Bài tập Bảo vệ relay - Phạm Vĩnh Phúc

1) 1.

2) 2.

3) 341002473: Phạm Vĩnh Phúc

Bài tập Bảo vệ relay:

I. Bảo vệ quá dòng điện 50, 51:

Cho sơ đồ mạng điện:

1694A

1

2

3

0.72S

0.41S

52

G

1000:5

50/51a

400:5

50/51b

S1

S2

S3

SC: 200A

TC: 1A

SC: 120A

TC: 1.5A

Knhạy: ~ 8.3

Knhạy: ~ 6.5

(PT)/: t = {13.5/(m-1)}.K

(PT): t = {13.5/(m-1)}.K

K = 0.4

K = 0.43 K = 0.4  t = 0.46 (s)

Khi N⁽³⁾tại tg 2 THÌ 51 t = 0.46 (s)

Khi N⁽³⁾tại tg 1 THÌ 51 t = 0.09 (s)

Khi N⁽³⁾tại tg 3 THÌ 51 t = 0.5 (s)

Khi N⁽³⁾tại tg 2 THÌ 51 t = 0.27 (s)

Có: S₁= 1,5 + j0,6 MVA;

S₂= 3 + j1,5 MVA;

S₃= 3 + j1,5 MVA

MF: x_1G= x_2G= x_0G= 1

ĐD: x_1-12= x_2-12= 4; x_0-12= 3.x_1-12=12

x_1-23= x_2-23= 5; x_0-23= 3.x_1-23=15

Kết quả tính toán ngắn mạch tại các nút:

Dòng NM trên các pha (A)

Dạng NM

Nút 2

Nút 3

N⁽³⁾

2540

1270

N⁽²⁾

N⁽¹⁾

N^(1,1)

2200

1656,7

2284

1100

793,8

1137

Bảo vệ quá dòng 51:

1) Xét relay 51b bảo vệ quá dòng cho đoạn 2-3:

a) Dòng khởi động:

K_at.K

I_k®23



^mm.I_lvmax

K_tv

P² Q₃²

3²1,5²

S₂₃

3

I_lvmax



 88(A)

3.U

.88 105,6(A)

3.22

1,2.1

1

 I_k®23

 I_k®R



I_k®23.K_s®105,6.1



1,3(A)

n_BI

80

(Chän BI 400:5 A)

KL:  Chỉnh định:

b) Độ nhạy:

I_{NMmin t¹i nót 3}

793,8

105,6

K_nh



 7,5 1,5(tháa)

I_k®23

c) Thời gian tác động:

Chọn đặc tuyến tác động của Relay 51b có phương trình:

13,5



t 

.K



m 1





I_{thùc tÕ}

m 





I_{chinh dinh}

Khi sự cố N⁽³⁾tại nút 3 thì relay 51b tác động sau t = 0,5s, khi đó ta có:

13,5



0,5 

.K



m 1

1270

 K  0,4





m 





105,6

Đặc tuyến thời gian tác động của 51b:

t (s)

51b

K = 0,4

Ikd51b

2) Xét relay 51a bảo vệ quá dòng cho đoạn 1-2:

a) Dòng khởi động:

I (A)

K_at.K

I_k®12



^mm.I_lvmax

K_tv

(P  P )² (Q₂ Q₃)²

(3 3)² (1,51,5)²

S₁₂

2

3

I_lvmax



176(A)

3.U

.176  211,2(A)

3.22

1,2.1

 I_k®12

 I_k®R



1

I_k®12.K_s®211,2.1



 2,6(A)

n_BI

80

(Chän BI 400:5 A)

b) Độ nhạy:

I_{NMmin t¹i nót 2}

1656,7

211,2

K_nh



 7,8 1,3(tháa)

I_k®12

c) Thời gian tác động:

Chọn đặc tuyến tác động của Relay 51a có phương trình:

13,5



t 

.K



m 1





I_{thùc tÕ}

m 





I_k®12

Khi sự cố N⁽³⁾tại nút 2 thì relay 51b tác động sau:

13,5

t 

.0,4  0,23(s)

2540

1

105,6

Để đảm bảo tính chọn lọc ta chọn thời gian tác động của 51a khi có N⁽³⁾tại nút 2 là

t = 0,5 (s) > 0,23 (s), khi đó ta có:

13,5

m 1

2540



0,5 

.K



 K  0,4





m 





211,2

Đặc tuyến thời gian tác động của 51a và 51b:

t (s)

51a

51b

K = 0,4

I (A)

Ikd51b

Ikd51a

Bảo vệ quá dòng cắt nhanh 50:

1) Xét relay 50b bảo vệ quá dòng cắt nhanh cho đoạn 2-3:

a) Dòng khởi động:

+ Phía sơ cấp:

(3)

I_k®23 K_at.I

1,2.1270 1524 (A)

NM t¹i nót 3

+ Phía thứ cấp:

I_k®231524

I_k®R23



=19,1(A)

n_BI

80

b) Thời gian tác động:

Chọn t = 0,02 (s)

t (s)

50b

t = 0,02s

I (A)

Ikd50b = 1524 A

c) Vùng bảo vệ của relay 50b:

U_pha

x_G x₁₂ x_2M

22.10³

(3)

NM t¹i M

Ta cã: I_k®23 I



U_pha

 x_2M

I_k®23

 x_G x₁₂

1 4  3,3

3.1524

Víi x_2M 3,3; x₂₃ 5

 Vïng b¶o vÖ cña relay 50b:

3,3

5

x_2M3,3

L_2M



 8,3(km)

x₀

x₂₃

0,4

5

L₂₃



12,5(km)

x₀0,4

2) Xét relay 50a bảo vệ quá dòng cắt nhanh cho đoạn 1-2:

a) Dòng khởi động:

+ Phía sơ cấp:

(3)

I_k®12 K_at.I

1,2.2540  3048 (A)

NM t¹i nót 2

+ Phía thứ cấp:

I_k®123048

I_k®R12



=38,1(A)

n_BI

80

b) Thời gian tác động:

Chọn t = 0,02 (s)

t (s)

50b

50a

t = 0,02s

I (A)

Ikd50b = 1524 A

Ikd50a = 3048 A

c) Vùng bảo vệ của relay 50a:

U_pha

(3)

NM t¹i N

Ta cã: I_k®12 I



x_G x_1N

22.10³

U_pha

I_k®12

 x_1N

 x_G

1 3,2

3.3048

Víi x_2M 3,2; x₂₃ 4

 Vïng b¶o vÖ cña relay 50a:

3,2

4

x_1N

3,2

L_1N



 8(km)

x₀0,4

x₂₃

4

L₂₃



10(km)

x₀0,4

1

2

3

N

M

52

G

Vùng chết

của 50a

Vùng chết

của 50b

50/51a

50/51b

S1

S2

S3

Đặc tuyến phối hợp bảo vệ của relay 50 và 51:

51a

51b

t (s)

50b

50a

t = 0,02s

I (A)

105,6 211,2

1524

3048