luận văn đề tài '''' bảo vệ rơle''''

Đồ án bảo vệ rơle

ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 1

NhËn xÐt cña gi¸o viªn chấm




















Quảng Ninh, ngµy…….th¸ng…… n¨m 200
Gi¸o viªn chấm
(Ký ghi râ hä tªn)

ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 2

Mục Lục


Mục Lục 2
A. TÍNH TOÁN BẢO VỆ CHO NHÀ MÁY ĐIỆN 1 5
I. Tính toán bảo vệ máy phát điện 1 (MF1) 5
1. Bảo vệ quá dòng 5
Hình 1 8
1. Bảo vệ so lệch dọc cho máy phát 1 (MF1) 8
Hình 2 11
II. Tính toán bảo vệ máy biến áp 1 (MBA1) 11
1. Bảo vệ quá dòng cho MBA1 11
Hình 3 13
2. Bảo vệ so lệch dọc cho máy biến áp 1 (MBA1) 13
Hình 4 15
III. Tính toán bảo vệ đường đây 1 (ĐD1) 16
1. Bảo vệ quá dòng cho đường dây 1. 17
Hình 5 20
Hình 6 22
Hình 7 24
B. TÍNH TOÁN BẢO VỆ CHO NHÀ MÁY ĐIỆN 2 24
I. Bảo vệ cho máy phát điện 2 (MF2) 24
1. Bảo vệ quá dòng cho MF2 24
II. Tính toán bảo vệ máy biến áp 2 (MBA2) 28

1. Bảo vệ quá dòng cho MBA2 29
2. Bảo vệ so lệch dọc cho máy biến áp 2 (MBA2) 30
III. Tính toán bảo vệ máy phát điện 3 (MF3) 32
1. Bảo vệ quá dòng cho MF3 32
2. Bảo vệ so lệch dọc cho máy phát 3 (MF3) 35
IV. Tính toán bảo vệ cho máy biến áp 3 (MBA3) 36
1. Bảo vệ quá dòng cho MBA3 36
V. Tính toán bảo vệ cho đường dây 2 40
Kết Luận 46

ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 3

LỜI NÓI ĐẦU
Trạm biến áp là một mắt xích quan trọng trong hệ thống điện , là đầu mối
liên kết các hệ thống điện với nhau, liên kết các đường dây truyền tải và đường
dây phân phối điện năng đến các phụ tải.
Các thiết bị lắp đặt trong trạm biến áp đắt tiền , so với đường dây tải điện
thì xác xuất xảy ra sự cố ở trạm biến áp thấp hơn tuy nhiên sự cố ở trạm sẽ gây
lên những hậu quả nghiệm trọng nếu không được loại trừ một cách nhanh chóng
và chính xác.
Sự cố xảy ra bất ngờ và bất kì lúc nào do đó yêu cầu hệ thống bảo vệ phải
làm việc chính xác, loại bỏ được đúng phần tử của hệ bị sự cố càng nhanh càng
tốt.
Để nghiên cứu bảo vệ rơ le cho các phần tử trong hệ thống điện , cần phải
có những hiểu biết về hư hỏng , hiện tượng không bình thường xảy ra trong hệ
thống điện , cũng như các phương pháp và thiết bị bảo vệ.
Nội dung đồ án : Thiết kế bảo vệ rơ le cho hệ thống điện bao gồm 2 phần

A. Tính toán bảo vệ cho nhà máy điện 1

B. Tính toán bảo vệ cho nhà máy điện 2
Do sự hạn chế về kiến thức của bản thân và vấn đề thời gian nên đồ án
này không thể tránh khỏi những sai xót nên em rất mong nhận được sự
góp ý của thầy cô và các bạn!

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên:
Trần Văn Khang
ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 4


Đề Bài : Hãy tính toán bảo vệ rơ le cho sơ đồ hệ thống điện như hình vẽ sau:

BA
2


N6

BA
1

U
1
=6,3kV
U
N1
%=10,5

U
1
=6,3kV
U
N1
%=10,5


U
1
=6,3kV
U
N1
%=10,5


BA
3


U4=115 KV

ĐD 1

ĐD 2

MC4

N4

MC5

N5

MC1

MC2

MC3

N1

N2

N3

MF1

MF3

MF2

ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 5


 Ứng với tên người thiết kế ta có các tham số của các phần tử trong hệ
thống điện như sau :

Họ: TRẦN
Tên Đệm: VĂN
Tên : KHANG
Chữ cái
Nhà máy điện
Trạm biến áp
Đường
dây
S
đmMF
(MVA)
X
d
’’
(Ω)
E
*
S
đmBA
(MVA)
L (km)
T
100(1)

1.05(1)


R

200(1)

N

0.13(1)


120(1)
V
75(2)

1.1(1)


Ă



63(2)

N

0.13(2)


120(2)
K
80(3)

1.05(1)


G



200(3)


(1) : Phần tử của nhà máy điện 1
(2) : Phần tử của nhà máy điện 2
(3) : Thông số của máy biến áp 3 và máy phát điện 3
 Đường dây 1 làm bằng dây AC0-240 : r
0
=0.12 Ω/km ; x
0
=0.4 Ω/km
 Đường dây 2 làm bằng dây AC0-300: r
0
=0.1 Ω/km ; x
0
=0.4 Ω/km
A. TÍNH TOÁN BẢO VỆ CHO NHÀ MÁY ĐIỆN 1
I. Tính toán bảo vệ máy phát điện 1 (MF1)
1. Bảo vệ quá dòng
a. Bảo vệ cực đại:
- Dòng làm việc lớn nhất :
maxlv
I

3
1
max 1
100.10
9164,29 9,17
3. 3.6,3
dmMF
lv dmMF
dm
S
I I A kA
U
    

- Dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm N1:
(3)
1N
I

ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 6

(3)
11
"
1,05
. .9,17 74,1
0,13
N dmMF

d
E
I I kA
x

  

Dựa vào dòng làm việc lớn nhất ta chọn máy biến dòng có: : {
10000
5
S
T
IA
IA




Hệ số biến dòng :
2000
i
k 

- Dự kiến đấu máy biến dòng hình sao đủ, suy ra :
1
sd
k 

- Chọn bội số mở máy của các động cơ khởi động trở lại sau khi cắt sự cố :
1,6

mm
k 

- Hệ số an toàn :
1,2
at
k 

- Chọn rơle loại kỹ thuật số :
0,97
tv
k 



+ Dòng khởi động :
max

1,2.1,6.9164,7
18140
0,97
at mm lv
kđ
tv
k k I
IA
k
  

+ Dòng khởi động của rơle :

1
. 18140
2000
sd
kdR kđ
i
k
II
k

=9,07A
+ Dòng đặt rơle :
dR kdR
II
nên ta chọn
10
dR
IA

+ Dòng khởi động thực tế của bảo vệ là :
2000
. 10. 20000
1
i
kdBV dR
sd
k
I I A
k
  

+ Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ :
(3)
3
min 1
3 3 74,1.10
. . 3,2
2 2 20000
NN
nh
kdBV kdBV
II
k
II
   

3,2
nh
k 
>1,5 ( Đối với bảo vệ chính).
Vậy bảo vệ đảm bảo độ tin cậy.
+Kiểm tra lại máy biến dòng theo điều kiện dòng làm việc của
cuộn cắt :
.s BI cc
II

(3) 3
1
0,05. 0,05.7,1.10 355
cc N

I I A  

ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 7

.
10000
s BI
IA
>
355
cc
IA

Vậy máy biến dòng đã chọn đảm bảo tin cậy.
b. Bảo vệ cắt nhanh
+ Dòng ngắn mạch ngoài max :
(3)
1
74100
NngMax N
I I A

+ Dòng khởi động :
. 1,2.74100 88920
kd at NngMax
I k I A  

+ Dòng khởi động của rơle :
1

. 88920 44,46
2000
sd
kdR kđ
i
k
I I A
k
  

+ Dòng đặt rơle :
dR kdR
II
nên ta chọn
45
dR
IA

+ Dòng khởi động thực tế của bảo vệ cắt nhanh là :
2000
. 45. 90000
1
i
kdCN dR
sd
k
I I A
k
  

+ Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ:

(3)
3
min 1
3 3 74,1.10
. . 0,82
2 2 90000
NN
nh
kdCN kdCN
II
k
II
   


0,82 2
nh
k 
: Bảo vệ cắt nhanh không đảm bảo độ tin cậy .
Để bảo vệ tác động thì dòng ngắn mạch phải lớn hơn dòng khởi động của
bảo vệ :
(3)
2. 2.90000 180000
N kdCN
I I A  

c. Sơ đồ
Sơ đồ bảo vệ quá dòng cho máy phát điện1 kết hợp bảo vệ cực đại và bảo

vệ cắt nhanh với ba cấp thời gian tác động, nguồn thao tác một chiều, máy biến
dòng đấu hình sao
ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 8

RI1 RI2
RI4 RI5
RI6
RI7
RT1
RG1
Th1
C.C
.
.
.
(-)
(-)
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
BI
RI3 RI9RI8
.
.
RT2
(-)
(+)

.
.
.
RG2
(-)
(+)
RG3
(-)
(+)
Th2 Th3
.
.

Hình 1
* Nguyên lý làm việc của sơ đồ
- Nếu sự cố xảy ra trong vùng bảo vệ cắt nhanh thì các rơle : RI3, RI6, RI9
tác động đóng tiếp điểm cấp tín hiệu đến rơle RG tương ứng, RG tác động đóng
tiếp điểm cấp tín hiệu đến RTH tương ứng báo tín hiệu sự cố và cấp tín hiệu đến
cuộn cắt, cuộn cắt tác động cắt máy cắt.
- Nếu sự cố xảy ra trong vùng bảo vệ cực đại thì các rơle : RI1, RI2, RI4,
RI5, RI7, RI8 tác động cấp tín hiệu đến rơle RT tương ứng. Sau các khoảng thời
gian đặt thì các rơle RT tương ứng tác động cấp tín hiệu đến RG, RG tác động
cấp tín hiệu đến RTH tương ứng báo tín hiệu sự cố và cấp tín hiệu đến cuộn cắt,
cuộn cắt tác động cắt máy cắt.

1. Bảo vệ so lệch dọc cho máy phát 1 (MF1)
a. Phần tính toán
- Dòng định mức của máy phát là :
ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 9

3
1
1
1
100.10
9164,29 9,17
3. 3.6,3
dmMF
dmMF
dmMF
S
I A kA
U
   

Dựa vào dòng làm việc lớn nhất ta chọn máy biến dòng có: : {
10000
5
S
T
IA
IA




Hệ số biến dòng :
2000

i
k 

- Vì máy phát đấu hình sao nên máy biến dòng phải đấu hình tam giác. Vì
thế nên
3
Sd
k 
.
- Để bảo vệ cho máy phát 1 ta sẽ tính toán dòng khởi động theo một trong
hai điều kiện :
+ Dòng khởi động phải lớn hơn dòng định mức của máy phát.
+ Dòng khởi động phải lớn hơn dòng không cân bằng cực đại :

kd kcbMax
II

Ta có :

1
9,17
dmMF
IA


ax
. . .
kcbM kcb dn i NngMax
I k k f I

Trong đó :
Chọn
5,1
kcb
k
(hệ số kể đến thành phần không chu kỳ của dòng ngắn mạch)

0,5
dn
k 
( vì máy biến dòng cùng loại)

0,1
i
f 
( sai số của máy biến dòng)

(3)
1
74100
NngMax N
I I A





. . . 1,5.0,5.0,1.74100 5557,5
kcbMax kcb dn i NngMax
I k k f I A  

Ta thấy :
1
9170
dmMF
IA
>
5575,5
kcbMax
IA

Nên ta chọn
dmMF
I
làm dòng khởi động tính toán.
- Dòng khởi động :
1
. 1,2.9170 11004
kd at dmMF
I k I A  

- Dòng khởi động của rơle :
3
. 11004 9,5
2000
sd
kdR kđ
i
k
I I A

k
  

- Dòng đặt rơle :
dR kdR
II
nên ta chọn
10
dR
IA

- Dòng khởi động thực tế của bảo vệ so lệch dọc là :
ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 10


2000
. 10. 11547
3
i
kdsl dR
sd
k
I I A
k
  

- Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ :

(3)

3
min 1
3 3 74,1.10
. . 11,57
2 2 5542,6
NN
nh
kdsl kdsl
II
k
II
   


11,57 2
nh
k 
. Vậy bảo vệ đảm bảo độ tin cậy
- Kiểm tra lại máy biến dòng theo điều kiện làm việc tin cậy của cuộn cắt:
(3) 3
1
0,05. 0,05.74,1.10 3705
cc N
I I A  

.
10000
s BI
IA
>

3705
cc
IA

Vậy máy biến dòng đã chọn đảm bảo độ tin cậy.

b. Sơ đồ bảo vệ so lệch dọc cho máy phát điện 1
Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dọc cho máy phát điện sử dụng máy biến
dòng đấu
/
và sử dụng nguồn thao tác một chiều.
ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 11

RI1 RI2
RG1
Th1
C.C

.
(-)
(+)
(+)
RI3
RG2
(-)
RG3
(-)
Th2
Th3

.
.
.
.
.
.

Hình 2
* Nguyên lý làm việc của sơ đồ bảo vệ so lệch dọc cho máy phát điện 1
- Nếu sự cố ngắn mạch xảy ra trong vùng bảo vệ thì các rơle RI1, RI2, RI3
tương ứng tác động đóng tiếp điểm cấp tín hiệu đến RG tương ứng , RG tác
động đóng tiếp điểm cấp tín hiệu đến TH tương ứng , TH báo tín hiệu sự cố và
cấp tín hiệu đến cuộn cắt CC, cuộn cắt tác động cắt máy cắt MC.
II. Tính toán bảo vệ máy biến áp 1 (MBA1)
1. Bảo vệ quá dòng cho MBA1
a. Bảo vệ dòng cắt nhanh
- Dòng điện định mức của máy biến áp 1:

3
1
11
11
200.10
18328
3. 3.6,3
dmBA
dmBA
dmBA
S
IA

U
  

ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 12


3
1
21
21
200.10
1004
3. 3.115
dmBA
dmBA
dmBA
S
IA
U
  

- Dựa vào dòng định mức của máy biến áp ở phía cao áp có
21
1004
dmBA
IA
,
ta chọn máy biến dòng có thông số như sau: {
2

2
1500
5
S
T
IA
IA



Suy ra hệ số biến dòng :
300
i
k 

Vì ở trên máy biến dòng đã được kiểm tra và đảm bảo độ tin cậy .
Sơ đồ đấu máy biến dòng hình sao đủ, nên
1
sd
k 

+ Dòng ngắn mạch ngoài lớn nhất : :
(3)
4
2756
NngMax N
I I A

+ Dòng khởi động :
. 1,2.2756 3307

kd at NngMax
I k I A  

+ Dòng khởi động của rơle :
1
. 3307 13,8
240
sd
kdR kđ
i
k
I I A
k
  

+ Dòng đặt rơle :
dR kdR
II
nên ta chọn
14
dR
IA

+ Dòng khởi động thực tế của bảo vệ cắt nhanh là :
240
. 14. 3360
1
i
kdCN dR
sd

k
I I A
k
  

+ Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ:

(3)
min 4
3 3 2756
. . 0,7
2 2 3360
NN
nh
kdCN kdCN
II
k
II
   

0,7 2
nh
k 
:Bảo vệ cắt nhanh không đảm bảo độ tin cậy .
Để bảo vệ tác động thì dòng ngắn mạch phải lớn hơn dòng khởi động của
bảo vệ :
(3)
4
2. 2.3360 6720
N kdCN

I I A  

b. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ quá dòng cho máy biến áp 1
Sơ đồ nguyên lý bảo vệ quá dòng cho máy biến áp 1 kết hợp giữa bảo vệ
cắt nhanh và bảo vệ cực đại sử dụng 3 máy biến dòng đấu hình sao đủ.
ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 13

RI1 RI2
RI4 RI5
RI6
RI7
RT1
RG1
Th1
C.C
.
.
.
(-)
(-)
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
BI
RI3 RI9RI8
.
.

RT2
(-)
(+)
.
.
.
RG2
(-)
(+)
RG3
(-)
(+)
Th2 Th3
.
.

Hình 3
2. Bảo vệ so lệch dọc cho máy biến áp 1 (MBA1)
a. Phần tính toán
- Dòng điện định mức của máy biến áp 1:

3
1
11
11
200.10
18328
3. 3.6,3
dmBA
dmBA

dmBA
S
IA
U
  


3
1
21
21
200.10
1004
3. 3.115
dmBA
dmBA
dmBA
S
IA
U
  

- Dựa vào dòng định mức phía sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp ta chọn 2
biến dòng có thông số như sau :
MBD1 :


11
19000 ; 5
ST

I A I A
1
1
1
19000
3800
5
S
i
T
I
k
I
   

MBD2 :


21
1500 ; 5
ST
I A I A
2
2
2
1500
300
5
S
i

T
I
k
I
   

- Máy biến áp đấu
/ Y
nên biến dòng phải đấu
/Y 

ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 14

Vậy suy ra :
1
1
sd
k 
( MBD đấu Y)

2
3
sd
k 
(MBD đấu

)
- Xác định dòng thực tế của máy biến dòng phía thứ cấp :

1
1 1 1
1
1
. 18328. 4,8
3800
sd
T dmBA
i
k
I I A
k
  


2
2 2 1
2
3
. 1004. 4,86
300
sd
T dmBA
i
k
I I A
k
  

- Sai số do sự chênh lệch dòng điện phía thứ cấp của máy biến dòng khi đặt

ở 2 đầu của MBA:

12
2
1
4,8 4,86
0,012
4,8
TT
i
T
II
S
I

  

+ Sai số điều chỉnh MBA

'
10% 0,1
dc
U  

+ Chọn :
1,5
1
0,1
1,2
kck

dn
at
k
k
fi
k





+ Dòng khởi động :
Ta có :
(3)
4
2756
NngMax N
I I A


2
( . . ). (1,5.1.0,1 0,1 0,012).2756 1047,2
kcb kcb dn i dc i NngMax
I k k f U S I A       


. 1,2.1047 1256
kd at kcb
I k I A  

+ Dòng khởi động của rơle theo hai trường hợp :

1
1
1
1
. 1256. 0,33
3800
sd
kdR kd
i
k
I I A
k
  


2
2
2
3
. 1256. 7,2
300
sd
kdR kd
i
k
I I A
k
  

ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 15

Ta chọn dòng khởi động rơle nhỏ hơn để tính toán :
12kdR kdR
II
nên ta chọn
dòng khởi động 1 là dòng khởi động của rơle
Suy ra :
1
0,33
kdR kdR
I I A

+ Dòng đặt rơle :
1 0,33
dR kdR
I A I A  

+ Dòng khởi động thực tế của bảo vệ so lệch dọc là :
600
. 1. 600
1
i
kdsl dR
sd
k
I I A
k

  

+ Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ :

(3)
min 4
3 3 2756
. . 3,9
2 2 600
NN
nh
kdsl kdsl
II
k
II
   


3,9 2
nh
k 
. Vậy bảo vệ đã chọn thỏa mãn.
b. Sơ đồ bảo vệ so lệch dọc cho máy biến áp 1
Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dọc cho máy biến áp sử dụng máy biến
dòng đấu Y/

và sử dụng nguồn thao tác 1 chiều.
Hình 4
RI1 RI2
RG1

Th1
C.C

.
(-)
(+)
(+)
RI3
RG2
(-)
RG3
(-)
Th2
Th3
.
.
.
.
.

.

ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 16

* Nguyên lý làm việc của sơ đồ bảo vệ so lệch dọc cho MBA
Nếu sự cố ngắn mạch xảy ra trong vùng bảo vệ thì các rơle RI1, RI2, RI3
tương ứng tác động cấp tín hiệu đến rơle RG tương ứng, RG tác động cấp
tínhiệu đến rơle TH tương ứng , TH báo sự cố và cấp tín hiệu đến cuộn cắt,
cuộn cắt tác động cắt máy cắt MC.

III. Tính toán bảo vệ đường đây 1 (ĐD1)
- Trước tiên ta đi xác định dòng ngắn mạch 3 pha tại N6.

(3)
6
6
3.
cb
N
N
U
I
Z


Trong đó :
6N
Z
là tổng trở ngắn mạch từ điểm N6 tới nguồn.
Vì
0
nBA
P
nên
0
BA
R 
do vậy nên trên sơ đồ không thể hiện giá trị của
BA
R

.
Ta có:
+ Điện kháng đường dây 1 và điện trở đường dây 1 ( với
1
120l km
)

1 0 1
1 0 1
. 0,4.120 48
. 0,12.120 14,4
dd
dd
X x l
R r l
   
   

+ Điện trở và điện kháng đường dây 2 ( với
2
120l km
)

2 0 2
2 0 2
. 0,4.120 48
. 0,1.120 12
dd
dd
X x l

R r l
   
   

+ Điện kháng của MBA1, MBA2, MBA3 là :

2
2
1
1
%
10,5 115
. . 6,9
100 100 200
N cb
BA
dmBA
UU
X
S
   


2
2
2
2
%
10,5 115
. . 22,04

100 100 63
N cb
BA
dmBA
UU
X
S
   


2
2
3
3
%
10,5 115
. . 6,9
100 100 200
N cb
BA
dmBA
UU
X
S
   

+ Điện kháng của MF1, MF2, MF3 là :
ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 17

2
2
"
1
1
115
0,13 17,19
100
cb
MF d
dmMF
U
Xx
S
   


2
2
"
2
2
115
0,13 22,9
75
cb
MF d
dmMF
U

Xx
S
   


2
2
"
3
3
115
0,13 21,5
80
cb
MF d
dmMF
U
Xx
S
   

- Để tính được
6N
Z
ta rút gọn sơ đồ thay thế và gộp các nguồn thành một
nguồn.
+ Tổng trở nhánh 1
1
Z
( NMĐ1=

1
S
)
2 2 2 2
1 1 1 1 1
( ) (48 6,9 17,19) 8,28 72,56
dd BA MF dd
Z X X X R         

+ Tổng trở nhánh 2
2
Z
( NMĐ2 =
23
SS
)

2
x 
((
2BA
x
nt
2MF
x
) //(
3BA
x
nt
3MF

x
)) nt
dd2
x


2 dd2
RR

Suy ra :
2
2
48
12
X
R



Vậy suy ra :
2 2 2 2
2 2 2
48 12 49,5Z X R     

- Tổng trở ngắn mạch
6N
Z
=
1
Z

//
2
Z

Vậy nên :
12
6
12
.
29,4
N
ZZ
Z
ZZ
  


- Dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm N6 là :

3
(3)
6
6
115.10
2258
3. 3.29,4
cb
N
N
U

IA
Z
  

1. Bảo vệ quá dòng cho đường dây 1.
a. Bảo vệ dòng cực đại
- Dòng làm việc lớn nhất :
21
1004
lvMax dmBA
I I A

Dựa ta chọn máy biến dòng có thông số như sau: {
2
2
1500
5
S
T
IA
IA



ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 18

Suy ra hệ số biến dòng :
300
i

k 

- Dự định mắc biến dòng hình sao khuyết nên
1
sd
k 

+ Chọn hệ số :
1
1,6
0,97
at
mm
tv
k
k
k




+ Dòng khởi động : :

1,2.1,6.1004
1987,3
0,97
at mm lvMax
kđ
tv
k k I

IA
k
  

+ Dòng khởi động của rơle :
1
. 1987,3
300
sd
kdR kđ
i
k
II
k

=6,6A
+ Dòng đặt rơle:
dR kdR
II
nên ta chọn
7
dR
IA

+ Dòng khởi động thực tế của bảo vệ :
300
. 7. 2100
1
i
kdBV dR

sd
k
I I A
k
  

+ Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ:

(3)
min 6
3 3 2258
. . 0,9
2 2 2100
NN
nh
kdBV kdBV
II
k
II
   


0,9 1,5
nh
k 
: Bảo vệ không đảm bảo yêu cầu
- Kiểm tra lại máy biến dòng theo điều kiện làm việc tin cậy của cuộn cắt:
(3)
6
0,05. 0,05.2258 112,9

cc N
I I A  


.
1200
s BI
IA
>
112,9
cc
IA

Vậy máy biến dòng đã chọn đảm bảo yêu cầu làm việc của cuộn cắt.
b. Bảo vệ dòng cắt nhanh
- Ta vẫn chọn máy biến dòng có thông số như sau: {
2
2
1500
5
S
T
IA
IA



Suy ra hệ số biến dòng :
300
i

k 

Vì ở trên máy biến dòng đã được kiểm tra và đảm bảo độ tin cậy . Sơ đồ
đấu máy biến dòng hình sao khuyết, nên
1
sd
k 

+ Dòng ngắn mạch ngoài lớn nhất :
(3)
6
2756
NngMax N
I I A

ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 19

+ Dòng khởi động :
. 1,2.2756 3307
kd at NngMax
I k I A  

+ Dòng khởi động của rơle :
1
. 3307 13,78
300
sd
kdR kđ
i

k
I I A
k
  

+ Dòng đặt rơle :
dR kdR
II
nên ta chọn
14
dR
IA

+ Dòng khởi động thực tế của bảo vệ cắt nhanh là :
300
. 14. 4200
1
i
kdCN dR
sd
k
I I A
k
  

+ Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ:

(3)
min 6
3 3 2756

. . 0,56
2 2 4200
NN
nh
kdCN kdCN
II
k
II
   

0,56 2
nh
k 
:Bảo vệ cắt nhanh không đảm bảo độ tin cậy .
- Để bảo vệ cắt nhanh tác động thì dòng ngắn mạch phải lớn hơn dòng
khởi động của bảo vệ :
(3)
6
2. 2.3360 6720
N kdCN
I I A  

+Vùng tác động của bảo vệ cắt nhanh :

%30%80)0
2880.3
10.115
(
8,28
100

)(
100
%
3
1

HT
kdCNdd
X
I
E
Z
m

Như vậy bảo vệ đảm bảo yêu cầu
Trong đó :
 8,2828,86,27
222
1
2
11 dddddd
RXZ

c. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ quá dòng cho đường dây 1 và 2
Sơ đồ ngyên lý bảo vệ quá dòng cho đường dây 1 và 2 kết hợp giữa bảo vệ
cực đại và bảo vệ cắt nhanh với ba cấp thời gian và máy biến dòng đấu hình sao
khuyết.
ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 20

Hình 5
2. Bảo vệ so lệch dọc cho đường dây 1
a. Phần tính toán
- Dòng làm việc lớn nhất của đường dây :

3
1
21
21
200.10
1004
3. 3.115
dmBA
lvMax dmBA
dmBA
S
I I A
U
   

- Dựa vào dòng làm việc lớn nhất ta chọn máy biến dòng có thông số như
sau : {
2
2
1500
5
S
T

IA
IA



Suy ra hệ số biến dòng :
300
i
k 

- Dự kiến đấu máy biến dòng theo hình sao đủ. Vậy suy ra :
1
sd
k 

+ Chọn :
1,5
0,5
0,1
kck
dn
k
k
fi



(Do máy biến dòng cùng loại)
ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 21

+ Dòng ngắn mạch ngoài Max :
(3)
6
2756
NngMax N
I I A

+ Dòng điện không cân bằng :

. . . 1,5.0,5.0,1.2756 206,7
kcbMax kcb dn i NngMax
I k k f I A  

- Dòng khởi động :
. 1,2.206,7 248
kd at kdMax
I k I A  

- Dòng khởi động của rơle :
1
. 248 1,03
300
sd
kdR kđ
i
k
I I A
k
  

- Dòng đặt rơle :
dR kdR
II
nên ta chọn
AI
dR
4,1

- Dòng khởi động thực tế của bảo vệ so lệch dọc là :

240
. 1,4. 336
1
i
kdsl dR
sd
k
I I A
k
  

- Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ :

(3)
min 6
3 3 2756
. . 7,1
2 2 336
NN

nh
kdsl kdsl
II
k
II
   


7,1 2
nh
k 
. Vậy bảo vệ đảm bảo độ tin cậy
- Kiểm tra lại máy biến dòng theo điều kiện làm việc tin cậy của cuộn cắt:
(3)
6
0,05. 0,05.2756 137,8
cc N
I I A  


.
1200
s BI
IA
>
137,8
cc
IA

Vậy máy biến dòng đã chọn đảm bảo độ tin cậy.

b. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dọc cho đường dây 1 và 2
Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dọc cho đường dây 1 và 2 sử dụng máy
biến dòng đấu hình sao đủ với nguồn thao tác một chiều.
ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 22

Hình 6

* Nguyên lý làm việc của sơ đồ bảo vệ so lệch dọc cho đường dây 1 và 2
- Nếu sự cố ngắn mạch xảy ra trong vùng bảo vệ so lệch dọc thì các rơle
RI1, RI2, RI3 tác động đóng tiếp điểm cấp tín hiệu đến rơle trung gian RG, RG
tác động đóng 2 tiếp điểm của nó cấp tín hiệu đến TH1 và TH2 để báo tín hiệu
sự cố và cấp tín hiệu đồng thời đến 2 cuộn cắt ở 2 đầu của đường dây , cuộn cắt
tác động cắt máy cắt.
3. Bảo vệ khoảng cách cho đường dây 1
a. Phần tính toán
- Dòng điện chạy trong đường dây :
1 2 1
1004
dd dmBA
I I A

ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 23

Dựa ta chọn máy biến dòng có thông số như sau: {
2
2
1500
5

S
T
IA
IA



Suy ra hệ số biến dòng :
300
i
k 

- Chọn máy biến áp có thông số :
115
100
S
T
U kV
UV



Hệ số biến áp là :
3
115.10
1150
100
S
u
T

U
k
U
  

Chọn
1
0,85k 
: Hệ số dự trữ kể tới sự tác động thiếu chính xác của rơle
+ Tổng trở của đường dây 1 (
1
l
)

2 2 2 2
1 1 1
48 14 50
dd dd dd
Z X R     

+ Tổng trở khởi động :
11
. 0,85.50 42,5
kd dd
Z k Z   

+ Tổng trở khởi động của rơle :
300
. 42,5. 11
1150

i
kdR kd
u
k
ZZ
k
   

+ Tổng trở đặt của rơle :
3 11
dR kdR
ZZ   

+Tổng trở khởi động thực tế của bảo vệ khoảng cách :

1150
. 3. 14,37
300
U
kdKC dR
i
k
ZZ
k
   

+ Kiểm tra độ nhạy của rơle điện trở :
1
28,8
2

14,37
dd
nh
kdKC
Z
k
Z
  


2 1,3
nh
k 
nên bảo vệ đảm bảo độ tin cậy.
c. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ khoảng cách cho đường dây 1 và 2
Sơ đồ nguyên lý bảo vệ khoảng cách cho đường dây 1 và đường dây 2 sử
dụng máy biến dòng đấu hình tam giác với rơle tổng trở, sử dụng nguồn thao tác
1 chiều.
ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠLE ********** GVHD: Th.S Nguyễn Văn Quân
Trần Văn Khang – CNKTĐ1A Page 24

Hình 7
-
-

-
-
-
a
b

c
a
b
c
BU

* Nguyên lý làm việc của sơ đồ bảo vệ khoảng cách cho đường dây
- Nếu sự cố ngắn mạch xảy ra trong vùng bảo vệ thì rơle dòng RI1, RI2, RI3 tác
động báo tín hiệu đến rơle tổng trở RZ tương ứng, RZ tác động đóng tiếp điểm
cấp tín hiệu đến rơle thời gian RT, sau mtj khoảng thời gian khống chế RT tác
động đóng tiếp điểm cấp tín hiệu đến RG, RG tác động đóng tiếp điểm cấp tín
hiệu đến TH tương ứng báo sự cố và cấp tín hiệu đến cuộn cắt, cuộn cắt CC tác
động cắt máy cắt MC.
B. TÍNH TOÁN BẢO VỆ CHO NHÀ MÁY ĐIỆN 2
I. Bảo vệ cho máy phát điện 2 (MF2)
1. Bảo vệ quá dòng cho MF2
a. Bảo vệ dòng cực đại
+ Dòng làm việc lớn nhất :
maxlv
I