ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG
1
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
MỤC LỤC
3
LỜI MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 4
1.1. Hệ thống 4
1.2. Máy biến áp 4
1.3. Đường dây 4
1.4. Phụ tải 4
1.5. Đặc tính rơ le 4
CHƯƠNG 2:TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH
5
2.1. Ch
ọn tỉ số biến BI
5
2.1.1. Chọn tỉ số biến đổi BI2 5
2.1.2 Chọn tỉ số biến đổi BI1 5
2.2. Tính toán các thông số ban đầu 5
2.3 Chọn vị trí tính điểm ngắn mạch 7
2.4. Tính toán ngắn mạch chế độ phụ tải cực đại với 2 MBA làm việc song song 7
2.4.1. Tính ngắn mạch tại điểm N1 8
2.4.2. Tính ngắn mạch tại điểm N8 10
2.4.3. Tính ngắn mạch tại điểm N15 12
2.5. Tính toán ng
ắn mạch chế độ phụ tải cực tiểu với 1 MBA làm việc
16
2.5.1. Tính ngắn mạch tại điểm N1 16
2.5.2. Tính ngắn mạch tại điểm N8 18
2.5.3. Tính ngắn mạch tại điểm N15 20

điện c
ũng đóng vai trò r
ất quan trọng trong hệ thống điện. Do nhu cầu về điện năng
ngày càng tăng, hệ thống điện ngày càng được mở rộng, phụ tải tiêu thụ tăng thêm
c
ũng đ
ồng ngh
ĩa v
ới việc khả năng xảy ra sự cố như chạm chập, ngắn mạch c
ũng
tăng theo. Chính v
ì v
ậy ta cần thiết kế những thiết bị có khả năng giảm thiểu, ngăn
chặn các hậu quả của sự cố có thể gây ra. Một trong những thiết bị phổ biến để thực
hiện chức năng đó là rơle.
Qua môn bảo vệ rơle chúng ta có thể xây dựng cho mình những kiến thức để
có thể bảo vệ được hệ thống điện trước các hậu quả do sự cố trong hệ thống gây ra
và đảm bảo cho hệ thống làm việc an toàn, phát triển liên tục bền vững
Trong quá trình làm
đ
ồ án này, em đ
ã nh
ận được sự giúp đỡ nhiệt tình của
các thầy cô bộ môn, đặc biệt là của cô giáo Th.S Trần Thị Kim Hồng. Dù đ
ã r
ất cố
gắng nhưng do kiến thức của em còn hạn chế, kinh nghiệm tích l
ũy còn ít nên b
ản
đồ án khó tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được sự đánh giá, nhận xét,

= 0.8 X
1H
1.2. Máy biến áp
S = 2*25 MVA
U
1
/U
2
= 110/22 KV ,U
k
%= 12%
1.3. Đường dây
Đư
ờng
dây
Lo
ại dây dẫn
Chi
ều dài
(km)
Z
0
(
Ω/km)
Z
1
(
Ω/km)
D1
AC-120

D
t t
I


S
N
D1: AC-120
Pt1
D2: AC-70
Pt2
2x25MVA
110/22kv
ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG
5
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
CHƯƠNG 2:TÍNH TOÁN NG
ẮN MẠCH
2.1. Ch
ọn tỉ số biến BI
Chọn tỷ số biến đổi của các máy biến dòng BI
1
, BI
2
dùng cho bảo vệ đường
dây D
1
, D
2
. Dòng

.I
pt
Trong đó : k
qt
= 1,4
2.1.1. Chọn tỉ số biến đổi BI2
Tính dòng điện phụ tải
A
U
P
I
pt
62,153
82,0.22.3
10.8,4
cos 3
3
2
2
2


=> I
lvmax2
= 1,4.153,62 = 215,07 (A).
Như vậy ta chọn I
sdđ2
= 250 (A)
Tỉ số biển của BI1 là: n
BI1

2.2. Tính toán các thông số ban đầu
Chọn S
cb
= 25 MVA
U
cb
= U
tb
từng cấp.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG
6
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
- Hệ thống
N
cb
HT1
S
S
X 
- Tính trong chế độ phụ tải cực đại
S
N
= S
Nmax
= 2212 MVA
Hai máy biến áp làm việc song song
0113,0
2212
25
max

cb
HT
S
S
X
X
2HT
= X
1HT
= 0,0141
X
0HT
= 0,8 X
1HT
= 0,9.0,0141 = 0,0113
- Máy biến áp B
1
và B
2
12,0
25
25
.
100
12
.
100
%

dm


U
S
lxX
cb
dD
0,9205.5,2
220

DD
XX
ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG
7
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
2.3 Chọn vị trí tính điểm ngắn mạch
Ta chia mỗi đoạn đường dây thành 7 đoạn bằng nhau .Ta cần tính dòng ngắn mạch
tại 15 điểm như h
ình v
ẽ sau:
Hình 2.1: Sơ đồ tính toán ngắn mạch
Có X
D1
'
=
0,06624632,0
7
1
7
1
1

=
0,13150,9205
7
1
7
1
10

D
X
2.4. Tính toán ngắn mạch chế độ phụ tải cực đại với 2 MBA làm việc song song
Sơ đồ thay thế và thông số của các phần tử được cho trên sơ đồ sau đây
Hình 2.2. S
ơ đ
ồ thay thế chế độ phụ tải max.
Trong chế độ cực đại các thông số được chọn như đ
ã trình bày
ở phần trên
Các dạng ngắn mạch cần tính
+ Ngắn mạch 3 pha đối xứng N
(3)
+ Ngắn mạch 1 pha N
(1)
+ Ngắn mạch 2 pha chạm đất N
(1,1)
-
Xét chế độ ngắn mạch không đối xứng:
Để tính toán chế độ ngắn mạch không đối xứng ta sử dụng phương pháp các
thành phần đối xứng.Điện áp và dòng điện được chia thành 3 thành phần:thành
phần thứ tự thuận,thành phần thứ tự nghịch và thành phần thứ tự không.

X
D1'
N5
X
D1'
N4
X
D1'
N3
X
D1'
N2N1
X
B2
X
B1
X
HT
E
N15N14N13N12N11N10N9N8N7N6N5N4N3
0,0662
N2N1
0,12
0,12
0,0113E
0,0662 0,0662 0,0662 0,0662 0,0662 0,0662 0,0526 0,0526 0,0526 0,0526 0,0526 0,0526 0,0526
X
B2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG
8

I.mI 
- Ta có bảng tóm tắt sau:
Bảng 2.1. Bảng tóm tắt các hệ số trong từng loại ngắn mạch
Dạng ngắn
mạch
n
X
∆
(n)
m
(n)
N
(1)
1
X
2∑
+ X
0∑
3
N
(2)
2
X
2∑
3
N
(1,1)
1,1
X
2∑

0113,0
2

B
X
- Trong hệ đơn vị tương đối
14,0249
0713,0
11
1
)3(
1
*


X
I
N
- Trong hệ đơn vị có tên
9,2014
22.3
25
.0249,14
.3
.
)3(
1
*
)3(
1

(1)
= X
0HT
+
0690,0
2
12,0
0,0090
2

B
X
X
∆
(1)
= X
2
(1)
+ X
0
(1)
= 0,0713 + 0,0690 = 0,1403
4,7249
)1403,00713,0(
1
)1(
1
)1(
11
*

N
N
2997,9
22.3
25
.1747,14
.3
.
)1(
1
*
)1(
1

- Ta có thành phần dòng
đi
ện thứ tự không:
7249,4
)1(
11
*
)1(
10
*

NN
II
- Trong hệ đơn vị có tên:
kA
U


X
5001,1
)0690,00713,0(
0690,00,0713.
1.3
2
)1,1(


m
- Tính trong hệ đơn vị tương đối
9,4004
`035,00713,0
1
)1,1(
11
*



N
I
ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG
10
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
- Dòng
đi
ện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo
công thức

0
1

- Dòng
đi
ện ngắn mạch tổng hợp
1006,144004,9.5,1.5,1
1
1
*)1,1*(
1

N
N
II
- Tính trong hệ đơn vị có tên
kAI
N
2511,9
22.3
25
.1006,14
)1,1(
1

2.4.2. Tính ngắn mạch tại điểm N8
a. Ngắn mạch 3 pha đối xứng N
(3)
X
1

S
II
tb
cb
N
N
2275,1
22.3
25
.8709,1
.3
.
)3(
8
*
)3(
8

b. Ngắn mạch 1 pha N
(1)
X
2
(1)
= X
HT
+
5345,0
2
11


+ X
0
(1)
= 0,5345 + 1,1807 = 1,7153
4445,0
)7153,15345,0(
1
)1(
1
)1(
81
*






XX
E
I
aN
- Dòng
đi
ện ngắn mạch tổng hợp
3335,14445,0.3.3
)1(
81
*
)1(

22.3
25
.4445,0
)1(
80

c. Ng
ắn mạch hai pha chạm
đất N
(1,1)
3679,0
1807,15345,0
1807,1.5345,0
)1,1(




X
5351,1
)1807,15345,0(
,180710,5345.
1.3
2
)1,1(


m
- Tính trong hệ đơn vị tương đối
1082,1





NN
NN
XX
X
II
- Trong hệ đơn vị có tên:
kAI
N
2266,0
22.3
25
.3453,0
)1,1(
0
8

- Dòng điện ngắn mạch tổng hợp
7010,11082,1.5351,1.5351,1
8
1
*)1,1*(
8

N
N
II

1078,1
9027,0
11
1
)3(
15
*


X
I
N
- Trong hệ đơn vị có tên
0,7268
22.3
25
.1078,1
.3
.
)3(
15
*
)3(
15

tb
cb
N
N
U

B
XX
X
X
∆
(1)
= X
2
(1)
+ X
0
(1)
= 0,9027 + 2,1012 = 3,0039
ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG
13
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
0,2560
)0039,39027,0(
1
)1(
1
)1(
151
*







2560,0
)1(
151
*
)1(
150
*

NN
II
- Trong hệ đơn vị có tên:
kAI
N
0,1679
22.3
25
.2560,0
)1(
150

c. Ng
ắn mạch hai pha chạm đất N
(1,1)
0,6314
1012,29027,0
1012,2.9027,0
)1,1(




.6518,0.
150152
2
)1,1(*
151
)1,1(*
150







NN
NN
XX
X
II
- Trong hệ đơn vị có tên:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG
14
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
kAI
N
0,1285
22.3
25
.1959,0
)1,1(

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15
Imax(kA)
I0max(kA)
3I0max(kA)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG
15
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
Bảng 2.2. Bảng tổng hợp kết quả tính toán ngắn mạch tại các điểm trong chế độ phụ tải max.
N1
N2
N3
N4
N5
N6
N7
N8
N9
N10
N11

0,5345
0,5871
0,6397
0,6923
0,7449
0,7975
0,8501
0,9027
X
0∑
0,0690
0,2279
0,3867
0,5455
0,7043
0,8631
1,0219
1,3122
1,4437
1,5752
1,7067
1,8382
1,9697
2,1012
1,3122
X

(1)
0,1403
0,3653

0,6314
m
(1,1)
1,5001
1,5152
1,5238
1,5283
1,5310
1,5328
1,5341
1,5351
1,5360
1,5368
1,5374
1,5380
1,5385
1,5389
1,5393
I
N
(3)
(kA)
9,2014
4,7724
3,2217
2,4316
1,9527
1,6314
1,4009
1,2275

9,2515
4,4536
2,9663
2,2265
1,7827
1,4866
1,2749
1,1160
1,0151
0,9310
0,8597
0,7986
0,7456
0,6993
0,6583
I
0N
(1)
(kA)
3,0999
1,3048
0,8263
0,6046
0,4767
0,3935
0,3350
0,2916
0,2639
0,2409
0,2217

N5
N6
N7
N8
I
Nmax
(kA)
9,2997
4,7724
3,2217
2,4316
1,9527
1,6314
1,4009
1,2275
I
0Nmax
(kA)
3,1334
1,3048
0,8263
0,6046
0,4767
0,3935
0,3350
0,2916
3.I
0Nmax
(kA)
9,4001

0,2053
0,1911
0,1788
0,1679
3.I
0Nmax
(kA)
0,7916
0,7228
0,6650
0,6158
0,5733
0,5363
0,5038
B
ảng 2.3. Trị số dòng điện ngắn mạch lớn nhất tại các điểm ngắn mạch trong chế
đ
ộ max
2.5. Tính toán ng
ắn mạch chế độ phụ tải cực tiểu với 1 MBA làm việc
Sơ đồ thay thế:
Hình 2.4. S
ơ đ
ồ thay thế tính toán ngắn mạch chế độ min
2.5.1. Tính ngắn mạch tại điểm N1
a. Ngắn mạch 1 pha N
(1)
X
2
(1)

*






XX
E
I
aN
- Dòng
đi
ện ngắn mạch tổng hợp
508,7503,2,0.3.3
)1(
11
*
)1(
1
*

aNN
II
- Tính trong hệ đơn vị có tên
kA
U
S
II
tb

*
)1(
10
*

NN
II
- Trong hệ đơn vị có tên:
kA
U
S
II
tb
cb
N
N
1,642
22.3
25
.503,2
.3
.
)1(
10
*
)1(
10

b. Ngắn mạch 2 pha chạm đất N
(1,1)

- Dòng
đi
ện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo
công thức
521,2
1313,01341,0
1341,0
.988,4.
1012
12
)1,1(
*11
)1,1(
*10







NN
N
NN
XX
X
II
Trong hệ đơn vị có tên:
kAI
N

ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG
18
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
c. Ngắn mạch 2 pha
X

(2)
= X
2
= 0,1341
728,3
)1341,01341,0(
1
)3(
2
)2(
11
*






XX
E
I
aN
457,6728,3.3.3
)2(

kA
2.5.2. Tính ngắn mạch tại điểm N8
a. Ngắn mạch 1 pha N
(1)
X
2
(1)
= X
HT
+ X
B
+ X
D1
= 0,0141 + 0,12 + 0,4632 = 0,5973
X
0
(1)
= X
0HT
+ X
B
+X
0D1
= 0,0113 + 0,12 + 1,1117 = 1,2430
X
∆
(1)
= X
2
(1)

8
*

aNN
II
- Tính trong hệ đơn vị có tên
kA
U
S
II
tb
cb
N
N
807,0
22.3
25
231,1
.3
.
)1(
8
*
)1(
8

- Ta có thành phần dòng
đi
ện thứ tự không:
410,0

ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG
19
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
b. Ngắn mạch 2 pha chạm đất N
(1,1)
4034,0
243,15073,0
243,1.5973,0
)1,1(




X
5305,1
)243,15973,0(
,2431973.50,
1*3
2
)1,1(


m
- Tính trong hệ đơn vị tương đối
999,0
4034,05973,0
1
)1,1*(
1
8

X
II
- Trong hệ đơn vị có tên:
kAI
N
0,213
22.3
25
.324,0
)1,1(
0
8

- Dòng
đi
ện ngắn mạch tổng hợp
1,529999,0.5305,1.
8
1
)1,1*()1,1()1,1*(
8

N
N
ImI
- Tính trong hệ đơn vị có tên
kAI
N
1,003
22.3

1,4500,837.3.3
)2(
81
*
)2(
8
*

aNN
II
ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG
20
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
- Dòng
đi
ện ngắn mạch trong hệ đơn vị có tên là:
951,0
22.3
25
.45,1
.3
.
)2(
8
*
)2(
8

tb
cb

+ X
0D2
= 0,0113 + 0,12 +1,1117+
0,9205=2,1634
X
∆
(1)
= X
2
(1)
+ X
0
(1)
= 0,9655+ 2,1634= 3,1289
0,244
)1289,39655,0(
1
)1(
1
)1(
151
*






XX
E

)1(
15
*
)1(
15

- Ta có thành phần dòng
đi
ện thứ tự không:
244,0
)1(
151
*
)1(
150
*

NN
II
- Trong hệ đơn vị có tên:
kA
U
S
II
tb
cb
N
N
0,160
22.3

ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG
21
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
- Tính trong hệ đơn vị tương đối
0,612
6676,09655,0
1
)1,1*(
1
15



N
I
- Dòng
đi
ện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo
công thức
0,175
6134,29655,0
9655,0
.0,612.
150152
152
)1,1(*
151
)1,1(*
150


N
N
ImI
- Tính trong hệ đơn vị có tên
kAI
N
0,617
22.3
25
.941,0
)1,1(
15

c. Ngắn mạch 2 pha
X

(2)
= X
2
= 0,9655
0,518
)0,96550,9655(
1
)3(
2
)2(
151
*



)2(
15

tb
cb
N
N
U
S
II
kA
Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch còn lại ta có kết quả trong bảng 2.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG
22
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
Bảng 2.4. Bảng tổng hợp kết quả tính toán ngắn mạch tại các điểm trong chế độ phụ tải min
N1
N2
N3
N4
N5
N6
N7
N8
N9
N10
N11
N12
N13
N14

0,7551
0,8077
0,8603
0,9129
0,9655
X
0∑
0,1313
0,2901
0,4489
0,6077
0,7666
0,9254
1,0842
1,2430
1,3745
1,5060
1,6375
1,7690
1,9005
2,0319
2,1634
X

(1)
0,2654
0,4904
0,7154
0,9404
1,1654

(2)
0,1341
0,2003
0,2665
0,3326
0,3988
0,4650
0,5312
0,5973
0,6499
0,7025
0,7551
0,8077
0,8603
0,9129
0,9655
m
(1,1)
1,5000
1,5084
1,5162
1,5212
1,5247
1,5272
1,5290
1,5305
1,5317
1,5327
1,5336
1,5344

0,306
0,269
0,245
0,225
0,208
0,194
0,181
0,170
0,160
kAI
Ni
,
)1,1(
4,909
3,104
2,294
1,823
1,513
1,294
1,130
1,003
0,921
0,851
0,791
0,739
0,693
0,653
0,617
kAI
Ni

0,874
0,809
0,752
0,703
0,660
0,622
0,588
I
Mmin
,(kA)
4,2361
2,8367
2,0046
1,5461
1,2583
1,0609
0,9170
0,8074
0,7360
0,6761
0,6253
0,5816
0,5435
0,5102
0,4807
I
0Nmin
,
(kA)
1,6420

0,3872
0,3645
0,3443
ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG
23
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
Hình 2.5. Dòng
đi
ện ngắn mạch trong chế độ min
0
1
2
3
4
5
6
N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15
INmin(kA)
I0Nmin(kA)
3.I0Nmin(kA)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG
24
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHỈNH ĐỊNH THÔNG SỐ KHỞI ĐỘNG
3.1. Bảo vệ quá dòng cắt nhanh của 50
- Trị số dòng
đi
ện khởi động của bảo vệ quá dòng cắt nhanh được chọn theo công
thức
I

= k
at
. I
N8max
= 1,2 . 1,227= 1,473kA
3.2. Bảo vệ quá dòng “thứ tự không” cắt nhanh của 50N
- Trị số dòng
đi
ện khởi động của bảo vệ quá dòng thứ tự không cắt nhanh được
chọn tương tự như trên
I
0kđ
= k
at
. 3I
0Nmax
- Với bảo vệ trên đường dây D2
I
0kđ2
= k
at
. 3I
0N15max
= 1,2 . 0,504= 0,605kA
- Với bảo vệ trên đường dây D1
I
0kđ1
= k
at
. 3I

- Phương tr
ình đ
ặc tính thời gian của bảo vệ có dạng:
p
T
I
t
1
5,13
2



(s)
Trong đó
kd
*
I
I
I 
a. Chế độ phụ tải max
- Tại điểm ngắn mạch N
15
ta có
Ta có
2
max15
15
*
kdD

IIt
=
5,13
)1957,2.957,2.(1 
= 0,574s
- Tại điểm ngắn mạch N
8
tính tương tự ta có
2
max14
14
*
kdD
N
I
I
I 
=
0,246
0,772
= 3,140kA
14
2
t
=
574,0.
)103,140.3,14(
5,13

= 0,874s

0,948
0,881
0,823
0,772
0,727
I
kdD2
4,994
0,246
0,246
0,246
0,246
0,246
0,246
0,246
i
*
I
0,323
4,994
4,547
4,173
3,856
3,583
3,347
3,140
i
2
t
max