Đồ án môn học Bảo vệ rơle: Thiết kế hệ thống bảo vệ rơle cho đường dây
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.69 MB, 47 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA ĐIỆN
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
BẢO VỆ RƠLE
TÊN ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẢO VỆ RƠLE CHO ĐƯỜNG DÂY
Đồ án môn học: Bảo Vệ Rơle
MỤC LỤC
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VÀ TÍNH TỐN THƠNG SỐ CỦA ĐƯỜNG DÂY
TRONG CÁC CHẾ ĐỘ
1.1. Giới thiệu đường dây được bảo vệ.
Đường dây phân phối 110kV là đạng mạch hở có tổng chiều dài 235km,
nguồn từ hệ thống cấp điện cho các phị tải phía sau, bao gồm các đoạn đường dây
AB BC CD. Đoạn đường dây AB sử dụng đường dây kép. Các đoạn BC CD là
đường dây đơn.
Sơ đồ và thơng số kỹ thuật đường dây:
Hình 1.1: Sơ đồ mạng điện
Bảng 1.1: Thơng số nguồn điện
Z1HT
Z2HT
Z0HT
Cơng suất
Cos
(MVA)
( )
( )
( )
Vơ cùng lớn
0.86
30
20
20
Bảng 1.2: Thơng số phụ tải
Sơ đồ
2
SC (MVA)
SD (MVA)
Cosφ
SCmax
SCmin
SDmax
SDmin
35+ j20
15+ j10
35+ j20
15+ j10
0,86
Bảng 1.3: Thơng số đường dây (với tổng trở thứ tự khơng: Z0 = 2.5xZ1)
r0
x0
Loại Chiều dài
Đoạn
R ( )
X ( )
dây
(km)
( /km)
( /km)
AB1 (l1)
AC240
80
0.132
10.56
0.401
32.08
AB2 (l2)
AC240
75
0.132
9.9
0.401
30.075
BC (l3)
AC120
45
0.27
12.15
0.423
19.035
CD (l4)
AC95
35
0.33
11.55
0.429
15.015
Bảng 1.4: Giá trị điện trở
Đoạn
Z
Z1TB
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Z2TB
Z0TB
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
AB1 (l1)
10.56+j32.08
33.77
33.77
84.4334
AB2 (l2)
9.9+j30.075
31.66
31.66
79.1563
BC (l3)
12.15+j19.035
22.58
22.58
56.4554
CD (l4)
11.55+j15.015
18.94
18.94
47.3585
Cos
Z1HT
( )
Z2HT
( )
Z0HT
( )
Trị hiệu dụng
0.86
30
20
20
Giá trị phức
25.8+j15.3
17.2+j10.2
17.2+j10.2
1.2. Tính tốn thơng số của đường dây trong các chế độ.
Theo sơ đồ cho trước ta có sơ đồ phân bố cơng suất của mạng như sau:
Hình 1.2: Sơ đồ phân bố dịng điện
Trường hợp mạng làm việc ở các chế độ
1.2.1. Chế độ cực đại
Dịng điện làm việc tại các vị trí trên sơ đồ
Cơng suất chạy trên đoạn L1 L2 (chế độ cực đại)
Đoạn L1
Đoạn L2
Dịng điện trên các đoạn L1 L2 (chế độ cực đại)
Đoạn L1
Đoạn L2
Đoạn L3
Đoạn L4
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
1.2.2. Chế độ cực tiểu
Dịng điện làm việc tại các vị trí trên sơ đồ
Cơng suất chạy trên đoạn L1 L2 (chế độ cực tiểu)
Đoạn L1
Đoạn L2
Dịng điện trên các đoạn L1 L2 (chế độ cực tiểu)
Đoạn L1
Đoạn L2
Đoạn L3
Đoạn L4
Bảng 1.5: Cơng suất và dịng điện trong chế độ cực đại và cực tiểu
Phụ tải cực
Phụ tải cực tiểu
đại
Đường dây
Cơng suất (MVA) Dịng điện (A) Cơng suất (MVA) Dịng điện (A)
AB1 (l1)
33.8710+19.3548i
204.7543
14.5161+ 9.6774i
91.5689
AB2 (l2)
36.1290+20.6452i
218.4045
15.4839+10.3226i
97.6735
BC (l3)
70.0000+40.0000i
423.1588
30.0000+20.0000i
189.2424
CD (l4)
35.0000+20.0000i
211.5794
15.0000+10.0000i
94.6212
1.2.3. Trường hợp ở chế độ sự cố (đứt dây l1)
Dịng điện làm việc tại các vị trí trên sơ đồ
Đoạn L2
Đoạn L3
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
Đoạn L4
Bảng 1.6: Cơng suất và dịng điện trong chế độ sự cố
Đường
Cơng suất (MVA)
Dịng điện (A)
dây
AB1 (l1)
AB2 (l2)
70+j40
0.4232
BC (l3)
70+j40
0.4232
CD (l4)
35+j20
0.2116
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẢO VỆ VÀ HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG
2.1. Xác định các loại bảo vệ role cần thiết để bảo vệ cho đường dây và thanh góp.
2.1.1. u cầu với các thiết bị bảo vệ role
a. Tính tin cậy
Độ tin cậy khi tác động: là mức độ chắc chắn rơle hoặc hệ thống bảo vệ
rơle sẽ tác động đúng. Nói cách khác, độ tin cậy khi tác động là khả năng bảo vệ
làm việc đúng khi có sự cố xảy ra trong phạm vi đã được xác định trong nhiệm vụ
bảo vệ.
Độ tin cậy khơng tác động: là mức độ chắc chắn rằng rơle hoặc hệ thống
rơle sẽ khơng làm việc sai. Nói cách khác, độ tin cậy khơng tác động là khả năng
tránh làm việc nhầm ở chế độ vận hành bình thường hoặc sự cố xảy ra ngồi phạm
vi bảo vệ đã được qui định.
b. Tính chọn lọc
Là khả năng của bảo vệ có thể phát hiện và loại trừ đúng phần tử bị sự cố ra
khỏi hệ thống điện
c. Tính tác động nhanh
Tính tác động nhanh của bảo vệ rơle là u cầu quan trọng vì việc cách ly
càng nhanh chóng phần tử bị ngắn mạch, sẽ càng hạn chế được mức độ phá hoại
các thiết bị, càng giảm được thời gian sụt áp ở các hộ dùng điện, giảm xác suất dẫn
đến hư hỏng nặng hơn và càng nâng cao khả năng duy trì ổn định sự làm việc của
các máy phát điện và tồn bộ HTĐ.
d. Độ nhạy
Độ nhạy đặc trưng cho khả năng “cảm nhận” sự cố của rơle hoặc hệ thống
bảo vệ. Độ nhạy của bảo vệ được đặc trưng bằng hệ số độ nhạy Kn là tỉ số của
đại lượng vật lý đặt vào rơle khi có sự cố với ngưỡng tác động của nó.
2.1.2. Giới thiệu ngun tắc thực hiện của bảo vệ.
a. Bảo vệ cắt nhanh (50)
u cầu
Cắt tức thời đối tượng bị sự cố ra khỏi mạng điện khi dịng điện ngắn
mạch lớn xẩy ra ở cuối vùng bảo vệ.
Tác động với nhiều loại sự cố nhất có thể, nhưng phải chọn lọc.
Khơng làm việc với sự cố cuối vùng bảo vệ,
Ngun tắc tác động
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
Đo lường dịng điện dư ở đầu đối tượng bảo vệ,
Đặc điểm
Làm việc khi dịng điện đi qua chỗ đặt bảo vệ lớn hơn dịng đặt trước,
Chỉ bảo vệ được 1 phần của đối tượng,
Thời gian làm việc là cố định (nhỏ hơn 0,1 giây)
Dịng điện khởi động :
Trong đó:
: là hệ số dự trữ; 1,3 cho rơ le điện từ; 1,2 cho rơ le tĩnh hoặc số; 1,1 cho rơ le
điện cơ kiểu trụ; giá trị thường chọn là 1,25.
: là dịng điện ngắn mạch tại N1 (trên thanh góp kế tiếp),
Chú ý:
Nếu bảo vệ cho máy biến áp phải quy đổi dịng điện ngắn mạch ở phía thứ cấp
về phía
sơ cấp, khi đó:
Với là tỉ số biến đổi của MBA.
Phạm vi bảo vệ
Trong đó:
L là chiều dài được bảo vệ (%),
tỉ số giữa tổng trở hệ thống với tổng trở đối tượng được bảo vệ.
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
Phạm vi ứng dụng
Tổng trở nguồn nhỏ hơn tổng trở của đối tượng bảo vệ (ZHT < ZL),
Bảo vệ cho đường dây có bù điện dung ở cuối,
Bảo vệ cho đường dây thỏa mãn điều kiện:
IN2max> (1,1÷1,3).IN1max với IN2max, IN1max là dịng điện cực đại tại cuối và đầu đường
dây.
b. Bảo vệ q dịng trễ thời gian (51)
u cầu
Cắt đối tượng bị sự cố ra khỏi mạng điện sau một khoảng thời gian trễ.
Tác động với nhiều loại sự cố nhất có thể, nhưng phải chọn lọc.
Khơng làm việc với dịng điện khởi động của tải, q dịng cho phép, dịng xung…
Ngun tắc tác động
Làm việc khi dịng điện đi qua chỗ đặt bảo vệ lớn hơn dịng đặt trước,
Đặc điểm
Tác động với dịng điện ngắn mạch lớn hơn dịng tải cực đại,
Thường được phối hợp với bảo vệ q dịng lân cận và cầu chì.
Dịng điện khởi động Ikđ:
Trong đó:
Ikđ, IS là dịng điện khởi động và dịng điện đặt cho rơ le,
Imax dịng điện tải lớn nhất trong điều kiện bình thường,
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
kdt = 1,5 4,0 là hệ số dự trữ ứng với 150% và 400% dịng điện đầy tải.
Trường hợp chung đặt kdt = 2,0 (200% dịng tải lớn nhất)
Trong thực tế, kdt lựa chọn phù hợp với đặc tính của đối tượng bảo vệ như động
cơ, máy biến áp hay phụ tải tổng hợp để chọn dịng khởi động của bảo vệ phải
thỏa mãn một số u cầu sau:
Khơng được làm việc với dịng điện từ hóa khởi động của máy biến áp và động
cơ,
Khơng được làm việc với dịng khởi động nguội của phụ tải (cold pickup load),
Xét đến sự phối hợp với cầu chì và các bảo vệ q dịng phía sau.
c. Bảo vệ khoảng cách (21)
Ngun tắc làm việc:
Tổng trở rơ le đo được nhỏ hơn tổng trở đặt trước cho rơ le.
Mơmen quay tổng:
Trạng thái cân bằng T = 0:
Trong đó: ZR, ZL là tổng trở vào rơ le và tổng trở đường dây
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
Sơ đồ khởi động
Tổng trở khởi động
Trong đó:
k = (0,8÷0,9) là hệ số an tồn kể đến sai số của CT và VT.
ZkđR = Zkđ.CTR/VCT; Trong đó: CTR, VTR là tỉ số biến đổi của CT và VT
Nếu kể tới điện trở của hồ quang ở chỗ ngắn mạch với điện trở Rhq (A.R. Van C.
Warrington):
Trong đó:
Lhq là chiều dài của hồ quang (m),
I là dịng điện ngắn mạch phapha (A).
Một số ưu điểm của bảo vệ q dịng
Vùng bảo vệ được cố định và lớn hơn bảo vệ q dịng cắt nhanh,
Độ nhậy cao hơn,
Tính tốn, cài đặt và phối hợp đơn giản hơn,
Khơng phụ thuộc vào chế độ tải, tương đối ổn định với sự thay đổi của HT.
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
Nếu kể tới điện trở của hồ quang ở chỗ ngắn mạch với điện trở Rhq:
Trong đó:
Lhq là chiều dài của hồ quang (m),
I là dịng điện ngắn mạch phapha (A).
2.2. Đề xuất phương thức bảo vệ cho đường dây.
Phân đoạn L1 L2 ta trang bị bảo vệ khoảng cách 3 cấp có hướng.
Phân đoạn L3 L4 có một nguồn cung cấp ta trang bị bảo vệ q dịng 3 cấp
Cấp 1: bảo vệ cắt nhanh khơng duy trì thời gian
Cấp 2: bảo vệ cắt nhanh có duy trì thời gian
Cấp 3: Bảo vệ q dịng cực đại
2.2.1. Sơ đồ phương thức và phạm vi bảo vệ của từng loại
Hình 2: Sơ đồ phương thức bảo vệ
2.2.2. Nhiệm vụ của các loại bảo vệ
Bảo vệ 21: Bảo vệ khoảng cách, bảo vệ cho các đoạn AB, BA
Bảo vệ 50: Bảo vệ q dịng tức thời (cắt nhanh), bảo vệ cho đoạn BC, CD
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
Bảo vệ 51: Bảo vệ q dịng thời gian ngược (cực đại), bảo vệ cho đoạn BC,
CD
Bảo vệ 50N: Bảo vệ q dịng cắt nhanh chạm đất, bảo vệ cho đoạn BC, CD
Bảo vệ 51N: Bảo vệ q dịng chạm đất thời gian xác định, bảo vệ cho đoạn
BC, CD
2.2.3. Xác định hệ thống bảo vệ cho thanh cái.
Đặt bảo vệ riêng cho từng thanh cái nhằm
Đảm bảo cắt có chọn lọc
Đảm bảo u cầu tác động nhanh để giữ ổn định hệ thống
Để bảo vệ cho thanh cái ta có thể dùng các loại bảo vệ dịng điện cực đại, bảo vệ
dịng điện có hướng, bảo vệ khoảng cách và bảo vệ so lệch.
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN NGẮN MẠCH CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ
CHÍNH CỦA BẢO VỆ
3.1. Tính tốn ngắn mạch.
3.1.1. Sơ đồ vị trí các điểm ngắn mạch
Hình 3.1: Sơ đồ vị trí các điểm ngắn mạch
3.1.2. Trường hợp ngắn mạch 3 pha
a. Điểm ngắn mạch N1
Hình 3.2: Sơ đồ thay thế thứ tự thuận:
(Với c là hệ số điện áp c=1.1)
b. Điểm ngắn mạch N2
Hình 3.3: Sơ đồ thay thế thứ tự thuận
Dịng ngắn mạch 3 pha trên đoạn L1:
Dịng ngắn mạch 3 pha trên đoạn L2:
c. Điểm ngắn mạch N3
Hình 3.4: Sơ đồ thay thế thứ tự thuận
Dịng ngắn mạch 3 pha trên đoạn L1:
Dịng ngắn mạch 3 pha trên đoạn L2:
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
d. Điểm ngắn mạch N4
Hình 3.5: Sơ đồ thay thế thứ tự thuận
Dịng ngắn mạch 3 pha trên đoạn L1:
Dịng ngắn mạch 3 pha trên đoạn L2:
e. Điểm ngắn mạch N5
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận:
Hình 3.6: Sơ đồ thay thế thứ tự thuận
Dịng ngắn mạch 3 pha trên đoạn L1:
Dịng ngắn mạch 3 pha trên đoạn L2:
Từ số liệu tính tốn trên ta có bảng số liệu:
Với dịng ngắn mạch xung kích để kiểm tra ổn định động của thiết bị là:
Chọn kxk=1.8 =>
Bảng 3.1: Thơng số dịng ngắn mạch 3 pha
Điểm NM
N1
N2
N3
N4
N5
2.3286
1.5075
1.0136
0.7951
1.2121
5.9276
3.8375
2.5802
2.024
3.0855
0.7294
0.4904
0.3847
0.5865
1.8567
1.2484
0.9793
1.4930
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
0.7781
0.5231
0.4104
0.6256
1.9807
1.3316
1.0447
1.5925
3.1.3. Trường hợp ngắn mạch 1 pha
Hình 3.6: Sơ đồ TTT, TTN và TTK
a. Điểm ngắn mạch N1 (gần nguồn)
Tổng trở thứ tự thuận:
Tổng trở thứ tự nghịch:
Tổng trở thứ tự khơng:
Dịng ngắn mạch pha A:
b. Điểm ngắn mạch N2 (xa nguồn)
Tổng trở thứ tự thuận:
Tổng trở thứ tự nghịch:
Tổng trở thứ tự khơng:
Dịng ngắn mạch pha A:
Dịng ngắn mạch 1 pha trên đoạn L1:
Dịng ngắn mạch 1 pha trên đoạn L2:
c. Điểm ngắn mạch N3 (xa nguồn)
Tổng trở thứ tự thuận:
Tổng trở thứ tự nghịch:
Tổng trở thứ tự khơng:
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
Dịng ngắn mạch pha A:
Dịng ngắn mạch 1 pha trên đoạn L1:
Dịng ngắn mạch 1 pha trên đoạn L2:
d. Điểm ngắn mạch N4 (xa nguồn)
Tổng trở thứ tự thuận:
Tổng trở thứ tự nghịch:
Tổng trở thứ tự khơng:
Dịng ngắn mạch pha A:
Dịng ngắn mạch 1 pha trên đoạn L1:
Dịng ngắn mạch 1 pha trên đoạn L2:
e. Điểm ngắn mạch N5 (xa nguồn)
Tổng trở thứ tự thuận:
Tổng trở thứ tự nghịch:
Tổng trở thứ tự khơng:
Dịng ngắn mạch pha A:
Dịng ngắn mạch 1 pha trên đoạn L1:
Dịng ngắn mạch 1 pha trên đoạn L2:
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
Từ số liệu tính tốn trên ta có bảng số liệu:
Với dịng ngắn mạch xung kích để kiểm tra ổn định động của thiết bị là:
Chọn kxk=1.8 =>
Bảng 3.2: Thơng số dịng ngắn mạch 1 pha
Điểm
N1
N2
NM
N3
N4
N5
2.994
1.365
0.8214
0.6157
1.0256
7.6215
3.4747
2.0909
1.5673
2.6108
0.6605
0.3974
0.2979
0.4963
1.6814
1.0116
0.7583
1.2634
0.7045
0.4239
0.3178
0.5293
1.7934
1.0791
0.809
1.3474
3.1.4. Trường hợp ngắn mạch 2 pha
Ngắn mạch 2 pha là dạng ngắn mạch khơng đối xứng.
Dịng ngắn mạch khơng đối xứng xác định theo cơng thức:
a. Điểm ngắn mạch N1
Dịng ngắn mạch 2 pha tại điểm ngắn mạch N1
b. Điểm ngắn mạch N2
Dịng ngắn mạch 2 pha tại điểm ngắn mạch N2
Dịng ngắn mạch 2 pha trên đoạn L1:
Dịng ngắn mạch 2 pha trên đoạn L2:
c. Điểm ngắn mạch N3
Dịng ngắn mạch 2 pha tại điểm ngắn mạch N3
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
Dịng ngắn mạch 2 pha trên đoạn L1:
Dịng ngắn mạch 2 pha trên đoạn L2:
d. Điểm ngắn mạch N4
Dịng ngắn mạch 2 pha tại điểm ngắn mạch N4
Dịng ngắn mạch 2 pha trên đoạn L1:
Dịng ngắn mạch 2 pha trên đoạn L2:
e. Điểm ngắn mạch N5
Dịng ngắn mạch 2 pha tại điểm ngắn mạch N5
Dịng ngắn mạch 2 pha trên đoạn L1:
Dịng ngắn mạch 2 pha trên đoạn L2:
Từ cơng thức trên ta có bảng số liệu sau:
Với dịng ngắn mạch xung kích để kiểm tra ổn định động của thiết bị là:
Chọn kxk=1.8 =>
Bảng 3.3: Thơng số dịng ngắn mạch 2 pha
Điểm NM
N1
N2
N3
N4
N5
2.0167
1.3055
0.8778
0.6885
1.0497
5.1337
3.3233
2.2345
1.7526
2.6721
0.6317
0.4247
0.3332
0.5079
1.608
1.0811
0.8482
1.2929
0.6738
0.453
0.3554
0.5418
1.7152
1.1531
0.9047
1.3792
3.1.5. Trường hợp ngắn mạch 2 pha đồng thời chạm đất
Ta có cơng thức tính dịng ngắn mạch 2 pha đồng thời chạm đất:
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
Trường hợp gần nguồn:
Trường hợp xa nguồn:
a. Điểm ngắn mạch N1 (gần nguồn)
Dịng ngắn mạch tại điểm N1
b. Điểm ngắn mạch N2 (xa nguồn)
Dịng ngắn mạch tại điểm N2
Dịng ngắn mạch 2 pha chạm đất trên đoạn L1:
Dịng ngắn mạch 2 pha chạm đất trên đoạn L2:
c. Điểm ngắn mạch N3 (xa nguồn)
Dịng ngắn mạch tại điểm N3
Dịng ngắn mạch 2 pha chạm đất trên đoạn L1:
Dịng ngắn mạch 2 pha chạm đất trên đoạn L2:
d. Điểm ngắn mạch N4 (xa nguồn)
Dịng ngắn mạch tại điểm N4
Dịng ngắn mạch 2 pha chạm đất trên đoạn L1:
Dịng ngắn mạch 2 pha chạm đất trên đoạn L2:
e. Điểm ngắn mạch N5 (xa nguồn)
Dịng ngắn mạch tại điểm N3
Dịng ngắn mạch 2 pha chạm đất trên đoạn L1:
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
Dịng ngắn mạch 2 pha chạm đất trên đoạn L2:
Bảng tổng hợp kết quả:
Với dịng ngắn mạch xung kích để kiểm tra ổn định động của thiết bị là:
Chọn kxk=1.8 =>
Bảng 3.4: Thơng số dịng ngắn mạch 2 pha chạm đất
Điểm
N1
N2
N3
N4
NM
N5
2.6197
1.2471
0.6904
0.5023
0.8888
6.6687
3.1746
1.7575
1.2786
2.2625
0.6034
0.3341
0.2431
0.4301
1.536
0.8505
0.6188
1.0949
0.6437
0.3564
0.2593
0.4587
1.6386
0.9072
0.6601
1.1677
3.2. Chọn kiểm tra các thiết bị đóng cắt
3.2.1. Chọn và kiểm tra máy cắt
Máy cắt dùng trọng mạng điện cao cấp để đóng cắt dịng ngắn mạch. Máy
cắt là thiết bị làm việc tin cậy nhưng giá thành cao nên chỉ dùng ở những nơi quan
trọng.
Bảng 3.5: Điều kiện chọn máy cắt
Điều kiện chọn dao cách ly
So sánh
Điện áp định mức (kV)
Dịng điện làm việc (A)
Cơng suất cắt (MVA)
Dịng ổn định nhiệt
Dịng ổn định động
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
,
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
Dựa vào điều kiện trên kết hợp tra phụ lục trang 231 Giáo trình “Thiết kế
nhà máy điện và trạm biến áp” Nguyễn Hữu Khái ta chọn các máy cắt có thơng số
như sau:
Chọn máy cắt cho đường dây cùng loại.
Bảng 3.6: Máy cắt được chọn có thơng số
Loại máy cắt
BBY110Ф
40/20
(KV)
(KV)
110
2000
40
102
40
40/3
Kiểm tra máy cắt đã chọn
Vậy máy cắt được chọn.
3.2.2. Chọn và kiểm tra dao cách li
Dao cách ly làm nhiệm vụ cách ly các bộ phận hoặc các thiết bị cần sửa chữa ra
khỏi mạng điện có điện áp để tiến hành sửa chữa, bảo dưỡng.
Chọn dao cách ly cùng loại theo điều kiện sau:
Bảng 3.7: Điều kiện chọn dao cách ly
Điều kiện chọn dao cách ly
Điện áp
Dịng điện
Ổn định nhiệt
Ổn định lực điẹn động
So sánh
Dựa vào điều kiện trên kết hợp với phụ lục sách giáo trình “thiết kế nhà máy
điện và trạm biến áp” ta chọn dao cách ly sau:
Bảng 3.8: DCL được chọn có thơng số
Loại DCL
(KV)
(A)
(KV)
(KA)
(s)
PHД31100/1000
110
2000
100
40
3
Kiểm tra DCL
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
Vậy DCL được chọn.
3.2.3. Chọn và kiểm tra thanh góp
Thanh cái là phần tử cơ bản của thiết bị phân phối, là nút của lưới điện, làm
nhiệm vụ thu nhận và phân phối năng lượng giữa nguồn và phụ tải.
Thanh góp N1:
Thanh góp N2:
Thanh góp N3:
Thanh góp N4:
Thanh cái được sử dụng là thanh dẫn bằng đơng trịn (được sơnngồi trời) –
Bảng 7.3 “Sổ tay lữa chọn và tra cứu thiết bị điện 0.4500kV” ta chọn thanh cái có
thơng số như sau.
Bảng 3.9: Thanh cái được chọn có thơng số
Dịng
Chọn thanh cái được chọn
điện
Đường kính Tiết diện Khối lượng
Itc
Ilvmax
Vật liệu
(mm)
(mm2)
(kg/m)
1
20
314
2.8
ECu F30
2
20
314
2.8
ECu F30
3
20
314
2.8
ECu F30
4
20
314
2.8
ECu F30
Dịng cho
phép (A)
629
629
629
629
3.3. Chọn kiểm tra máy biến dịng điện (CT) và máy biến điện áp (VT)
3.3.1. Chọn máy biến dịng điện CT
Vị trí đặt các CT
Hình 3.7: Vị trí đặt các CT
Bảng 3.10: Dịng điện làm việc ở chế độ cực đại như sau:
Chế độ làm việc bình thường (max)
Đường dây
Cơng suất (MVA)
Dịng điện (A)
AB1 (l1)
33.8710+19.3548i
204.7543
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
AB2 (l2)
36.1290+20.6452i
218.4045
BC (l3)
70.0000+40.0000i
423.1588
CD (l4)
35.0000+20.0000i
211.5794
Điều kiên chọn CT
Điện áp định mức (UđmCT): Điện áp định mức của máy biến dịng được chọn
phải lớn hơn hoặc bằng điện áp định mức của lưới điện: UđmCTUđmlưới
Dịng điện định mức (IđmCT): Dịng điện định mức của máy biến dịng được
chọn phải lớn hơn hoặc bằng dịng điện làm việc cưỡng bức qua CT: I1đmCTIlvcb
Phụ tải định mức (Z2đmCT): Phụ tải thứ cấp định mức của máy CTến dịng
phải lớn
hơn hay bằng tổng trở thứ cấp của CT: Z2đmCTZ2
Điều kiện ổn định lực động điện: dịng điện ổn định lực động điện của máy
biến dịng phải lớn hơn dịng ngắn mạch xung kích qua nó: kđđmI1đmixk
Điều kiện ổn định nhiệt: Dịng ổn định nhiệt của máy biến dịng phải thỏa
mãn điều kiện: (I1đmknh)2BN (BN: là xung lượng nhiệt của dịng ngắn mạch).
Lựa chọn CT
Dịng điện định mức thứ cấp CT là 5A nên chọn CT loại C tương ứng đường
B2 trên đặc tính và có thơng số trong bảng kèm theo.
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
Đồ án mơn học: Bảo Vệ Rơle
Kiểm tra CT
Đoạn CD
Chiều dài dây dẫn nối thứ cấp của CT tới rơle là 50 (m) và điện trở của dây dẫn là
0,5 ( ). Chọn rơle 7SJ511
Cơng suất 3 pha của 7SJ511: S ≤ 0,3 (MVA)
Chọn CT có tỷ số biến
Tổng trở tải phía thứ cấp CT là RS=0.3 ( )
Đối với ngắn mạch 3 pha: ZS = RS+ RL+ ZR = 0.3+ 0.5+ 0.012 = 0.812 ( )
Đối với ngắn mạch 1 pha: ZS = RS+ 2RL+ ZR = 0.3+ 2x0.5+ 0.012 = 1.312 ( )
Hiệu chỉnh Zs với giả thiết nhiệt độ tăng tới 40 oC tương ứng với hệ số hiệu chỉnh
là 1.13
=> Đối với ngắn mạch 3 pha:
=> Đối với ngắn mạch 1 pha:
Điện áp phía thứ cấp CT khi ngắn mạch lớn nhất trên thanh cái D:
Chọn CT loại C200 có ZB = 2 , 3 bộ, cấp điện áp 110 kV. IS là dịng điện ngắn
mạch tại N1 quy đổi về phía thứ cấp của CT, ZS = ZB = (RS+ 2RL+ ZR) là tổng trở thứ
cấp CT.
Đoạn BC
Chiều dài dây dẫn nối thứ cấp của CT tới rơle là 50 (m) và điện trở của dây dẫn là
0,5 ( ). Chọn rơle 7SJ511
Cơng suất 3 pha của 7SA513: S ≤ 0,3 (MVA)
Chọn CT có tỷ số biến
Tổng trở tải phía thứ cấp CT là RS=0.3 ( )
Nguyễn Đỗ Dũng – ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Thái Ngun
