Đồ án môn học bảo vệ rơ le

Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
BẢO VỆ RƠ LE TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
ĐỀ BÀI
Cho Hệ thống điện như hình vẽ
I. Các thông số
Hệ thống
S
Nmax
(MVA) 2000
S
Nmin
(MVA) 1750
X
0HT
/X
1HT
1
Máy biến áp
S
Bđm
(MVA) 40
U
1
/U
2
: 115/24kV, tổ dấu dây Y
N
/y
n
- 12

U
N
% 12,5%
Đường dây
Chiều dài 10
Loại dây AC - 185
X
0L
/X
1L
2,5
Phụ tải
P
max
(MW) 9
Cosφ 0,88
t
p
0,5
Tổng trở AC -
185
0,20+j0,394
Đặc tính thời
gian tác động
Với và TMS là hằng số thời gian đặt, độ lệch thời gian giữa các bảo vệ
II. Nội dung
Tính toán bảo vệ cho lưới điện đã cho
1. Chọn các BI phục vụ cho bảo vệ.
2. Xây dựng các phương thức bảo vệ cho các máy biến áp B1, B2 và đường
dây L

3. Trình bày các nguyên lí bảo vệ rơ le sử dụng trong phương thưc bảo vệ cho
các đối tượng trên
4. Tính toán ngắn mạch
5. Tính toán các thông số bảo vệ so lệch dòng điện, quá dòng cắt nhanh, quá
dòng cực đại và bảo vệ chống chạm đất cho máy biến áp
6. Tính toán bảo vệ quá dòng cắt nhanh, quá dòng cực đại, quá dòng thứ tự
không đặt cho đoạn đường dây L
7. Kiểm tra sự làm việc của các bảo vệ cho các đối tượng nói trên.
Page | 1
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
MỤC LỤC
Page | 2
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
CHƯƠNG I : CHỌN CÁC BI.
Máy biến dòng điện (BI): có nhiệm vụ biến đổi dòng điện sơ cấp bất kì về dòng
điện thứ cấp tiêu chuẩn (1A hoặc 5A) và cách ly mạch thứ cấp của bảo vệ với điện
áp cao và dòng điện lớn ở phía sơ cấp.
Điều kiện chọn BI:
+ Dòng điện định mức:
dmTI dmm
I I≥
.
+ Điện áp định mức:
.
dmTI dmm
U U≥

+ Phụ tải thứ cấp
2 2dmTI tt
S S≥

.
+ Hệ số ổn định lực điện động
2.
xk
odd
dmI
i
k
I
≥
.
+ Lực cho phép trên đầu sứ TI
2
2
.
0,88.10 .
xk
cp
i l
F
a
−
≥
.
+ Bội số ổn định nhiệt
mod
.
gh
odn
dmTI d n

I t
k
I I
∞
≥
.
Trong đó:
-
:
odd
k
hệ số dòng điện ổn định động, thông số này do nhà chế tạo quy định.
-
:a
là khoảng cách giữa các pha.
-
:l
khoảng cách từ máy biến dòng đến sứ đỡ gần nhất.
-
:
odn
k
là hệ số dòng ổn định nhiệt, thông số này do nhà chế tạo quy định.
Ta thấy trên sơ đồ lưới đã cho ta cần sử dụng 5 BI dùng để bảo vệ trong đó có 4
BI dùng để bảo vệ máy biến áp B1, B2 và 1 BI dùng để bảo vệ cho đường dây L.
Tuy nhiên ta thấy hai máy biến áp giông nhau, đấu song song với nhau nên BI ở
hai đầu sơ cấp và thứ cấp của 2 máy đều như nhau.
- Ta có công thức xác định tỷ số biến đổi của máy biến dòng như sau:
Page | 3
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.

Trong đó : I
S
: Dòng điện phía sơ cấp của BI
I
T
: Dòng điện phía thứ cấp của BI
- Chọn BI
1
ở phía cao áp của máy biến áp:
Dòng điện phia cao áp của máy biến áp ở trong chế dộ làm việc bình thường
của BI
1
là:
3
40 10
200.82
3 3 115
dmB
cdm
S
I A
U
×
= = =
×
Dòng sơ cấp khi máy biến áp làm việc ở chế độ max được tính bằng biểu
thức sau:
1
max
BI

lv qt
I k I= ×
Với k
qt
: Là hệ số quá tải của máy biến áp (k
qt
= 1,4)
1
max
1.4 200.82 281.15
BI
lv qt
I k AI = × == ×
Vậy ta chọn BI có có I
S
=300A, I
T
=5A và điện áp danh định 115 kV
Khi đó ta có
1
300
60
5
s
T
BI
n
I
I
= = =

- Chọn BI
2
ở phía hạ áp của máy biến áp:
Dòng điện làm việc lớn nhất phía hạ của máy biến áp BI
2
là:
3
2
max
40 10
1.4 1.4 1347.15
3 3 24
BI
dmB
lv
hdm
S
I A
U
×
= × = × =
×
Vậy ta chọn BI
2
có I
S
=1500A, I
T
=5A và điện áp danh định 24kV.
Khi đó ta có

2
1500
300
5
s
T
BI
n
I
I
= = =
- Chọn BI3
Do máy biến áp B2 xét đến khi vận hành song song hai MBA hoặc xảy ra sự
cố cắt 1 MBA và không xét đến sự cố xếp chồng nên ta không xét đến trường
Page | 4
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
hợp quá tải mà chỉ tính toán dòng điện làm việc chạy qua máy biến ap (B2) khi
phụ tải cực đại.
Dòng điện lớn nhất chạy qua BI3 là:
3
3
max
max
9 10
51,35
3 cos 3 115 0,88
BI
lv
Cdm
P

I A
U
ϕ
×
= = =
× × ×
Vậy ta chọn BI
3
có I
S
=55A, I
T
=5A và điện áp danh định 115kV.
Khi đó ta có
3
55
11
5
s
T
BI
n
I
I
= = =
- Chọn BI4
Dòng điện lớn nhất chạy qua BI4 là:
3
4
max

max
9 10
246,03
3 cos 3 24 0,88
BI
lv
Cdm
P
I A
U
ϕ
×
= = =
× × ×
Vậy ta chọn BI
4
có I
S
=250A, I
T
=5A và điện áp danh định 24kV.
Khi đó:
4
250
50
5
s
T
BI
n

I
I
= = =
- Chọn BI
5
cho đương dây L
Dòng điện chạy lớn nhất chạy trên dường dây L là:
max
3
max
max
9
cos
0,88
10 268,40
3 3 22 3 22
Llv
dm
P
S
I A
U
ϕ
= = = × =
× ×
Dòng điện lớn nhất chạy qua BI
5
là :
5
max

268,40
BI
lv
I =
Vậy ta chọn BI
5
có I
S
=300A, I
T
=5A và điện áp danh định 24kV.
Khi đó ta có
5
300
60
5
s
T
BI
n
I
I
= = =
Page | 5
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
CHƯƠNG II : XÂY DỰNG CÁC PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ CHO ĐƯỜNG
DÂY VÀ MÁY BIẾN ÁP.
1. Các phương thức bảo vệ cho máy biến áp B1 và B2
- Bảo vệ chính:
Bảo vệ chống lại sự cố trong MBA dùng: bảo vệ so lêch và rơ le khí

- Bảo vệ dự phòng:
Bảo vệ chống lại các sự cố ngoài MBA dùng: bảo vệ quá dòng (bảo vệ
khoảng cách.
- Bảo vệ chống sự cố chạm đất dùng: quá dòng thứ tự không, so lệch thứ tự
không
- Bảo vệ quá tải dùng : quá tải dòng điện, rơ le nhiệt độ.
- Bảo vệ bão hòa mạch từ.
 Sơ đồ bảo phương thức bảo vệ cho hai máy biến áp B1 và B2 (hình 1.1):
Hình 1.1: Bảo vệ cho máy biến áp.
2.1. Các phương thức bảo vệ cho đường dây L:
Đường dây L là đường dây trung áp (22kV) nên ta sử dụng các loại bảo vệ
sau:
- Bảo vệ quá dòng cực đại và bảo vệ quá dòng cắt nhanh ( với đặc tính độc
lập và phụ thuộc).
- Bảo vệ quá dòng điện có hướng.
- Bảo vệ so lệch có hãm.
 Sơ đồ phương thức bảo vệ cho đường dây L (hình 1.2):
Page | 6
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
Hình 1.2 : Bảo vệ cho đường dây.
Page | 7
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
CHƯƠNG III : TRÌNH BÀY CÁC NGUYÊN LÝ BẢO VỆ RƠ LE SỬ
DỤNG.
1. Nguyên lí so lệch dòng điện.
Nguyên tắc tác động: là loại bảo vệ làm việc dựa trên nguyên tác so sánh
biên độ của dòng điện ở hai đầu phần tử được bảo vệ. Nếu biên độ của dòng điện
vượt quá giá trị cho trước thì bảo vệ sẽ tác động.
Vùng tác động của bảo vệ so lệch được giới hạn bằng vị trí đặt của hai tổ
máy biến dòng ở đầu và ở cuối phần tử được bảo vệ , từ đó nhận được tín hiệu

dòng điện để so sánh.
Hình 1.3 : Sơ đồ nguyên lí bảo vệ so lệch có hãm
Dòng điện so lệch: I
SL
= I
T1
– I
T2
Dòng điện hãm : I
H
= I
T1
+ I
T2
Khi ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ
1 2
–
SL T T
H SL
I I
I I I
>
=

⇒


bảo vệ không tác động.
Khi ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ
1 2

–
SL T T
H SL
I I
I I I
<
=

⇒


bảo vệ sẽ tác động.
2. Nguyên lí của rơ le khí.
Page | 8
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
Ở trong chế độ làm việc bình thường trong bình rơ le đầy dầu, các phao nổi lơ
lửng trong dầu, tiếp điểm của rơ le ở trạng thái hở. Khi khí bốc ra yếu , khí tập
trung lên phía trên của bình rơ le dẩy phao số 1 xuống, rơ le gửi tín hiệu cấp 1 cảnh
báo. Nếu khí bốc ra mạnh luồng dầu vận chuyển từ bình lên thùng dãn dầu xô phao
thứ 2 chìm xuống gửi tín hiệu đi cắt máy biến áp.
Rơ le khí còn có thể tác động khi mức dầu trong bình rơ le hạ xuống thấp do
dầu bị dò dỉ hoặc thùng biến áp bị thủng. Để rơ le khí làm việc được dễ dàng người
ta tạo một độ nghiêng nhất định của ống dẫn dầu so với mặt phẳng nằm ngang.
Goc nghiêng ở khoảng từ 2- 5
0
đối với rơ le khí có 1 phao, từ 3-7
0
đối với rơ le có
2 phao. Cấp cảnh báo thường tác động với lượng khí tập trung phía trên bình dầu
rơ le từ 100- 250cm

3
, cấp 2 tác động cắt máy biến áp khi tốc độ di chuyển của dầu
qua rơ le.
3. Nguyên lí quá dòng điện.
Nguyên tắc tác động: Nguyên lý quá dòng điện là loại bảo vệ tác động khi
dòng điện đi qua phần tử bảo vệ vượt quá giá trị dòng điện lâu dài cho phép. Quá
dòng điện có thể do ngắn mạch hoặc quá tải.
Theo phương pháp đảm bảo tính chọn lọc bảo vệ quá dòng chia làm hai loại:
- Bảo vệ quá dòng cực đại – kí hiệu 51,51N hoặc I
>
, I
0>
.
- Bảo vệ quá dòng cắt nhanh – kí hiệu 50, 50N hoặc I
>>
, I
0>>
.
 Bảo vệ quá dòng cực đại:
I>
t
1
t
0
t t
K
t
I
I
I

I
N
kd
V
lvmax
2
V
a
b
lvmax
.I
I

D1
I>
t
2
I>
t
2'
D2
D3
a)
b)
Page | 9
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
Hình 1.4. Bảo vệ quá dòng cực đại
(a- sơ đồ nguyên lý; b- chọn dòng điện khởi động).
- Dòng điện khởi động của rơle quá dòng có thời gian được chọn theo I
lvmax

đi qua phần tử bảo vệ:
max
.
.
at mm
kd lv
tv
k k
I I
k
=
Trong đó:
k
at
: là hệ số an toàn , thường lấy k
at
= 1,1 ÷ 1,2.
k
mm
: là hệ số mở máy, thường lấy k
mm
= 2 ÷ 5.
k
tv
: là hệ số trở về, thường lấy k
v
= 0,85÷0,9 với rơle điện cơ,k
tv
=1
đối với rơ le số.

I
lvmax
: dòng điện cực đại của đường dây bảo vệ.
Nếu xét đến hệ số sơ đồ và hệ số máy biến dòng điện TI thì dòng điện khởi
động của rơle bằng:
max
. .
.
.
at mm sd
kdR lv
i tv
k k k
I I
n k
=
- Thời gian của bảo vệ được chọn theo nguyên tắc từng cấp, thời gian của
hai bảo vệ kề nhau được chọn lớn hơn nhau một lượng Δt . Có thể chọn
thời gian theo nguyên tắc độc lập hoặc phụ thuộc.
- Thời gian tác động: Theo nguyên tắc bậc thang từng cấp là bảo vệ phía
trước gần nguồn hơn sẽ tác động sau bảo vệ phía sau-xa nguồn hơn 1
khoảng thời gian trễ định trước.
t
i=
t
i+1
+t với t=0.3 0.5s
- Có 2 loại đặc tính thời gian:
Đặc tính thời gian độc lập :thời gian làm việc của bảo vệ không phụ thuộc
vào trị số dòng điện chạy qua bảo vệ.(hình a)

Đặc tính thời gian phụ thuộc : thời gian làm việc của bảo vệ tỉ lệ nghịch với
dòng điện chạy qua bảo vệ. Tức là dòng càng lớn thì thời gian tác động càng ngắn.
(hình b)
t=f(I
t)
với I
t
=
N
kđ
I
I
với I
t
là dòng điện phụ thuộc
Page | 10
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
I
( a )
( b )
t
I
t
-
I>,t
A B D
t
pt
1
I>,t

2
I>,t
3
pt
t
t = t +
1 2
I
t
t
t
pt

t
t
3
t
2
t
1
I
C

t

t

t
t = t +
2 3

t
t = t +
3 pt

t
( a )
( b )
 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh.
Page | 11
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.

I>>
D2
I>>
D1
max
min
a)
b)
I
L
I
kd
Nng.max
I
max
L
L
CN

min
CN
Hình 1.5. Bảo vệ quá dòng cắt nhanh
( a- sơ đồ nguyên lý;b- cách chọn dòng điện khởi động).
- Dòng điện khởi động của quá dòng cắt nhanh :
max
.
kd at Nng
I k I
=
Trong đó:
k
at
: là hệ số an toàn, thường lấy 1,2 ÷ 1,3.
I
Nngmax
: là dòng ngắn mạch ngoài lớn nhất thường được tính theo ngắn
mạch ba pha trực tiếp tại điểm N với chế độ làm việc cực đại của hệ
thống.
- Bảo vệ quá dòng cắt nhanh làm việc tức thời với thời gian rất bé 0,1s.
4. Nguyên lí bảo vệ so lệch thứ tự không ( bảo vệ chống chạm đất hạn chế )
- Nguyên tắc hoạt động: Là loại bảo vệ tác động khi có dòng điện
dò( dòng điện ở dây trung tính) và dòng khởi động được xác định bởi
công thưc:
I
kđ
= k
at
.I
đm

Trong đó:
k
at
: Là hế số an toàn (k
at
= 0,2-0,4).
I
đm
: Là dòng điện định mức.
Page | 12
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lí của bảo vệ chống chạm đất
- Thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc bậc thang phối hợp với thời
gian bảo vệ chống chạm đất đặt ở các phần tử lân cận.
- Đối với máy biến áp có công suất lớn.
Trong chế độ làm việc bình thường và ngắn mạch chạm đất ngoài vùng bảo vệ,
ta có:
0
3 0
d R
I I I∆ = − =
Trong đó :
I0 : Dòng điện thứ tự không chạy trong cuộn dây máy biến áp.
IR : Là dòng điện dò ( dòng điện chạy trong cuộn dây trung tính của máy
biến áp )
- Ngắn mạch trong vùng bảo vệ thì toàn bộ dòng chạm đất chạy qua rơ le
tạo ra dòng so lệch lớn làm cho rơ le tác động.
5. Nguyên lí bảo vệ chống quá tải máy biến áp.
a. Sử dụng rơ le quá tải dòng điện,
- Là loại bảo vệ tác động khi dòng điện đi qua phần tử được bảo vệ vượt

quá 1 giá trị định trước.
- Thời gian tác động phụ thuộc vào dòng điện quá tải t=f(I), nếu dòng điện
quá tải càng lờn thì thời gian tác động cang ngắn.
- Không phản ánh được trạng thái của máy biến áp trước khi quá tải.
b. Sử dụng rơ le nhiệt.
- Phản ánh được trạng thái nhiệt độ của máy biến áp .
- Có các cảm biến do nhiệt độ, để đo nhiệt độ ở những chỗ nóng nhất trong
cuộn dây, dầu, tùy theo mức độ tăng nhiệt mà nó có các cấp tác động
khác nhau:
Khởi động quạt gió
Khởi động bơm dầu
Sa thải phụ tải
Page | 13
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
- Nếu tất cả các biện pháp trên mà vẫn không giảm được nhiệt độ thì rơ le
sẽ tác động để cắt máy biến áp ra khỏi lưới.
Page | 14
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH.
4.1. Tính giá trị điện kháng của các phần tử trong hệ thống trong các chế độ.
Chọn Scb = 40 MVA, Ucb=Utb ở các cấp điện áp.
Ucb1=Utb1= 23 kV
Ucb2=Utb2= 115 kV
4.1.1.
Trong chế độ phụ tải cực đại
1 2 0
2 2
1
1
m

0 1
2
ax
0 1
40
0,02
2000
1 1 0,02 0,02
% 10 4
0,1
40
0,394 10 0,298
23
2
0
,5 2,5 0,298 0,
100
745
100 40
cb
HT HT
N
HT HT
N cb
B
cb
L L
B
cb
d

L
L
m
L
S
X X x l
S
X X
S
X X
X
U
U
S
X
S
X
= = × × = × × =
= ×
= = = =
= × = × =
= =
=
× × =
= ×
- Sơ đồ thay thế thứ tự thuận
- Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch tương tự như sơ đồ thứ tự thuận nhưng
không có suất điện động
Page | 15
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.

- Sơ đồ thay thế thứ tự không.
4.1.2. Trong chế độ phụ tải cực tiểu.
, ,
1 2 0
, ,
1
2 2
1
,
2
min
, ,
0 1
,
0 1
,
40
0,023
1 1 0,023 0,023
% 10 40
100 100
1750
0,1
40
0,394 10 0,298
23
2,5 2,5 0,298 0 5
40
,74
cb

L L
cb
cb
HT HT
N
L
HT HT
N cb
B
dmB
L
S
X X
S
X X
U S
X
S
X X x l
U
S
X X
= = × × = × × =
= = = =
= × = × =
= × = × =
= × = × =
- Sơ đồ thay thế thứ tự thuận:
- Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch tương tự như sơ đồ thứ tự thuận nhưng
không có suất điện động

Page | 16
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
- Sơ đồ thay thế thứ tự không.
4.2. Tính toán dòng ngắn mạch
Các điểm ngắn mạch cần tính là:
Các dạng ngắn mạch mà chúng ta cần xét là N
(3)
; N
(1)
; N
(1,1)
; N
(2)
- Dòng ngắn mạch thứ tự thuận của pha A được tính bởi công thức sau:
( )
1
1
n
HT
a
n
E
I
X X
∑ ∆
=
+
Với X(n)Δ : là điện kháng phụ của loại ngắn mạch n.
(1)
2 0

( ) (2)
2
(1,1)
2 0
2 0
:
:
.
:
n
N X X
X N X
X X
N
X X
Σ Σ
∆ Σ
Σ Σ
Σ Σ


+


=



+



-
Giá trị của dòng ngăn mạch được xác định theo công thức:
( ) ( )
* 1
n n
N a
I m I
= ×
Page | 17
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
(1)
( ) (2)
(1,1)
2 0
2
2 0
: 3
: 3
.
: 3 1
( )
n
N
m N
X X
N
X X
Σ Σ
Σ Σ





=



× −

+

-
Gía trị dòng ngắn mạch trong hệ đơn vị có tên là:
( ) ( )
*
3
n n
cb
N N
cb
S
I I
U
= ×
×
4.2.1. Tính toán dòng ngắn mạch trong chế độ max
- Sơ đồ thay thế thứ tự thuận của hệ thống
- Sơ đồ thứ tự nghịch
- Sơ đồ thay thế thứ tự không

.
 Tính ngắn mạch tại điểm N1:
Page | 18
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
Điện kháng tổng của sơ đồ thay thế thứ tự thuận, thứ tự nghịch, thứ tự không.

1 1
,
2 1
,,
0 1
0,02
0,02
0,02
X X
X X
X X
Σ
Σ
Σ
= =


= =


= =

- Với dạng ngắn mạch N
(3)

Giá trị dòng ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối là:
(3)
* 1
1 1
1 1
50
0,02
N
E
I
X X
Σ Σ
= = = =
Giá trị dòng ngắn mạch trong hệ đơn vị có tên là:

(3) (3)
1 * 1
2
3
cb
N N
cb
S
I I
U
= ×
×
40
50 10,04(kA)
3 115

= × =
×
- Với dạng ngắn mạch 1 pha N
(1)
Dòng ngắn mạch pha a thứ tự thuận tại điểm ngắn mạch là:

(1)
a1 1
1 2 0
N
E
I
X X X
Σ Σ Σ
=
+ +
1
16,667
0,02 0,02 0,02
= =
+ +
Giá trị dòng ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối là:
(1) (1) (1) (1)
* 1 1 1 1 1
3 3 16,667 50
N a N a N
I m I I
= × = × = × =
Giá trị dòng ngắn mạch trong hệ đơn vị có tên là:

(1) (1)
1 * 1
2
3
cb
N N
cb
S
I I
U
= ×
×
40
50 10,04(kA)
3 115
= × =
×
Dòng điện ngắn mạch pha A thành phần thứ tự không là:
(1) (1)
0 1 1 1
16,667
a N a N
I I
= =
Dòng điện I*0N1 là:
(1) (1)
*0 1 0 1
3 50
N a N
I I

= × =
Đổi sang đơn vị có tên là:
(1) (1)
0 1 *0 1 2
10,0. 4
N N cb
I I I kA= =
- Với dạng ngắn mạch N
(2)
Dòng ngắn mạch pha a thứ tự thuận tại điểm ngắn mạch là:
Page | 19
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.

(2)
a1 1
1 2
N
E
I
X X
Σ Σ
=
+
1
25
0,02 0,02
= =
+
Giá trị dòng ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối là:

(2) (2) (2) (2)
* 1 1 1 1 1
3 3 25 43,30
N a N a N
I m I I= × = × = × =
Giá trị dòng ngắn mạch trong hệ đơn vị có tên là:

(2) (2)
1 * 1
2
3
cb
N N
cb
S
I I
U
= ×
×
40
43,30 8,70(kA)
3 115
= × =
×
- Với dạng ngắn mạch N
(1,1)
Dòng ngắn mạch pha a thứ tự thuận tại điểm ngắn mạch là:

(1,1)
a1 1

2 0
1
2 0
N
E
I
X X
X
X X
Σ Σ
Σ
Σ Σ
=
×
+
+
1
33,33
0,02 0,02
0,02
0,02 0,02
= =
×
+
+
Giá trị dòng ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối là:

(1,1) (1,1) (1,1)
* 1 1 1N a N
I m I= ×

Với m
(1,1)
=
2 0
2
2 0
.
3 1
( )
X X
X X
Σ Σ
Σ Σ
× −
+
=
2
0,02 0,02
3 1 1,50
(0,02 0,02)
×
× − =
+

(1,1) (1,1) (1,1)
* 1 1 1
1,50 33,33 50
N a N
I m I
⇒ = × = × =

Giá trị dòng ngắn mạch trong hệ đơn vị có tên là:

(1,1) (1,1)
1 * 1
2
3
cb
N N
cb
S
I I
U
= ×
×
40
50 10,04(kA)
3 115
= × =
×
Dòng điện ngắn mạch pha A thành phần thứ tự không là:
(1,1) (1,1)
2
0 1 1 1
2 0
0,02
33,33 16,67
0,02 0,02
a N a N
X
I I

X X
Σ
Σ Σ
= − × = − × −
+ +
;
Dòng điện I*0N1 là:
(1) (1)
*0 1 0 1
3 3 ( 16,67) 50,01
N a N
I I= × = × − = −
Đổi sang đơn vị có tên là:
(1,1) (1,1)
0 1 *0 1 2
10,0. 4
N N cb
I I I kA
= = −
Page | 20
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
 Với các điểm ngắn mạch còn lại ta tính toán tương tự và có bảng
kết quả tính toán như sau:
Dòng
điện
Các
dang
NM
N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8
I

*N
N
(3)
50 50 14,29 14,29 6,92 4,57 3,41 2,72
N
(1)
50 50 14,29 14,29 5,49 4,32 2,46 1,92
N
(2)
43,30 43,30 12,37 12,37 5,99 3,95 2,95 2,35
N
(1,1)
50 50 14,28 14,28 6,41 4,19 3,11 2,48
I
N
(kA)
N
(3)
10,04 10,04 14,34 14,34 6,95 4,58 3,42 2,73
N
(1)
10,04 10,04 14,34 14,34 5,51 4,33 2,47 1,93
N
(2)
8,70 8,70 12,42 12,42 6,02 3,97 2,96 2,36
N
(1,1)
10,04 10,04 14,34 14,34 6,44 4,21 3,12 2,49
I
*0N

N
(3)
0 0 0 0 0 0 0 0
N
(1)
50 50 14,29 14,29 5,49 4,32 2,46 1,92
N
(2)
0 0 0 0 0 0 0 0
N
(1,1)
-50,01 -50,01 -
14,28
-
14,28
-4,56 -,73 -1,95 -1,50
( )
0N
I kA
N
(3)
0 0 0 0 0 0 0 0
N
(1)
10,04 10,04 14,34 14,34 5,51 4,33 2,47 1,93
N
(2)
0 0 0 0 0 0 0 0
N
(1,1)

10,04 10,04 14,34 14,34 4,59 2,74 1,96 1,51
- Từ bảng trên ta có bảng sau:
Page | 21
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
max
N
I
kA
max
ON
I
kA
N1 10,04 10,04
N2 10,04 10,04
N3 14,34 14,34
N4 14,34 14,34
N5 6,95 5,51
N6 4,58 4,33
N7 3,42 2,47
N8 2,73 1,93
- Phân bố dòng qua các BI.
Tại điểm ngắn mạch N1.
Các BI không có dòng ngắn mạch chạy qua ở tất cả các dạng ngắn mạch.
1 2 3 4 5
0
BI BI BI BI BI
I I I I I
= = = = =
Tại điểm ngắn mạch N2.
+ Ngắn mạch N

(3)
1 * 2
2 3 4 5
50
0
BI N
BI BI BI BI
I I
I I I I
= =
= = = =
+ Ngắn mạch N
(1)
và N
(1,1)
Các dòng ngắn dòng ngắn mạch chạy qua BI tương tự như N
(3)
nhưng khac
nhau về trí số.
Tại điểm ngắn mạch N3.
+ Ngắn mạch N
(3)
* 3
1 2 3
* 3
4
5
14,29
7,145
2 2

7,125
2
0
N
BI BI BI
N
BI
BI
I
I I I
I
I
I
= = = = =
= − = −
=
+ Ngắn mạch N
(1)
và N
(1,1)
Các dòng ngắn dòng ngắn mạch chạy qua BI tương tự như N
(3)
nhưng khac
nhau về trí số.
Tại điểm ngắn mạch N4.
+ Ngắn mạch N
(3)
Page | 22
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
* 4

1 3
* 4
2 4
5
14,29
7,145
2 2
7,125
2
0
N
BI BI
N
BI BI
BI
I
I I
I
I I
I
= = = =
= = − = −
=
+ Ngắn mạch N
(1)
và N
(1,1)
Các dòng ngắn dòng ngắn mạch chạy qua BI tương tự như N
(3)
nhưng khac

nhau về trí số.
Tại điểm ngắn mạch N5.
+ Ngắn mạch N
(3)
* 5
1 3
* 5
2 4
5 * 5
3,46
2 2
3,46
2
6,9
6,92
2
N
BI BI
N
BI BI
BI N
I
I I
I
I I
I I
= = = =
= = − = −
= =
+ Ngắn mạch N

(1)
và N
(1,1)
Các dòng ngắn dòng ngắn mạch chạy qua BI tương tự như N
(3)
nhưng khac
nhau về trí số.
Tại điểm ngắn mạch còn lại.
Tính toán tương tự như tính toán tại điểm ngắn mạch N5, khi đó ta có bảng kết
quả dòng điện chạy qua các BI như sau:
Điểm
ngắn
mạch
Dạng
ngắn
mạch
Dòng chạy qua BI
BI1 BI2 BI3 BI4 BI5
N1
N
(3)
0 0 0 0 0
N
(1)
0 0 0 0 0
N
(1,1)
0 0 0 0 0
N2
N

(3)
50 0 0 0 0
N
(1)
50 0 0 0 0
N
(1,1)
50 0 0 0 0
N3
N
(3)
7,145 7,145 7,14
5
-7,145 0
N
(1)
7,145 7,145 7,14
5
-7,145 0
N
(1,1)
7,14 7,14 7,14 -7,14 0
N
(3)
7,145 -7,145 7,14 -7,145 0
Page | 23
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
N4 5
N
(1)

7,145 -7,145 7,14
5
-7,145 0
N
(1,1)
7,14 -7,14 7,14 -7,14 0
N5
N
(3)
3,46 -3,46 3,46 -3,46 6,92
N
(1)
2,745 -2,745 2,74
5
-2,745 5,49
N
(1,1)
3,205 -3,205 3,20
5
-3,205 6,41
N6
N
(3)
2,285 -2,285 2,28
5
-2,285 4,57
N
(1)
2,16 -2,16 2,16 2,16 4,32
N

(1,1)
2,095 -2,095 2,09
5
-2,095 4,19
N7
N
(3)
1,705 -1,705 1,70
5
-1,705 3,41
N
(1)
1,23 -1,23 1,23 -1,23 2,46
N
(1,1)
1,555 -1,555 1,55
5
-1,555 3,11
N8
N
(3)
1,36 -1,36 1,36 -1,36 2,72
N
(1)
0,96 -0,96 0,96 -0,96 1,92
N
(1,1)
1,24 -1,24 1,24 -1,24 2,48
4.2.2. Tính toán dòng ngắn mạch trong chế độ cực tiểu.
- Sơ đồ thay thế thứ tự thuận:

- Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch
Page | 24
Đồ án môn học bảo vệ Rơ le. GVHD: TS.Vũ Thị Anh Thơ.
- Sơ đồ thay thế thứ tự không.
 Tính ngắn mạch tại điểm N1:
Điện kháng tổng của sơ đồ thay thế thứ tự thuận, thứ tự nghịch, thứ tự không.

1 1
,
2 1
,,
0 1
0,023
0,023
0,023
X X
X X
X X
Σ
Σ
Σ
= =


= =


= =

- Với dạng ngắn mạch N

(3)
Giá trị dòng ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối là:
(3)
* 1
1 1
1 1
43,48
0,023
N
E
I
X X
Σ Σ
= = = =
Giá trị dòng ngắn mạch trong hệ đơn vị có tên là:

(3) (3)
1 * 1
2
3
cb
N N
cb
S
I I
U
= ×
×
40
43,48 8,73(kA)

3 115
= × =
×
- Với dạng ngắn mạch 1 pha N
(1)
Dòng ngắn mạch pha a thứ tự thuận tại điểm ngắn mạch là:

(1)
a1 1
1 2 0
N
E
I
X X X
Σ Σ Σ
=
+ +
1
14,49
0,023 0,023 0,023
= =
+ +
Giá trị dòng ngắn mạch trong hệ đơn vị tương đối là:
(1) (1) (1) (1)
* 1 1 1 1 1
3 3 14,49 43,47
N a N a N
I m I I
= × = × = × =
Page | 25