đồ án môn học rơ le trong hệ thống điện

ĐỒ ÁN MÔN HỌC RƠLE
Đề số : 08
Họ tên sinh viên: NGÔ NGỌC NAM
Lớp: D2-H1
ĐỀ BÀI: Tính toán bảo vệ rơle, vẽ sơ đồ phương thức bảo vệ cho đường dây
1&2. Cho sơ đồ như hình vẽ.
MBA1

HTĐ

MBA2

110 kV

22 kV

I/ Các thông số
1. Hệ thống: S N max = 1700 MVA; S N min = 0,8 × S N max ; X 0 = 0,8 × X 1
2. Trạm biến áp: S = 2 x 15MVA; U 1 / U 2 =115/23; U K % = 12,5
3.Đường dây:
Đường dây
1
2

Dài (Km)
3
7

Loại dây

Tổng trở đơn vị

Tổng trở đơn vị

AC-95
AC-95

thứ tự thuận
0,27+j0,39
0,27+j0,39

thứ tự không
0,48+j0,98
0,48+j0,98

• Đường dây 1: Phụ tải có P = 4 MW; cos ϕ =0,85
• Đường dây 2: Phụ tải có P = 3 MW; cos ϕ =0,85
II/ Nội dung.
Phần lý thuyết
- Nhiệm vụ và các yêu cầu cơ bản của bảo vệ Rơle
- Nguyên lý làm việc của các bảo vệ đã học
Phần tính toán
- Chọn BI
- Tính toán ngắn mạch
- Tính toán các thông số khởi động cho bảo vệ của các đường dây
- Xác định vùng bảo vệ của bảo vệ cắt nhanh và kiểm tra độ nhạy của
bảo vệ.

B. PHẦN BÀI TẬP

Chương 1 : CHỌN MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN
ĐỀ BÀI: Tính toán bảo vệ rơle, vẽ sơ đồ phương thức bảo vệ cho đường dây
1&2. Cho sơ đồ như hình vẽ.
MBA1

HTĐ

MBA2

110 kV

22 kV

I/ Các thông số
1. Hệ thống: S N max = 1700 MVA; S N min = 0,8 × S N max ; X 0 = 0,8 × X 1
2. Trạm biến áp: S = 2 x 15MVA; U 1 / U 2 =115/23; U K % = 12,5
3.Đường dây:
Đường dây
1
2

Dài (Km)
3
7

Loại dây

Tổng trở đơn vị

Tổng trở đơn vị

AC-95
AC-95

thứ tự thuận
0,27+j0,39
0,27+j0,39

thứ tự không
0,48+j0,98
0,48+j0,98

• Đường dây 1: Phụ tải có P = 4 MW; cos ϕ =0,85
• Đường dây 2: Phụ tải có P = 3 MW; cos ϕ =0,85
1. Chọn tỷ số biến của BI
- Máy biến dòng B1, B2 cung cấp tín hiệu cho dây D1, D2
Tỷ số biến chọn theo công thức

n1 =

I sdđ
I tdđ

Trong đó :

I sdđ : dòng sơ cấp danh định của BI, được chọn theo dòng làm việc
cưỡng bức qua BI ( I cb )

I tdđ : dòng thứ cấp danh định của BI, được lấy bằng 1
- Tính dòng sơ cấp danh định của BI

I sdđ = I cb = kqt .I dđđp


k qt = 1,4
S pt

I dđđp =

3.U tb

=

Ppt
3.U tb . cos ϕ

Dòng điện làm việc trên đường dây 2:

I 2 = I pt 2 =

P2
3.U tb . cos ϕ 2

=

3.10 3
3.23.0,85

= 88,596 A

Dòng điện cưỡng bức trên đường dây 2:

I cb 2 = I sdđ 2 = k qt .I dđđp =1,4.88,596 =124,034 A
Dòng điện làm việc trên đường dây 1:
I 1 = I pt1 + I pt 2 =

P1
3.U tb . cos ϕ 1

+ I pt 2 =

4.10 3
3.23.0,85

+ 88,596 = 206,724 A

Dòng điện cưỡng bức trên đường dây 1:

I cb1 = I sdđ 1 = k qt .I dđđp =1,4.206,724 = 289,4136 A
Tỷ số biến dòng: n = I sdd 1 = 300
1
I tdd
1
Tỷ số biến dòng: n = I sdd 2 = 150
2
I tdd
1


Chương 2 : TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

•Chế độ cực đại tính: Ngắn mạch 3 pha N ( 3 ) , ngắn mạch 1 pha chạm đất

N ( 1) và ngắn mạch 2 pha chạm đất N ( 1,1) .
•Chế độ cực tiểu tính: Ngắn mạch 2 pha N ( 2 ) , ngắn mạch 1 pha chạm đất

N ( 1) và ngắn mạch 2 pha chạm đất N ( 1,1) .
•Một số giả thiết trong quá trình tính toán ngắn mạch ta bỏ qua :
- Bão hòa từ
- Dung dẫn ký sinh trên đường dây, điện trở của MBA và cả đường
dây
- Ảnh hưởng của phụ tải
1, Chọn hệ đơn vị tương đối cơ bản
Scb = 100 MVA ,Ucbi = Utbi = 1,05.Uđmi
2, Vị trí các điểm ngắn mạch như sau:

Sơ đồ thay thế:


3, Tính điện kháng các phần tử
+ Hệ thống

S1NHTmax = 1700 MVA

;

X0HT = 0,8. X1HTmax

SN min = 0,8.1700 = 1360 MVA.
• Giá trị điện kháng thứ tự thuận.
S

100

cb
=
= 0,059
Chế độ cực đại: X 1HT max = S
1700
N max

S

100

cb
=
= 0,074
Chế độ cực tiểu: X 1HT min = S
1360
1 N min

• Giá trị điện kháng thứ tự không.
Chế độ hệ thống cực đại: X0HTmax = 0,8.X1HTmax= 0.8.0,059= 0,047
Chế độ hệ thống cực tiểu: X0HTmin = 0,8.X1HTmin = 0,8.0,074 = 0,059
+ Máy biến áp B1 và B2 X B1 = X B 2 =

U N S cb
12,5 100
.
=

.
= 0,833
100 S đmB 100 15

1
X B12 = .0,833 = 0,416
2

+ Đường dây
Chia đường dây D1,D2 lần lượt thành 4 đoạn bằng nhau. Điện kháng trên
từng đoạn là:

• Giá trị điện kháng thứ tự thuận:
X 1D11 = X 1D12 = X 1D13 = X 1D14 =

S
1
1
100
X 1 L1 cb2 = .0,39.3. 2 = 0,055
4
U cb 4
23

X 1D 21 = X 1D 22 = X 1D 23 = X 1D 24 =

S
1
1
100

X 2 L2 cb2 = .0,39.7. 2 = 0,129
4
U cb 4
23

• Giá trị điện kháng thứ tự không :
S
1
1
100
X 0 D11 = X 0 D12 = X 0 D13 = X 0 D14 = X 01 .L1 . cb2 = .0,98.3. 2 = 0,139
4
U cb 4
23


X 0 D 21 = X 0 D 22 = X 0 D 23 = X 0 D 24 =

S
1
1
100
X 02 .L2 . cb2 = .0,98.7. 2 = 0,324
4
U cb 4
23

4, Tính dòng ngằn mạch của mạng điện ở chế độ cực đại
Ta tiến hành các dạng ngắn mạch lần lượt cho 9 điểm N1-N9
=> Tính X1∑ ; X2∑ ; X0∑ tại các điểm ngắn mạch trong chế độ max:

N1: X1∑ = X1HT+ XB12= 0,059 + 0,416 = 0,475
X 0 ∑ = X 0 HT + X B12 = 0,047 + 0,416 = 0,463
Tương tự với các điểm còn lại ta có công thức tính:
N2: X1∑=X2∑=XHT+XB12+X1D11

X0∑=X0HT+XB12+X0D11

N3: X1∑=X2∑=XHT+XB12+2.X1D11

X0∑=X0HT+XB12+2.X0D11

N4: X1∑=X2∑=XHT+XB12+3.X1D11

X0∑=X0HT+XB12+3.X0D11

N5: X1∑=X2∑=XHT+XB12+4.X1D11

X0∑=X0HT+XB12+4.X0D11

N6: X1∑=X2∑=XHT+XB12+4.X1D11+X1D21

X0∑=X0HT+XB12+4.X0D11+X0D21

N7: X1∑=X2∑=XHT+XB12+4.X1D11+2.X1D21

X0∑=X0HT+XB12+4.X0D11+2.X0D21

N8: X1∑=X2∑=XHT+XB12+4.X1D11+3.X1D21

X0∑=X0HT+XB12+4.X0D11+3.X0D21

N9: X1∑=X2∑=XHT+XB12+4.X1D11+4.X1D21

X0∑=X0HT+XB12+4.X0D11+4.X0D21

Kết quả tính cho bảng sau:
N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

N8

X1∑max 0,475 0,53

0,58
5

0,64 0,695 0,82
4

X0∑max 0,463 0,60
2

0,741 0,88 1,019 1,343 1,667 1,991 2,315

0,953 1,08
2

N9
1,211

=>Dòng điện ngắn mạch thứ tự thuận của mọi dạng ngắn mạch đều được
I1( nN) =

tính theo công thức:

1
(n )
( n ) với X ∆ là điện kháng phụ của loại ngắn
X1Σ + X ∆

mạch n
=> Trị số dòng điện ngắn mạch tổng tại các pha được tính theo công thức :
I

(n)
N

= m ( n ) .I1( nN)

Ta có bảng tóm tắt sau:
Dạng ngắn mạch

n

X (∆n )

m(n)

Tính toán

N(1)

1

X2∑ + X0∑

3

I1N=I2N=I0N


N(1,1)

1,1

X2∑// X0∑

3. 1 −

X 2 ∑ .X 0 ∑
(X 2 ∑ + X 0 ∑ ) 2

I0N

N(3)

3

0

1

− I1N .X 0 ∑
X 0 ∑ +X 2 ∑
− I1N .X 2 ∑
=
X 0 ∑ +X 2 ∑

I2N =

I1N=IN ; I2N=I0N=0

a, Tính ngắn mạch 3 pha :
* Tính toán cho điểm ngắn mạch tại N1 :
= 0,475
Dòng ngắn mạch tại N1 trong hệ đơn vị tương đối :
=

1

= 0,475 = 2,105

Trong hệ đơn vị có tên :
=

.Icb =

.

= 2,105 .

100
3.23

= 5,284 kA

Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch còn lại :
N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

N8

X1∑max

0,475

0,53

0,585

0,64

0,695 0,82
4

I N , kA

5,284

4,736

4,291

3,922 3,612 3,046 2,63

0,953 1,08
2
2,32

b, Tính ngắn mạch 1 pha :
* Tính toán chi tiết cho điểm ngắn mạch tại N1:
= 0,475
= 0,463
=
à

+

= 0,475+ 0,463 = 0,938
1

=

= 0,475 + 0,938 = 0,708
Với ngắn mạch 1 pha hệ số m = 3.
Dòng ngắn mạch tại điểm N1 :
à
= m.
= 3.0,708 = 2,124
Trong đơn vị có tên:
=

.

= 2,124.

100
3.23

= 5,331 kA

Ta có dòng thành phần thứ tự không của 1 pha :

=

Suy ra thành phần dòng thứ tự không tại điểm ngắn mạch :

= 0,708

N9
1,211
2,073


I0 =

100

.Icb = 0,708.

= 1,777 kA

3.23

Tính toán cho các điểm còn lại tương tự :
N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

N8

N9

0,475 0,53

0,585 0,64

0,695 0,824 0,953 1,082 1,211

0,475 0,53

0,585 0,64

0,695 0,824 0,953 1,082 1,211

0,463 0,602 0,741 0,88

1,019 1,343 1,667 1,991 2,315

0,938 1,132 1,326 1,52 1,714 2,167 2,62 3,073 3,526
5,331 4,533 3,938 3,486 3,125 2,515 2,108 1,815 1,589

(1)
I Ni
kA
)
I 0(1Ni

1,777 1,511 1,313 1,162 1,041 0,838 0,703 0,605 0,53

3.

5,331 4,533 3,938 3,486 3,125 2,515 2,108 1,815 1,589

c, Tính ngắn mạch 2 pha chạm đất :
* Tính toán chi tiết cho N1 :
=
à

0,475.0,463

//

= 0,475 + 0,463 = 0,234
1

=

m(1,1) =

= 0,475 + 0,234 = 1,41
= 3. 1 −

.

0,475.0,463

( 0,475 + 0,463) 2

= 1,5

Dòng ngắn mạch một pha tại điểm N1 :
à
= m(1,1) .
= 1,5.1,41 = 2,115
Trong đơn vị có tên :
=

.

= 2,115.

100
3.23

= 5,309 kA

Ta có dòng thành phần thứ tự không của 1 pha :

=

0,475

= 0,475 + 0,463 .1,41 = 0,714
Suy ra dòng thứ tự không tại điểm ngắn mạch :
I0 =

.

.Icb = 0,714.

100
3.23

= 1,792 kA

Tính toán cho các điểm còn lại tương tự :
Tính toán cho các điểm còn lại tương tự :
N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

N8

N9

0,475

0,53

0,585

0,64

0,695 0,824 0,953 1,082 1,211

0,475

0,53

0,585

0,64

0,695 0,824 0,953 1,082 1,211

0,463 0,602 0,741

0,88

1,019 1,343 1,667 1,991 2,315


0,234 0,282 0,327 0,371 0,413 0,511 0,606 0,701 0,795
1,41 1,231 1,096 0,989 0,902 0,749 0,641 0,561 0,498
m
1,5 1,501 1,503 1,505 1,509 1,514 1,518 1,522 1,524
(1,1)
I Ni kA 5,309 4,638 4,135 3,736 3,416 2,846 2,442 2,143 1,905
(1,1)

,1)
I 0(1Ni

1,792 1,447 1,214 1,045 0,918 0,715 0,585 0,496 0,429

3.

5,376 4,341 3,642 3,135 2,754 2,145 1,755 1,488 1,287

5, Tính dòng ngằn mạch của mạng điện ở chế độ cực tiểu
Sơ đồ thay thế giống như trong chế độ cực đại nhưng chỉ có 1 MBA
làm việc.
Ta tiến hành các dạng ngắn mạch lần lượt cho 9 điểm N1-N9
=> Tính X1∑ ; X2∑ ; X0∑ tại các điểm ngắn mạch trong chế độ min
N1: X1∑ = X1HT+ XB1= 0,074 + 0,833= 0,907
X 0 ∑ = X 0 HT + X B1 = 0,059 + 0,833= 0,892
Tương tự với các điểm còn lại ta có công thức tính:
N2: X1∑=X2∑=XHT+XB1+X1D11

X0∑=X0HT+XB1+X0D11

N3: X1∑=X2∑=XHT+XB1+2.X1D11

X0∑=X0HT+XB1+2.X0D11

N4: X1∑=X2∑=XHT+XB1+3.X1D11

X0∑=X0HT+XB1+3.X0D11

N5: X1∑=X2∑=XHT+XB1+4.X1D11

X0∑=X0HT+XB1+4.X0D11

N6: X1∑=X2∑=XHT+XB1+4.X1D11+X1D21

X0∑=X0HT+XB1+4.X0D11+X0D21

N7: X1∑=X2∑=XHT+XB1+4.X1D11+2.X1D21

X0∑=X0HT+XB1+4.X0D11+2.X0D21

N8: X1∑=X2∑=XHT+XB1+4.X1D11+3.X1D21

X0∑=X0HT+XB1+4.X0D11+3.X0D21

N9: X1∑=X2∑=XHT+XB1+4.X1D11+4.X1D21

X0∑=X0HT+XB1+4.X0D11+4.X0D21

Kết quả tính cho bảng sau:
N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

N8

N9

X1∑min 0,907 0,962 1,017 1,072 1,127 1,256 1,385 1,514 1,643
X0∑min 0,892 1,031 1,17
a, Ngắn mạch 2 pha :

1,309 1,448 1,772 2,096 2,42

2,744


* Tính toán chi tiết cho điểm ngắn mạch tại N1:

=

= 0,907

=

= 0,907

à

1

=

= 0,907 + 0,907 = 0,551

Với ngắn mạch N(2) thì hệ số m =
Do đó dòng ngắn mạch tại điểm N1 :
à
= m.
= .0,551 = 0,954
Trong đơn vị có tên :
=

.

= 0,954.

100
3.23

=2,395 kA

Tính toán tương tự cho các điểm còn lại ,ta có bảng sau :
N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

N8

N9

0,907 0,962 1,017 1,072

1,127 1,256

1,385 1,514

1,643

0,907 0,962 1,017 1,072

1,127 1,256

1,385 1,514

1,643

0,907 0,962 1,017 1,072

1,127 1,256

1,385 1,514

1,643

(2)
I1Ni
*

0,551

0,52

0,492 0,466

0,444 0,398

0,361

0,33

0,304

(1)
I Ni
*

0,954

0,9

0,852 0,807

0,769 0,689

0,625 0,572

0,526

(1)
I Ni
kA

2,395 2,259 2,138 2,026

1,93

1,569 1,436

1,32

1,729

b, Tính ngắn mạch N(1,1) :
* Tính toán chi tiết cho N1 :
= 0,892
=

= 0,907

=

//

à
m(1,1) =

0,907.0,892

= 0,907 + 0,892 = 0,45
1

=

= 0,907 + 0,45 = 0,737
.

= 3. 1 −

0,907.0,892

( 0,907 + 0,892) 2

= 1,5


Dòng ngắn mạch một pha tại điểm N1 :
à
= m(1,1) .
= 1,5.0,737 = 1,106
Trong đơn vị có tên :
=

.

100

= 1,106.

3.23

= 2,776 kA

Ta có dòng thành phần thứ tự không của 1 pha :
=

0,907

.

= 0,907 + 0,892 .0,737 = 0,371
Suy ra dòng thứ tự không tại điểm ngắn mạch :
I0 =

.Icb = 0,371.

100
3.23

= 0,931 kA

Tính toán cho các điểm còn lại tương tự :

N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

N8

N9

0,907 0,962 1,017 1,072 1,127 1,256 1,385 1,514 1,643
0,907 0,962 1,017 1,072 1,127 1,256 1,385 1,514 1,643
0,892 1,031 1,17
0,45

1,309 1,448 1,772 2,096 2,42

2,744

0,498 0,544 0,589 0,634 0,735 0,834 0,931 1,028

0,737 0,685 0,641 0,602 0,568 0,502 0,451 0,409 0,374
m(1,1)
1,5
1,5 1,501 1,502 1,504 1,507 1,51 1,513 1,516
(1,1)
I Ni kA 2,776 2,579 2,415 2,269 2,144 1,899 1,709 1,553 1,423
,1)
I 0(1Ni
kA 0,931

0,83

0,748

0,68

0,624 0,523

0,45

0,395 0,352

2,793 2,49 2,244 2,04 1,872 1,569
c, Tính ngắn mạch 1 pha N(1):
* Tính toán chi tiết cho điểm ngắn mạch tại N1:

1,35

1,185 1,056

3.

à

= 0,907;

= 0,892

=

= 0,907 + 0,892 = 1,799

+

1

=

= 0,907 + 1,799 = 0,369
Với ngắn mạch 1 pha hệ số m = 3.Dòng ngắn mạch một pha tại điểm N1 :
à
= m.
= 3.0,369 = 1,107
Trong đơn vị có tên :

=

.

= 1,107.

100
3.23

= 2,778 kA


Ta có dòng thành phần thứ tự không của 1 pha :

=

= 0,369

Suy ra dòng thứ tự không tại điểm ngắn mạch :
I0 =

100

.Icb =0,369.

3.23

= 0,926 kA

Tính toán cho các điểm còn lại tương tự :
N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

N8

N9

0,907

0,962

1,017

1,072

1,127

1,256

1,385

1,514

1,643

0,907

0,962

1,017

1,072

1,127

1,256

1,385

1,514

1,643

0,892

1,031

1,17

1,309

1,448

1,772

2,096

2,42

2,744

(1)
I Ni

1,799
2,778

1,993
2,548

2,187

2,35

2,381
2,181

2,575
2,034

3,028
1,758

3,481
1,547

3,934
1,382

4,387
1,248

)
I 0(1Ni

0,926

0,849

0,783

0,727

0,678

0,586

0,516

0,461

0,416

3.

2,778

2,548

2,35

2,181

2,034

1,758

1,547

1,382

1,248

* Bảng tổng kết dòng ngắn mạch ứng với phụ tải max và min là :
Chế
độ

Loại
NM
N(3)

N1
IN(kA)
IN(kA)

N(1)
(kA)

Max

IN(kA)
N(1,1)
(kA)
N(2)

IN(kA)
IN(kA)

N(1)
(kA)

Min

IN(kA)
N(1,1)
(kA)

N2

N3

N4

N5

N6

N7

N8

N9

5,284 4,736 4,291 3,922 3,612 3,046 2,63

2,32

2,073

5,331 4,533 3,938 3,486 3,125 2,515 2,108 1,81
5
5,331 4,533 3,938 3,486 3,125 2,515 2,108 1,81

5
2,14
5,309 4,638 4,135 3,736 3,416 2,846 2,442
3
1,48
5,376 4,341 3,642 3,135 2,754 2,145 1,755
8
1,56 1,43
2,395 2,259 2,138 2,026 1,93 1,729
9
6
2,778 2,548 2,35 2,181 2,034 1,758 1,547 1,38
2
2,778 2,548 2,35 2,181 2,034 1,758 1,547 1,38
2
1,70
2,776 2,579 2,415 2,269 2,144 1,899
1,553
9
1,18
2,793 2,49 2,244 2,04 1,872 1,569 1,35
5

1,589
1,589
1,905
1,287
1,32
1,248
1,248

1,423
1,056

Dòng ngắn mạch ứng với từng trường hợp là :
Chế
độ

N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

N8

N9


Max
Min

IN(kA)

5,331

4,736

4,291

3,922

3,612

3,046

2,63

2,32

2,073

(kA) 5,376

4,533

3,938

3,486

3,125

2,515

2,108

1,81
5

1,589

2,778

2,579

2,415

2,269

2,144

1,899

1,70
9

1,553

1,423

(kA) 2,793

2,548

2,35

2,181

2,034

1,758

1,547

1,38
2

1,248

IN(kA)


CHƯƠNG 3.TÍNH TOÁN CÁC THỐNG SỐ
KHỞI ĐỘNG CHO CÁC BẢO VỆ CỦA ĐƯỜNG DÂY .
3.1 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh
Trị số dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng cắt nhanh được lựa chọn
theo công thức
Ikđ = kat.INngmax
Trong đó :
kat :Hệ số an toàn .Chọn kat = 1,2
INngmax : dòng ngắn mạch ngoài cực đại là dòng ngắn mạch lớn nhất
thường lấy bằng giá trị dòng ngắn mạch trên thanh cái cuối đường dây.
Chọn dòng khởi động cho bảo vệ quá dòng cắt nhanh trên đoạn đường dây

D2
Ikđ1-50 = kat.IN5ngmax = 1,2. 3,612 = 4,334 kA
Ikđ2-50 = kat.IN9max = 1,2. 2,073 = 2,487 kA


3.2 Bảo vệ cắt nhanh dòng thứ tự không
Trị số dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng thứ tự không cắt nhanh
được lựa chọn theo công thức
Ikđ = kat .3I0Nngmax
Trong đó:
I0ngmax – dòng điện ngắn mạch thứ tự không ngoài lớn nhất.
Dòng điện ngắn mạch thứ không ngoài lớn nhất ứng với đường dây D1
và D2 là I0N5ngmax, I0N9ngmax
I0kđ1 = kat .3I0N5ngmax = 1,2.3,125 = 3,75 kA
I0kđ2 = kat .3I0N9ngmax = 1,2.1,589 = 1,907 kA
3.3 Bảo vệ quá dòng có thời gian
• Lựa chọn trị số dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng có thời gian
Dòng khởi động của bảo vệ quá dòng có thời gian được lựa chọn theo
công thức :
Ikđ =

K at .K mm
.Ilvmax
K tv

Trong đó :
K at : hệ số an toàn lấy bằng 1,2
K mm : hệ số mở máy lấy bằng 2
K tv : hệ số trở về lấy bằng 0,95

Ilvmax :dòng điện làm việc lớn nhất
Theo tính toán ở phần trên ta có :

I lv max 1 = 289,4136 A
I lv max 2 =124,034 A
Vậy ta có :
1,2.2
IkđL1 =
.289,4136 =731,15 A ≈ 0,731 kA
0,95
1,2.2
Ta có: Ikđ1(51) =
.289,4136 = 731,15 A ≈ 0,731 kA
0,95
Ikđ2(51) =

1,2.2
.124,034 = 313,3 A ≈ 0,313 kA
0,95

• Thời gian làm việc của bảo vệ
Từ đặc tính thời gian của Rơ le

t=

13,5
Tp
I * −1

Trong đó

I* =

I
I kd

3.3.1 Chế độ phụ tải cực đại
Với đường dây D2:
• Xét điểm ngắn mạch N9: IN9max = 2,073
I N 9 max 2,073
=
= 6,623
I kđ 2−51 0,313

I *9 =

t 29 = t pt 2 + ∆t = 0,5+0,3 = 0,8 s

Tp2

I *9 − 1 9 6,623 − 1
=
.t 2 =
.0,8 = 0,333 s
13,5
13,5

• Xét điểm ngắn mạch N8: IN8max = 2,32

I *8 =
t 28 =

I N 8 max
2,32
=
= 7,412
I kđ 2−51 0,313

13,5
13,5
Tp 2 =
.0,333 = 0,701s
I* −1
7,412 − 1

Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch trên đường dây D2:
N5

N6

N7

N8

N9

I N max , kA

3,612

3,046

2,63

2,32

2,073

T2, s

0,427

0,515

0,607

0,701

0,8

Với đường dây D1:
Thời gian bảo vệ làm việc tại điểm N5 trên đường dây 1 là:


t15 = max  t 25 , t pt1  + ∆t


• Xét điểm ngắn mạch N5: IN5max = 3,612
I *5 =

I N5
I kđ 1−51

=

3,612
= 4,941
0,731

tpt1 = 1s
t15 = max{ 0,427;1} + 0,3 =1,3 s


1,3
t15
.(4,941 − 1) = 0,379 s
.( I *5 − 1) =
13,5
13,5

Tp1 =

• Xét điểm ngắn mạch N4: IN4max = 3,922
IN4

I *4 =

I kđ 1−51

=

3,922
= 5,365
0,731

13,5
13,5
Tp =
.0,379 = 1,172 s
I* −1
5,365 − 1

t14 =

Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch trên đường dây D1:
N1

N2

N3

N4

N5

I N max , kA

5,331

4,736

4,291

3,922

3,612

T2, s

0,813

0,934

1,05

1,172

1,3

3.3.2 Chế độ phụ tải cực tiểu
Chế
độ
Min

IN(kA)
(kA)

N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

N8

N9

2,778

2,579

2,415

2,269

2,144

1,899

1,70
9

1,553

1,423

2,793

2,548

2,35

2,181

2,034

1,758

1,547

1,38
2

1,248

Với đường dây D2:
• Xét điểm ngắn mạch N9: IN9 = 1,423 kA
I *9 =

IN9
I kdd 2−51

=

1,423
= 4,546
0,313

t 29 = t pt 2 + ∆t = 0,5+ 0,3=0,8 s

Tp2 =

I *9 − 1 9 4,546 − 1
.t 2 =
.0,8 =0,21 s
13,5
13,5

• Xét điểm ngắn mạch N8: IN8 = 1,553

I *8 =
t 28 =

I N8
I kdd 2−51

=

1,553
= 4,961
0,313

13,5
13,5
Tp2 =
.0,21 = 0,716 s
I* −1
4,961 − 1

Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch trên đường dây D2:


N5

N6

N7

N8

N9

I N max , kA

2,144

1,899

1,709

1,553

1,423

T2, s

0,485

0,559

0,636

0,716

0,8

Với đường dây D1:
Thời gian bảo vệ làm việc tại điểm N5 trên đường dây 1 là:
t15 = max t 25 , t pt1 + ∆t

{

}

• Xét điểm ngắn mạch N5: IN5 = 2,144
I *5 =

I N5
I kđ 1−51

=

2,144
= 2,933
0,731

tpt1 = 1 s
t15 = max{ 0,485;1} + 0,3 =1,3 s
Tp1 =

1,3
t15
.(2,933 − 1) = 0,186 s
.( I *5 − 1) =
13,5
13,5

• Xét điểm ngắn mạch N4: IN4 = 2,269
I *4 =

t14 =

IN4
I kđ 1−51

=

2,269
= 3,104
0,731

13,5
13,5
Tp =
.0,186 = 1,193s
I* −1
3,104 − 1

Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch trên đường dây D1:
N1

N2

N3

N4

N5

I N max , kA

2,778

2,579

2,415

2,269

2,144

T2, s

0,896

0,993

1,09

1,193

1,3


3.4 Bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian.
- Dòng khởi động của bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian.
Ikd(51N) = k0.IsdđBI
Trong đó:

k 0 Hệ số chỉnh định; k0 = 0,3
IsdđBI Dòng điện danh định phía sơ cấp của BI.
- Dòng điện khởi động trên đoạn đường dây L2, L1:
I0kd2 = 0,3. IsdđBI2 = 0,3 . 150 = 45 (A)
I0kd1 = 0,3 .IsdđBI1 = 0,3 . 300 = 90 (A)
Thời gian làm việc của bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian chọn theo
đặc tính độc lập:
t02 = tpt2 + Δt = 0,5 + 0,3 = 0,8 s
t01 = max( tpt1, t02 ) + Δt = max(1; 0,8) + 0,3 =1,3 s
Ta có đặc tính thời gian của bảo vệ như sau:

CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH VÙNG BẢO VỆ
VÀ ĐỘ NHẠY CỦA BẢO VỆ
4.1 Vùng bảo vệ của bảo vệ quá dòng cắt nhanh.


4.1.1 Bảo vệ cắt nhanh theo dòng pha.
Ta xác định theo phương pháp hình học như sau:
Ikđ1-50 = kat.IN5ngmax = 1,2. 3,612 = 4,334 kA
Ikđ2-50 = kat.IN9max = 1,2. 2,073 = 2,487 kA

Chế độ cực đại:
Đường dây L1: l1max
CN =1,125 km tương ứng với 37,5 % đường dây L1
Đường dây L2: l max
2 CN =1,75 km tương ứng với 25 % đường dây L2
Chế độ cực tiểu:
Đường dây L1: Không bảo vệ được cho đường dây L1.
Đường dây L2: Không bảo vệ được cho đường dây L2.
4.1.2 Bảo vệ cắt nhanh theo thứ tự không.
I0kđ1 = kat .3I0N5ngmax = 1,2.3,125 = 3,75 kA
I0kđ2 = kat .3I0N9ngmax = 1,2.1,589 = 1,907 kA


Chế độ cực đại:
Đường dây L1: l1max
CN = 1,875 km tương ứng với 62,5 % đường dây L1
Đường dây L2: l max
2 CN =4,9 km tương ứng với 70% đường dây L2
Chế độ cực tiểu:
Đường dây L1: Không bảo vệ được cho đường dây L1.

Đường dây L2: l max
2 CN = 0,875 km tương ứng với 12,5 % đường dây L2
4.2 Kiểm tra độ nhạy của BVQD có thời gian và BVQD thứ tự không có
thời gian.
Độ nhạy được xác định theo công thức:

kN =

I N min
I kđ

Điều kiện kN ≥ 1.5

Đối với bảo vệ đặt trên đoạn đường dây L1:
I
2,144
k N 1.51> = N 5 min =
= 2,932 > 1,5
I kđ 1.51> 0,731

k N 1.51> =

I 0 N 5 min 2,034
=
= 22,6 > 1,5
I 0 kđ 1.51>
0,09

Đối với bảo vệ đặt trên đoạn đường dây L2
I

1,423
k N 2.51> = N 9 min =
= 4,546 > 1,5
I kđ 1
0,313


k N 2.51> =

I 0 N 9 min 1,248
=
= 27,733 > 1,5
I 0 kđ 1.51> 0,045

Vậy các bảo vệ đều có độ nhạy thỏa mãn.
4.3 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ cho đường dây L1
50N

50N

50

50

51

51

MBA1
L1

HT
22 kV

110 kV
MBA2

L2
S2

S1