Đồ án Thiết kế rơ le bảo vệ cho đường dây Hòa Khánh-Huế

hứ tự nghịch. Tức là: ICNa1 = ICNa2 ă Thành phần thứ tự thuận. Theo hình 4.1 ta có - Dòng ngắn mạch thứ tự thuận tại điểm ngắn mạch là INa1. - Thành phần dòng ngắn mạch thứ tự thuận từ phía thanh cái 220kV Hoà Khánh truyền tới điểm ngắn mạch Ni là: ICNa1 = ă Thành phần thứ tự nghịch: ICNa2 = ICNa1 Từ các công thức trên ta tính được kết quả ghi trong bảng Bảng 7 : Thành phần dòng ngắn mạch thứ tự thuận, nghịch chế độ max. Vị trí NM X1N1Ni X1N5Ni INa1 ICNa1 = ICNa2 N1 0 0,06590 5,39607 4,98513 N2 0,01647 0,04941 4,10155 3,35157 N3 0,03294 0,03294 3,58166 2,54505 N4 0,04941 0,01647 3,43006 2,07180 N5 0,06590 0 3,56138 1,77159 ă Thành phần thứ tự không. Hình 5.3 X0N5Ni X0N1Ni Ni I1Nao I2Nao INa0 Theo hình 5.3 ta có: - Dòng ngắn mạch thứ tự không tại điểm ngắn mạch là INa0 - Thành phần dòng ngắn mạch thứ tự không từ phía thanh cái C truyền tới điểm ngắn mạch Ni là: ICNa0 = Từ công thức trên ta tính được các giá trị dòng ngắn mạch cho dưới dạng bảng: Bảng 8: Thành phần dòng ngắn mạch thứ tự không chế độ max. Vị trí NM X0NiNi X0N5Ni INa1=INa0 ICNa0 N1 0 0,23025 5,39607 4,67140 N2 1,20876 0,17269 4,10155 2,97864 N3 2,41752 0,11513 3,58166 2,10151 N4 3,62628 0,05757 3,43006 1,53412 N5 4,85304 0 3,56138 1,09602 Tổng hợp lại ta có: Đ Dòng ngắn mạch một pha truyền qua BV1 đến điểm ngắn mạch Ni là: IBV1 = 2´ICNa1 + ICNa0 Đ Dòng đi qua bảo vệ thứ tự không BV1 là: I0BV1 = 3´ICNa0 Đ Vậy từ bảng 7 và bảng 8 ta có bảng kết quả dòng ngắn mạch truyền qua bảo vệ BV1 khi có ngắn mạch tại Ni như sau: Bảng 9: Dòng ngắn mạch 1 pha chế độ max qua bảo vệ BV1 Vị trí NM ICNa1 ICNa0 IBV1 IBV1(kA) I0BV1 I0BV1(kA) N1 4,98513 4,67140 14,64166 3,675377 14,0142 3,51787 N2 3,35157 2,97864 9,68178 2,430338 8,93592 2,24311 N3 2,54505 2,10151 7,19161 1,805251 6,30453 1,58257 N4 2,07180 1,53412 5,67772 1,425232 4,60236 1,15529 N5 1,77159 1,09602 4,6392 1,164541 3,28806 0,82537 B. Điểm ngắn mạch N6, N7 1. Điểm ngắn mạch N6 Ngắn mạch tại N6 là ngắn mạch tại thanh cái 110kV trạm biến áp T1. ĐTrong phần tính ngắn mạch 3 pha ta đã tính được tổng trở thứ tự thuận, thứ tự nghịch của toàn hệ thống điện đến điểm ngắn mạch N6 trong chế độ max là: = 0,18875 Hình 5.4 N6 Đ Sơ đồ thay thế thứ tự không khi ngắn mạch tại N6 là: Các kí hiệu điện kháng đã trình bày như ở phần trên. Có X14 = X7 + X8 = 0,10528 + 0,17728 = 0,28256 Biến đổi D X9, X11, X14 đ U X22, X23, X24 Có D = X9 + X11 + X14 = 0,07750 + 0,04112 + 0,28256 = 0,40118 X22 = X23 = X24 = Từ đó ta được sơ đồ như hình 5.5 Có Xtd1 = X22 nt [ (X23 nt X10) // (X24 nt X12) ] nt X5 Xtd1 = 0,05458 + Hình 5.5 N6 Xtd2 = X6 = 0,17728 Điện kháng thứ tự không của toàn hệ thống điện tính đến điểm ngắn mạch N6 là: = Xtd1 // Xtd2 = Điện kháng tổng tính đến điểm ngắn mạch N6 trong ngắn mạch N(1) là: = 2´ + =2´0,18875 + 0,11055 = 0,48805 Dòng ngắn mạch một pha các thành phần tại điểm ngắn mạch N6 là: INa1 =INa2 = INa0 = ĐDòng ngắn mạch thứ tự thuận, thứ tự nghịch tại điểm ngắn mạch N6 chính là dòng thứ tự thuận, thứ tự nghịch từ phía thanh cái B truyền tới N6: ị I1BN6 = I2BN6 = 2,04899 ĐTừ sơ đồ hình 5.5, với dòng ngắn mạch thứ tự không tại N6 là INa0 = 2,04899 ta dễ dàng tính đựoc dòng ngắn mạch thứ tự không từ phía thanh cái B (thanh cái 220kV Huế) truyền đến điểm ngắn mạch N6 là: I0BN6 = Dòng ngắn mạch một pha truyền từ phía thanh cái B tới điểm ngắn mạch N6 là: IBN6 = 2´I1BN6 + I0BN6 = 2´2,04899 + 0,77130 = 4,86928 Đ Dòng ngắn mạch một pha chạy qua bảo vệ BV3 đặt tại phía cao áp trạm biến áp T1 khi có ngắn mạch một pha tại N6 trong chế độ max là: IBV3 =IBN6 = 4,86928 ị IBV3 (kA) = kA Đ Dòng ngắn mạch thứ tự không qua BV3 trong chế độ max: I0BV3 = 3´I0BN6 = 3´0,77130 = 2,31390 2. Điểm ngắn mạch N7. Ngắn mạch tại N7 là ngắn mạch trên đường dây Đà Nẵng-Huế với: Chiều dài đoạn đường dây tính từ thanh cái A đến điểm ngắn mạch N7 là: lAN7 = 24,5km ; chiều dài đoạn đường dây tính từ thanh cái B đến điểm ngắn mạch N7 là: lAN7 = 73,5km. ĐTrong phần tính ngắn mạch 3 pha ta đã tính được tổng trở thứ tự thuận, thứ tự nghịch của toàn hệ thống điện đến điểm ngắn mạch N7 trong chế độ max là: = 0,06166 Đ Điện kháng thứ tự không Điện kháng thứ tự không đoạn đường dây AN7 là: X0AN7 = 1,45´24,5´ Điện kháng thứ tự không đoạn đường dây BN7 là: X0BN7 = 1,45´73,5´ X0AN7 + X0BN7 = X12 = 0,26862 là điện kháng thứ tự không của đường dây Đà Nẵng-Huế. Đ Sơ đồ thay thế thứ tự không khi ngắn mạch tại N7 như hình 5.6 Các kí hiệu điện kháng đã trình bày như ở phần trên Hình 5.6 N7 Có X13 = X5 + X6 = X14 = X7 + X8 = 0,10528 + 0,17728 = 0,28256 Biến đổi D X9, X11, X14 đ U X22, X23, X24 Có D = X9 + X11 + X14 = 0,07750 + 0,04112 + 0,28256 = 0,40118 X22 = X23 = X24 = Hình 5.7 N7 Từ đó ta được sơ đồ: X25 = X12 + X24 = 0,02896 + 0,23025 = 0,25921 X26 = X23 + X0AN7 = 0,00794 + 0,06716 = 0,0751 Biến đổi D X22, X25, X13 đ U X27, X28, X29 D = X22 + X25 + X13 = 0,05458 + 0,25921 + 0,28256 = 0,59635 X27 = X28 = X29 = Hình 5.8 N7 Ta được sơ đồ sau: Có Xtd1 = X29 + X0BN7 = 0,12282 + 0,20148 = 0,3243 Xtd2 = X28 + X26 = 0,02372 + 0,0751 = 0,09882 Điện kháng thứ tự không của toàn hệ thống điện tính đến điểm ngắn mạch N7 là: = X33 + Xtd1 // Xtd2 = 0,02586 + Điện kháng tổng tính đến điểm ngắn mạch N7 trong ngắn mạch N(1) là: = 2´ + = 2´0,06166 + 0,1016 = 0,22492 Dòng ngắn mạch một pha các thành phần tại điểm ngắn mạch N7 là: INa1 =INa2 = INa0 = Ta đi tính các dòng ngắn mạch thành phần chạy qua bảo vệ BV6 khi ngắn mạch tại N7. Đ Thành phần thứ tự thuận, thứ tự nghịch. Dòng ngắn mạch thứ tự thuận, thứ tự nghịch tại điểm ngắn mạch N7 là: INa1 = INa2 = 4,44603 E INa1 N7 A B Hình 5.3 C Từ hình 5.3 ta dễ dàng tính được: Dòng ngắn mạch thứ tự thuận, thứ tự nghịch chạy từ phía thanh cái Huế đến điểm ngắn mạch N7 là: I1BN7 = I2BN7 = Đ Thành phần thứ tự không. Dòng ngắn mạch thứ tự không tại điểm ngắn mạch N7 là INa0 = 4,44603. Hình 5.8 N7 Theo sơ đồ hình 5.8 ta tính được. Dòng ngắn mạch thứ tự không từ phía thanh cái 220kV Huế truyền đến điểm ngắn mạch N7 là: I0BN7 = I0BN7 = Dòng ngắn mạch một pha truyền từ phía thanh cái B tới điểm ngắn mạch N7 là: IBN7 = 2´I1BN7 + I0BN7 = 2´0,55291 + 1,03837 = 2,14419 Đ Dòng ngắn mạch một pha chạy qua bảo vệ BV6 đặt trên đường dây 220kV Đà Nẵng-Huế về phía thanh cái 220kV Huế khi có ngắn mạch tại N7 trong chế độ max là: IBV6 = IBN7 = 2,14419 ị IBV6 (kA) = kA Đ Dòng ngắn mạch đi qua bảo vệ thứ tự không BV6 khi có ngắn mạch một pha tại N7 trong chế độ max là: I0BV6 = 3´I0BN7 = 3´1,03873 = 3,11619 ị I.5.2. chế độ cực tiểu A.ngắn mạch trên đường dây hòa khánh-huế 1.Tính điện kháng thứ tự không. X0CNi Hình 5.9 X0BNi Ni B A C Khi xảy ra ngắn mạch tại điểm Ni trên đoạn đường dây Hoà Khánh - Huế thì ta có sơ đồ thay thế thứ tự không là: Với X30 = 0,14865 là điện kháng thứ tự không của hệ thống điện trong chế độ min. Các kí hiệu cũng như giá trị của các điện kháng khác như trong chế độ max. Thu gọn sơ đồ trên ta được. X13 = X14 = X5 + X6 = X7 + X8 = 0,10528 + 0,17728 = 0,28256. Biến đổi D X30, X11, X14 đ U X31, X32, X33 Có D = X30 + X11 + X14 = 0,14865 + 0,04112 + 0,26862 = 0,45839 X31 = X32 = X33 = Ta thu được sơ đồ: X0CNi X0BNi Ni Hình 5.10 X34 = X32 + X10 = 0,01334 + 0,26862 = 0,28196 Biến đổi D X31, X34, X13 đ U X35, X36, X37 Có D = X31 + X34 + X13 = 0,09163 + 0,28196 + 0,28256 = 0,65615 X35 = X36 = Hình 5.11 X0BNi X0CNi Ni X37 = Ta thu được sơ đồ: Từ sơ đồ trên có thể thấy: Điện kháng thứ tự không của toàn hệ thống điện tính đến điểm ngắn mạch Ni là: X35 nt [ ( X36 + X33 + X0CNi ) // ( X37 + X0BNi ) ] Từ công thức trên dễ ràng tính được điện kháng thứ tự không của toàn hệ thống điện tính đến điểm ngắn mạch Ni trong chế độ cực tiểu, kết quả cho ở bảng sau: Bảng 10: Điện kháng thứ tự không trong chế độ hệ thống cực tiểu. Điểm NM X0CNi X0BNi N1 0 0,23025 0,09413 N2 0,05756 0,17268 0,12584 N3 0,11512 0,11512 0,14163 N4 0,17268 0,05756 0,14151 N5 0,23025 0 0,12547 2. Điện kháng thứ tự thuận và điện kháng thứ tự nghịch. Tổng trở thứ tự thuận và thứ tự nghịch của toàn hệ thống điện tính đến điểm ngắn mạch Ni chế độ min, đã được tính trong phần tính ngắn mạch 3 pha, kết quả được ghi trong bảng 11: Bảng 11:Điện kháng thứ tự thuận, thứ tự nghịch trong chế độ hệ thống cực tiểu Vị trí NM X1CNi X1BNi N1 0 0,06590 0,07363 N2 0,01647 0,04941 0,08578 N3 0,03294 0,03294 0,09453 N4 0,04941 0,01647 0,09972 N5 0,06590 0 0,10140 3. Tính dòng ngắn mạch một pha. Đ Tương tự như trong chế độ max, và dựa vào bảng 10 và bảng 11, ta có bảng tổng hợp kết quả tính ngắn mạch một pha trong chế độ max như sau: Bảng 12: Các thành phần dòng ngắn mạch 1 pha trong chế độ hệ thống cực tiểu Vị trí NM INa1 = INa0 N1 0,07363 0,09413 0,24139 4,14267 N2 0,08578 0,12584 0,29740 3,36247 N3 0,09453 0,14163 0,33069 3,02398 N4 0,09972 0,14151 0,34095 2,93298 N5 0,10140 0,12547 0,32827 3,04627 E Ni X1CNi X1BNi Hình 4.1 C B A Thành phần thứ tự thuận. Theo sơ đồ hình 4.1 ta có: - Dòng ngắn mạch thứ tự thuận tại điểm ngắn mạch là INa1. - Thành phần dòng ngắn mạch thứ tự thuận từ phía thanh cái C truyền tới điểm ngắn mạch Ni là: ICNa1 = ICNa1 = Từ công thức trên ta tính được kết quả ghi trong bảng sau: Bảng 13 : Thành phần dòng ngắn mạch thứ tự thuận chế độ hệ thống cực tiểu. Vị trí NM X1CNi X1BNi INa1=INa0 ICNa1 N1 0 0,06590 4,14267 3,82718 N2 0,01647 0,04941 3,36247 2,74763 N3 0,03294 0,03294 3,02398 2,14878 N4 0,04941 0,01647 2,93298 1,77155 N5 0,06590 0 3,04627 1,51535 Thành phần thứ tự không. Hình 5.11 X0BNi X0CNi Ni Theo sơ đồ hình 5.11 ta có: - Dòng ngắn mạch thứ tự không tại điểm ngắn mạch là INa0. - Thành phần dòng ngắn mạch thứ tự không từ phía thanh cái C truyền tới điểm ngắn mạch Ni là: ICNa0 = Từ công thức trên ta tính được các giá trị dòng ngắn mạch cho dưới dạng bảng sau: Bảng 14: Thành phần dòng ngắn mạch thứ tự không chế độ hệ thống cực tiểu. Vị trí NM X0CNi X0BNi INa1=INa0 ICNa0 N1 0 0,23025 4,14267 3,49869 N2 1,20876 0,17269 3,36247 2,37497 N3 2,41752 0,11513 3,02398 1,71787 N4 3,62628 0,05757 2,93298 1,26075 N5 4,85304 0 3,04627 0,88828 Đ Dòng ngắn mạch một pha qua BV1 khi có ngắn mạch một pha tại Ni là: IBV1 = 2´ICNa1 + ICNa0 Đ Dòng qua bảo vệ thứ tự không BV1 khi có ngắn mạch một pha tại Ni là: I0BV1 = 3´ICNa0 Đ Vậy từ bảng 13 và bảng 14 ta có bảng kết quả dòng dòng qua bảo vệ BV1 khi có ngắn mạch một pha trên đường dây Hòa Khánh-Huế như sau: Bảng 15: Kết quả tính ngắn mạch 1 pha chế độ hệ thống cực tiểu. Vị trí NM ICNa1 ICNa0 IBV1 IBV1(kA) I0BV1 I0BV1(kA) N1 3,82718 3,49869 11,15305 2,79966 10,49607 2,63474 N2 2,74763 2,37497 7,87023 1,97560 7,12491 1,78851 N3 2,14878 1,71787 6,01543 1,51000 5,15361 1,29367 N4 1,77155 1,26075 4,80385 1,20587 3,78225 0,94943 N5 1,51535 0,88828 3,91898 0,98375 2,66484 0,66893 B. Điểm ngắn mạch N6, N7 1. Điểm ngắn mạch N6 Ngắn mạch tại N6 là ngắn mạch tại thanh cái 110kV trạm biến áp T1. ĐTrong phần tính ngắn mạch 3 pha ta đã tính được tổng trở thứ tự thuận, thứ tự nghịch của toàn hệ thống điện đến điểm ngắn mạch N6 trong chế độ min là: = 0,20668 Hình 5.12 N6 Đ Sơ đồ thay thế thứ tự không khi ngắn mạch tại N6 là: X30 = 0,14865 là điện kháng thứ tự không của hệ thống trong chế độ min. Các kí hiệu điện kháng khác đã trình bày như ở phần trên. Có X14 = X7 + X8 = 0,10528 + 0,17728 = 0,28256 Biến đổi D X30, X11, X14 đ U X31, X32, X33 Có D = X30 + X11 + X14 = 0,14865 + 0,04112 + 0,28256 = 0,47233 X31 = X32 = X33 = Từ đó ta được sơ đồ 5.13 sau: Hình 5.13 N6 Có Xtd1 = X31 nt [ (X32 nt X10) // (X33 nt X12) ] nt X5 Xtd1 = 0,08893 + Xtd1 = 0,32798 Xtd2 = X6 = 0,17728 Điện kháng thứ tự không của toàn hệ thống điện tính đến điểm ngắn mạch N6 là: = Xtd1 // Xtd2 = Điện kháng tổng tính đến điểm ngắn mạch N6 trong ngắn mạch N(1) là: = 2´ + =2´0,20668 + 0,11058 = 0,52394 Dòng ngắn mạch một pha các thành phần tại điểm ngắn mạch N6 là: INa1 =INa2 = INa0 = ĐDòng ngắn mạch thứ tự thuận, thứ tự nghịch tại điểm ngắn mạch N6 chính là dòng thứ tự thuận, thứ tự nghịch từ phía thanh cái B truyền tới N6 tức là: I1BN6 = I2BN6 = 1,90862 ĐTừ sơ đồ hình 5.13, với dòng ngắn mạch thứ tự không tại N6 là INa0 = 1,90862 ta dễ dàng tính được dòng ngắn mạch thứ tự không từ phía thanh cái B truyền đến điểm ngắn mạch N6 là: I0BN6 = Dòng ngắn mạch một pha truyền từ phía thanh cái B tới điểm ngắn mạch N6 là: IBN6 = 2´I1BN6 + I0BN6 = 2´1,90862 + 0,66968 = 4,48692 Đ Dòng ngắn mạch một pha chạy qua bảo vệ BV3 đặt tại phía cao áp trạm biến áp T1 khi có ngắn mạch một pha tại N6 trong chế độ max là: IBV3 =IBN6 = 4,48692 ị IBV3 (kA) = kA Đ Dòng ngắn mạch chạy qua bảo vệ thứ tự không BV3 trong chế độ min là: I0BV3 = 3´I0BN6 = 3´0,66968 = 2,00904 ị 2. Điểm ngắn mạch N7 Ngắn mạch tại N7 là ngắn mạch trên đường dây Đà Nẵng-Huế với: Chiều dài đoạn đường dây tính từ thanh cái A đến điểm ngắn mạch N7 là: lAN7 = 24,5km ; chiều dài đoạn đường dây tính từ thanh cái B đến điểm ngắn mạch N7 là: lAN7 = 73,5km. ĐTrong phần tính ngắn mạch 3 pha ta đã tính được điện kháng thứ tự thuận, thứ tự nghịch của toàn hệ thống điện đến điểm ngắn mạch N7 trong chế độ min là: = 0,07959 Hình 5.14 N7 A B C Đ Sơ đồ thay thế thứ tự không khi ngắn mạch tại N7 như hình 5.14 Các kí hiệu điện kháng đã trình bày như ở phần trên. Điện kháng thứ tự không đoạn đường dây AN7 là: X0AN7 = 1,45´24,5´ Điện kháng thứ tự không đoạn đường dây BN7 là: X0BN7 = 1,45´73,5´ X0AN7 + X0BN7 = X12 = 0,26862 là điện kháng thứ tự không của đường dâyAB Có X13 = X5 + X6 = X14 = X7 + X8 = 0,10528 + 0,17728 = 0,28256 Biến đổi D X30, X11, X14 đ U X31, X32, X33. Có D = X30 + X11 + X14 = 0,14865 + 0,04112 + 0,28256 = 0,47233 X31 = X32 = X33 = Hình 5.15 N7 Từ đó ta được sơ đồ: X34 = X33 + X12 = 0,0246 + 0,23025 = 0,25485 X35 = X32 + X0AN7 = 0,01294 + 0,06716 = 0,0801 Biến đổi D X31, X34, X13 đ U X36, X37, X38 Có D = X31 + X34 + X13 = 0,08893 + 0,25485 + 0,28256 = 0,62634 X36 = X37 = Hình 5.16 N7 X38 = Ta được sơ đồ sau: Có Xtd1 = X38 + X0BN7 = 0,11497 + 0,20148 = 0,31645 Xtd2 = X37 + X35 = 0,03618 + 0,0801 = 0,11628 Điện kháng thứ tự không của toàn hệ thống điện tính đến điểm ngắn mạch N7 là: = X36 + Xtd1 // Xtd2 = 0,04012 + Điện kháng tổng tính đến điểm ngắn mạch N7 trong ngắn mạch N(1) là: = 2´ + =2´0,07959 + 0,12515 = 0,28433 Các thành phần dòng ngắn mạch một pha tại điểm ngắn mạch N7 là: INa1 =INa2 = INa0 = Ta đi tính các dòng ngắn mạch thành phần chạy qua bảo vệ BV6 khi ngắn mạch tại N7. Đ Thành phần thứ tự thuận, thứ tự nghịch. Dòng ngắn mạch thứ tự thuận, thứ tự nghịch tại điểm ngắn mạch N7 là: INa1 = INa2 = 3,51699 E INa1 Hình 4.3 N7 A B C Từ hình 4.3 ta dễ dàng tính được: Dòng ngắn mạch thứ tự thuận, thứ tự nghịch chạy từ phía thanh cái Huế đến điểm ngắn mạch N7 là: Đ Thành phần thứ tự không. Dòng ngắn mạch thứ tự không tại điểm ngắn mạch N7 là :INa0 = 3,51699 Hình 5.16 N7 Theo sơ đồ hình 5.16 ta tính được. Dòng ngắn mạch thứ tự không từ phía thanh cái 220kV Huế truyền đến điểm ngắn mạch N7 là: I0BN7 = I0BN7 = Dòng ngắn mạch một pha truyền từ phía thanh cái B tới điểm ngắn mạch N7 là: IBN7 = 2´I1BN7 + I0BN7 = 2´0,43738 + 0,94506 = 1,81982 Đ Dòng ngắn mạch một pha chạy qua bảo vệ BV6 đặt trên đường dây AB phía thanh cái B khi có ngắn mạch tại N7 trong chế độ min là: IBV6 = IBN7 = 1,81982 ị IBV6 (kA) = kA Đ Dòng ngắn mạch qua bảo vệ thứ tự không BV6 khi có ngắn mạch một pha tại N7 trong chế độ min là: 3´I0BN7 = 3´0,94506 = 2,83518 ị Kết quả Đ Dòng ngắn mạch (kA) qua bảo vệ BV1 khi có ngắn mạch trên đường dây Hòa Khánh-Huế và đồ thị của chúng: Bảng 16: Dòng ngắn mạch qua bảo vệ BV1 Vị trí NM Chế độ max Chế độ min 3 pha 1 pha 3 pha 1 pha N1 4,16316 3,675377 3,14942 2,79966 N2 3,02090 2,430338 2,39157 1,97560 N3 2,32876 1,805251 1,88707 1,51000 N4 1,85404 1,425232 1,52067 1,20587 N5 1,49603 1,164541 1,23149 0,98375 N1 N2 N3 N4 N5 Hòa Khánh Huế 0 1 2 3 4 4.5 0 21 42 63 84 I(kA) l(km) Đồ thị dòng ngắn mạch qua BV1 khi có ngắn mạch dọc theo chiều dài đường dây Hòa Khánh-Huế Đ Dòng ngắn mạch qua bảo vệ thứ tự không (kA) BV1 khi có ngắn mạch một pha trên đường dây Hòa Khánh-Huế và đồ thị của chúng: Bảng 17: Dòng ngắn mạch qua bảo vệ thứ tự không BV1 Vị trí NM N1 N2 N3 N4 N5 max 3,51787 2,24311 1,58257 1,15529 0,82537 min 2,63474 1,78851 1,29367 0,94943 0,66893 Đồ thị dòng qua bảo vệ thứ tự không BV1 khi có ngắn mạch một pha dọc theo chiều dài đường dây Hòa Khánh-Huế 0 1 2 3 4 0 21 42 63 84 l(km) I(kA) N1 N2 N3 N4 N5 Hòa Khánh Huế Ngoài ra còn có các giá trị dòng ngắn mạch qua các bảo vệ BV3 khi có ngắn mạch tại N6, và qua BV6 khi có ngắn mạch tại N7 là: Đ Ngắn mạch 3 pha: - Chế độ max IBV3 = 1,32992 kA ( N6) IBV6 = 0,50628 kA (N7) - Chế độ min IBV3 = 1,21454 kA ( N6) IBV6 = 0,39222 kA (N7) Đ Ngắn mạch 1 pha: - Chế độ max IBV3 = 1,22230 kA ( N6) IBV6 = 0,52824 kA (N7) I0BV3 = 0,58084 kA ( N6) I0BV6 = 0,78222 kA (N7) - Chế độ min IBV3 = 1,12631 kA ( N6) IBV6 = 0,45681 kA (N7) I0BV3 = 0,50431 kA ( N6) I0BV6 = 0,71169 kA (N7) Chương II: tìm hiểu rơle 7sa511 của hãng siemens 1. Hoạt động của thiết bị hoàn chỉnh Rơle số 7SA511 dùng để bảo vệ đường dây, được trang bị bộ vi xử lý mạnh 16-bit. Toàn bộ quá trình xử lý từ thu thập dữ liệu, cho tới việc gửi các tín hiệu cắt tới máy cắt đều thực hiện bằng các tín hiệu số. Bộ ME có chức năng chuyển đổi các giá trị dòng áp lấy từ các máy biến dòng điện, biến điện áp, thành các mức phù hợp với quá trình xử lý bên trong của thiết bị. Máy biến áp đầu vào này cho phép cách ly, và do vậy ngăn chặn nhiễu từ mạng điện bên ngoài với toàn bộ quá trình xử lý bên trong của thiết bị. Các bộ lọc được chọn phù hợp về mặt dải tần và tốc độ xử lý các giá trị đo được. Các giá trị tương tự thích hợp sau đó được đưa vào bộ đầu vào tương tự AE Bộ đầu vào AE gồm các bộ khuyếch đại đầu vào, lấy mẫu và các phần tử giữ (định vị) cho mỗi đầu vào, bộ chuyển đổi tương tự-số (ADC) và mạch nhớ để truyền dữ liệu tới bộ vi xử lý. Ngoài việc điều khiển và giám sát các giá trị đo được, bộ vi xử lý còn xử lý các chức năng bảo vệ. Cụ thể là: Lọc và tính toán các giá trị đo được. Liên tục tính toán để phát hiện sự cố Xác định pha sự cố trong trường hợp sự cố So sánh các giá trị chỉnh định và trình tự thời gian Điều khiển các tín hiệu và trình tự cho bảo vệ liên động, tự động đóng lại… Đưa ra các lệnh đóng và ngắt Lưu trữ các giá trị dòng và áp tức thời trong quá trình sự cố để phục vụ việc phân tích Các tính hiệu nhị nối đến bộ vi xử lý qua các phần tử vào/ra. Thông qua bộ lọc đầu vào, thiết bị bảo vệ biết được trạng thái của hệ thống đóng cắt hoặc nhận tín hiệu khoá. Bộ đầu ra bao gồm các lệnh cắt gửi tới máy cắt, tín hiệu cho bộ điều khiển từ xa các sự kiện quan trọng, cũng như cho các đèn chỉ thị (LEDs) và màn hình hiện thị tinh thể lỏng, cho phép giao tiếp với rơle. Mọi thông số làm việc như các giá trị chỉnh định, các thông số của đối tượng được bảo vệ được đưa vào bộ bảo vệ từ bàn phímnày. Sử dụng bàn phím và màn hình tinh thể lỏng, các dữ liệu có thể được lấy ra để đánh giá sự cố. Giao tiếp với rơle có thể được thực hiện qua màn hình phía trước rơle hoặc một máy tính cá nhân nối với cổng nối tiếp ở phía trước rơle. Bằng cách khác (thông qua cổng nối tiếp thứ hai), các thông tin về sự cố có thể được truyền tới trung tâm xử lý. Khi đối tượng được bảo vệ ở chế độ làm việc bình thường, các giá trị vận hành cũng có thể được truyền đi (ví dụ: dòng tải). Giao diện thứ hai cũng có tính chất cách ly và ngăn chặn nhiễu từ bên ngoài tuân theo các tiêu chuẩn của IEC 255 và VDE 0435 mục 303. Nếu có yêu cầu, nhà cung cấp sẽ cấp giao diện cho phép truyền thông tin bằng cáp quang. Bộ nguồn cung cấp của thiết bị, tạo ra các nguồn ở nhiều mức điện áp khác nhau phù hợp với các khối chức năng của thiết bị: +24V được sử dụng cho đầu ra của rơle, ±15V cho đầu vào tương tự , trong khi bộ vi xử lý chỉ cần cấp nguồn điện áp +5V. Các sự cố thoáng qua trong nguồn nuôi lên tới 50ms, có thể xảy ra trong trường hợp ngắn mạch ở hệ thống cấp nguồn 1 chiều của trạm, sẽ được khắc phục bởi phần tử duy trì điện áp một chiều. 2. Đặc tính cắt Các vùng cắt của rơle bảo vệ đường dây 7SA511 có đặc tính đa giác, được xác định bởi đặc tính hướng và các giá trị điện trở, điện kháng. Điện kháng X và điện trở R có thể được chỉnh định một cách riên rẽ và độc lập lẫn nhau. Ngoài ra, R còn được chỉnh định riêng rẽ cho sự cố pha-pha và cho sự cố pha-đất, vì vậy cho phép mở rộng vùng sự cố theo hướng tăng điện trở nếu xảy ra sự cố với đất. Như trên hình 2, đặc tính đó của rơle có thể được chỉnh định một cách độc lập Vùng 1 (vùng cắt nhanh Z1): với các thông số được chỉnh định như sau: X1 Điện kháng chỉnh định cho vùng 1. R1 Điện trở sự cố pha-pha chỉnh định cho vùng 1. R1E Điện trở sự cố pha-đất chỉnh định cho vùng 1. T1 T1= 0 hoặc có thời gian trễ nếu cần, chỉnh định thời gian riêng rẽ cho sự cố một pha và sự cố nhiều pha Vùng 2 (vùng dự phòng trễ Z2): với các thông số được chỉnh định như sau: X2 Điện kháng chỉnh định cho vùng 2. R2 Điện trở sự cố pha-pha chỉnh định cho vùng 2. R2E Điện trở sự cố pha-đất chỉnh định cho vùng 2. T2 Thời gian trễ (Dt), chỉnh định thời gian riêng rẽ cho sự cố một pha và sự cố nhiều pha Vùng 3 (vùng dự phòng trễ Z3): với các thông số được chỉnh định như sau: X3 Điện kháng chỉnh định cho vùng 3. R3 Điện trở sự cố pha-pha chỉnh định cho vùng 3. R3E Điện trở sự cố pha-đất chỉnh định cho vùng 3. T3 Thời gian trễ (Dt) Bên cạnh những vùng bảo vệ độc lập trên, 2 vùng điều khiển sẵn sàng sử dụng trong những điều kiện logic cụ thể. Vùng bảo vệ Z1B cho các mục đích dài, ví dụ: dùng cho bảo vệ liên động, tự động đóng lại hoặc điều khiển bằng đầu vào nhị phân, có thể được chỉnh định như sau: X1B Điện kháng chỉnh định. R1B Điện trở sự cố pha-pha. R1BE Điện trở sự cố pha-đất . T1B T1B = 0 hoặc thời gian trễ, nếu yêu cầu, chỉnh định thời gian riêng rẽ cho sự cố một pha và sự cố nhiều pha Vùng bảo vệ Z1L, dùng cho tự động đóng lại nhiều lần (lần 2 trở đi gọi là DAR), hoặc điều khiển bằng đầu vào nhị phân, có thể được chỉnh định như sau: X1L Điện kháng chỉnh định. R1L Điện trở sự cố pha-pha R1LE Điện trở sự cố pha-đất T1L T1L = 0 hoặc thời gian trễ, nếu yêu cầu Tất cả các vùng bảo vệ trên, đều có thể được chỉnh định theo chiều thuận, nghịch, hoặc không theo chiều nào cả Hình 2 chỉ ra đặc tính cắt của bảo vệ khoảng cách. Để đơn giản, chỉnh định độc lập điện trở R trong sự cố với đất chỉ được miêu tả trong vùng 1, vùng Z1L cũng được đơn giản do lý do tương tự X+A X-A R 450 Hình 3 : Đặc tính vùng phát hiện sự cố RA1 RA2 RAE Forwards direction Ngoài ra, vùng có hướng và vùng không hướng luôn sẵn sàng sử dụng. Đặc tính và phạm vi của chúng được xác định bởi việc lựa chọn nguyên lý phát hiện sự cố. Nếu chọn nguyên lý phát hiện sự cố tổng trở, vùng phát hiện sự cố ZA được sử dụng, như hình 3. Giới hạn của vùng phát hiện sự cố đối với các nguyên lý phát hiện sự cố khác phụ thuộc vào chính đặc tính đó (ví dụ tỉ lệ tổng trở), vì vậy chúng không có hình dạng cố định trên hệ trục R-X. 3. Logic cắt Khi rơle phát hiện được sự cố, thời gian trễ được khởi động. Tổng trở của mạch vòng sự cố, được so sánh với ngưỡng chỉnh định của các vùng bảo vệ. Tín hiệu cắt xảy ra khi tổng trở đo được nằm trong phạm vi của vùng bảo vệ ứng với thời gian trễ đã được đặt, và chiều sự cố tuân theo chiều đã chỉnh định cho vùng đó. Như vùng Z1 (và Z1B), thời gian trễ là xấp xỉ không, tín hiệu cắt nhanh sẽ được đưa ra nếu như đường dây sự cố nằm trong vùng này. Sự ghi lại tự động các giá trị đo được trở nên có hiệu quả, gần với điểm cân bằng để mà ngăn chặn bất kỳ sự vượt qua giá trị tới hạn thoáng qua. Điều này có thể dẫn đến sự gia tăng nhẹ trong thời gian phản ứng. ở trạng thái Z1 và Z1B, sự cố một pha có thể được cắt bởi một pha máy cắt. Điều này luôn luôn có ý nghĩa khi mà hệ thống thực hiện yêu cầu tự động đóng lại một pha. Sự cố nhiều pha luôn luôn dẫn đến cắt cả 3 pha. Nếu chức năng tự động đóng lại không kịp thời thực hiện quá trình tự đóng lại, 3 pha máy cắt sẽ được cắt ra. Nếu tự đóng lại một pha không sẵn sàng sử dụng, mỗi lần tự động đóng lại một pha cũng tương tự như tự động đóng lại 3 pha. Nếu chức năng tự đóng lại bên ngoài của rơle được sử dụng, lệnh cắt có thể là một cặp: 3 pha và truyền tới đầu vào nhị phân. Hơn nữa, đầu vào nhị phân phía ngoài có thể dùng để đóng cắt vùng Z1B Hình 4 dưới đây minh họa sơ đồ khối của logic cắt Tổ hợp khoá-sự cố-logic có thể được chỉnh định để làm khởi động cả vùng Z1B (thông thường là có hướng) hoặc phát hiện sự cố (không hướng và không có thời gian trễ). Hình 4 chỉ ra cả 2 khả năng trên. Khi có