,54 s • Xét điểm ngắn mạch N8: IN8min =0,342 kA ==19,106 ==.0,54=1,244 s Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch đường dây L2: N tpt2, s N5 0.562 1,06 N6 0.463 1,12 N7 0,393 1,19 -Ta có đường đặc tính thời gian: Trần Văn Phương-D9LTH1 38 N8 0,342 1,24 N9 0,302 1,30 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan -Đường dây L1: -Thời gian bảo vệ làm việc điểm N5 đường dây L1 là: + • Xét điểm ngắn mạch N5: IN5min = 0,562 kA ==29,735 +0,5=2 s ==.2=1,003 s • Xét điểm ngắn mạch N4: IN4min = 0,727 kA ==38,466 =.1,003=1,854 s Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch đường dây L1: N1 6,246 1,14 N tpt1, s N2 1,770 1,48 N3 1,031 1,69 N4 0,727 1,85 N5 0,562 -Ta có đường đặc tính thời gian: BẢO VỆ QUÁ DÒNG THỨ TỰ KHÔNG CÓ THỜI GIAN (51N) - Trị số dòng điện khởi động bảo vệ dòng thứ tự thời gian lựa chọn theo công thức: Trong đó: -Hệ số an toàn ,k= 0,3 - Dòng điện danh định BI -Dòng khởi động cho bảo vệ quá dòng thứ tự thời gian đường dây L2 : =0,3.200=60 A -Dòng khởi động cho bảo vệ quá dòng thứ tự thời gian đường dây L1 : =0,3.400=120 A Trần Văn Phương-D9LTH1 39 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan Đường đặc tính thời gian làm việc bảo vệ thứ tự không Thời gian làm việc bảo vệ quá dòng thứ tự thời gian chọn theo đặc tính độc lập t02= tpt2 + ∆t = 0,8 +0,5 =1,3 s t01= + = +=1,5+0,5=2 s Trần Văn Phương-D9LTH1 40 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan CHƯƠNG IV:XÁC ĐỊNH VÙNG BẢO VỆ CẮT NHANH VÀ KIỂM TRA ĐỘ NHẠY CỦA CÁC BẢO VỆ 4.1 XÁC ĐỊNH VÙNG BẢO VỆ CỦA BẢO VỆ QUÁ DÒNG CẮT NHANH 4.1.1 Bảo vệ cắt nhanh dòng pha: a.Chế độ max: • Phương pháp giải tích: -Vùng bảo vệ xác định dựa vào cân bằng giữa dòng kích khởi động rơ le với dòng ngắn mạch chế độ rơ le với dòng ngắn mạch chế độ Ta có:==13,225 Với bảo vệ 1: =0,780 ↔ =0,780 →=35,97 km Vậy vùng bảo vệ bảo vệ là:=35,97 km Với bảo vệ 2: =0,420 ↔ =0,420 →=58,72 km Vậy vùng bảo vệ bảo vệ là:=58,72 km b.Chế độ min: -Vùng bảo vệ xác định dựa vào cân bằng giữa dòng kích khởi động rơ le với dòng ngắn mạch chế độ rơ le với dòng ngắn mạch chế độ Ta có:==13,225 Với bảo vệ 1: =0,780 Trần Văn Phương-D9LTH1 41 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan Trong đó: X1∑ = X2∑= X1HTmin + XB+( x0D1.)/ Xcb =0,0242+0,115+(0,423.)/13,225=0,1392+0,032 X0∑ = X0HTmin + XB+( x0D1.)/ Xcb =0,0266+0,115+(1,269.)/13,225=0,1416+0,096 Như ta có: =0,780 ↔ =0,780 →=27,98 km Vậy vùng bảo vệ bảo vệ là:=27,98 km Với bảo vệ 2: ==0,420 Trong đó: X1∑ = X2∑= X1HTmin + XB+ XD1+( x0D2.)/ Xcb =0,0242+0,115+0,352+(0,429 )/13,225=0,4912+0,0324 X0∑ = X0HTmin + XB+ X0D1+ ( x0D2.)/ Xcb =0,0266+0,115+1,408+(1,287.)/13,225=1,5496+0,0973 Như ta có: =0,420 ↔ =0,420 →=39,56 km Vậy vùng bảo vệ bảo vệ là:=39,56km 4.2 KIỂM TRA ĐỘ NHẠY CỦA BẢO VỆ: -Bảo vệ xác định theo công thức: Với điều kiện 1,5 -Đối với bảo vệ đặt đường dây 1: ==4,683 Trần Văn Phương-D9LTH1 42 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan ==15,501 -Đối với bảo vệ đặt đường dây 2: ==5,033 ==8,603 =>Vậy các bảo vệ thra mãn yêu cầu độ nhạy Trần Văn Phương-D9LTH1 43 [...]... vệ chính: dùng bảo vệ so lệch (∆I) để bảo vệ cho các sự cố trên cuộn dây, dùng bảo vệ rơ le khí (RK) để bảo vệ phần dầu Hai bảo vệ này se chống lại tất cả các sự cố bên trong MBA • Bảo vệ dự phòng: dùng bảo vệ quá dòng có thời gian( I >,t) Bảo vệ dự phòng cho bảo vệ chính và chống lại các sự cố bên ngoài MBA • Bảo vệ chống chạm đất: dùng bảo vệ quá dòng TTK( I0>) • Bảo vệ chống quá tải... loại bảo vệ đặt cho đường dây Đường dây L1,L2 thuộc lưới điện trung áp, ta dùng bảo vệ quá dòng cắt nhanh để loại bỏ tức thời sự cố 70-80% phần phía đầu đường dây, bảo vệ quá dòng có thời gian với đặc tính phụ thuộc để bảo vệ toàn bộ đường dây.Ngoài ra cần dùng thêm bảo vệ quá dòng thứ tự không đặc tính thời gian độc lập để bảo vệ chống chạm đất Trần Văn Phương-D9LTH1 15 Đồ án môn học:. .. Văn Phương-D9LTH1 13 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan CHƯƠNG III: LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ CHO MÁY BIẾN ÁP VÀ ĐƯỜNG DÂY L1 ,L2 1 Phương thức bảo vệ cho MBA 1.1 Các dạng hư hỏng và tình trạng làm việc không bình thường của MBA cần kể đến khi thực hiện bảo vệ Role * Những hư hỏng nội bộ trong MBA: - Ngắn mạch nhiều pha trong cuộn dây MBA Ngắn mạch 1 pha trong cuộn dây MBA,... Phương-D9LTH1 15 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le 3.3 GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan Sơ đồ phương thức bảo vệ cho đường dây L1,L2 Trần Văn Phương-D9LTH1 I >> I >> I >,t I >,t IO >,t IO >,t 16 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan B.Phần tính toán CHƯƠNG I: CHỌN CÁC BI PHỤC VỤ BẢO VỆ L1 L2 P2 HT MBA P1 Để chọn các BI ta chọn theo điều kiện dòng điện làm việc lớn nhất Dòng điện sơ cấp danh định... 0,154 Trần Văn Phương-D9LTH1 34 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan Phân bố dòng ngắn mạch theo chiều dài đường dây chế độ max Phân bố dòng ngắn mạch theo chiều dài đường dây chế độ min CHƯƠNG III:TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY 1 BẢO VỆ QUÁ DÒNG CẮT NHANH(I>>,50) a./ Tính dòng khởi động của bảo vệ - Trị số dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng cắt nhanh được... ngột Quá điện áp khi NM chạm đất trong hệ thống Phương thức bảo vệ MBA phụ thuộc vào công suất, chủng loại, số cuộn dây, vị trí và sơ đồ đấu dây của máy biến áp Máy biến áp cần bảo vệ là loại 2 cuộn dây có có công suất trung bình, được làm việc song song, tổ đấu dây Y 0/Y0 – 12, từ đó ta có thể đặt các bảo vệ cho 1 máy biến áp như sau: 1.2 Các loại bảo vệ đặt cho MBA: • Bảo vệ chính:.. .Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan I H = I1 + I 2 Dòng điện hãm: Ở chế độ làm việc bình thường và NM ngoài vùng bảo vệ dòng điện làm việc bé hơn nhiều so với dòng điện hãm nên rơ le so lệch (so sánh biên độ của I LV và IH) không làm việc Khi có ngắn mạch trong vùng bảo vệ, dòng điện một đầu se đổi chiều, lúc bấy giờ ILV... toán ngắn mạch 4.1 Mục đích tính toán Trần Văn Phương-D9LTH1 18 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan Ngắn mạch là hiện tượng các pha chập nhau, pha chập đất (hay chập dây trung tính) Trong thiết kế bảo vệ rơle, việc tính toán ngắn mạch nhằm xác định các trị số dòng điện ngắn mạch lớn nhất đi qua đối tượng được bảo vệ để lắp đặt và chỉnh định các thông số của bảo. .. tải và nhiệt độ dầu tăng cao: dùng bảo vệ quá tải dòng điện và rơ le hình ảnh nhiệt ( Trần Văn Phương-D9LTH1 14 Đồ án môn học: Bảo vệ Rơ le 1.3 GVHD:ThS.Nguyễn Thị Thanh Loan Sơ đồ phương thức bảo vệ cho MBA 2 Phương thức bảo vệ cho đường dây L1,L2 3.1 Các dạng sự cố thường gặp trên đường dây - Ngắn mạch (nhiều pha chạm đất hay NM 1 pha ) - Chạm đất 1 pha - Quá điện áp (khí quyển hoặc thao tác)... khởi động của bảo vệ quá dòng có thời gian Dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng có thời gian được tính theo công thức: Trong đó: k mm kv Hệ số trở về Lấy k v = 0,95 - Hệ số mở máy của các phụ tải động cơ có dòng điện chạy qua chổ đặt bảo vệ Lấy k at k at = 1,2 - Hệ số an toàn Lấy I lv max - Dòng điện làm việc lớn nhất trên đường dây L1,L2 ni- Tỉ số biến dòng BI ksđ -Hệ số sơ đồ. Lấy ksđ