Post on 02-Aug-2015
Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng
Đại học Tôn Đức Thắng Trang 1
BT1: Tính toán ngắn mạch 3 pha tại điểm N1 và N2 trên sơ đồ mạng điện hình bên, được cung cấp từ hệ thống có điện áp không đổi 115kV và công suất ngắn mạch là 800MVA, đường dây cung cấp ĐD1 dài 50km, được làm bằng dây AC-95 (r0 = 0,33Ω/km ; x0 = 0,423Ω/km), đường dây phân phối dài 7km bằng dây AC – 50 (r0 = 0,64 ; x0 = 0,392Ω/km), máy biến áp mã hiệu TMTH-10/110 có công suất định mức SđmB = 10MVA, điện áp định mức 115/10,5kV ; điện áp ngắn mạch UN% = 7,5%. Giải theo 2 trường hợp TH1: Hệ đơn vị có tên TH2: Hệ đơn vị tương đối
MBAN2
HT ÑD1 ÑD2N1
115kV 10,5kV
Giải
TH1: Hệ đơn vị có tên B1: Vẽ sơ đồ 1 dây, ghi các thông số => Như hình vẽ B2: Chọn 1 cấp điện áp cơ bản => chọn cấp điện áp cơ bản là 10,5kV B3: Tính toán tổng trở các phần tử
Hệ thống: 2
HT10,5 0,14800
= = Ω2cb
N.HT
UX =S
ĐD1: ⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠
= = = Ω2 2
cbÑD1 01 1
ÑD10,33
U 10,5R r .l . .50. 0,14U 115
⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠
= = = Ω2 2
cbÑD1 01 1
ÑD1
10,50,423 50115
UX x .l . . . 0,18
U
MBA: = = = = Ω2 2
N cbT T
ñmB
% 7,5 10,5. . 0,83100 100 10
UUX Z
S. Vì XT >> RT nên bỏ qua RT
ĐD2: ⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠
= = = Ω2 2
cbÑD2 02 2
ÑD20,64
U 10,5R r .l . .7. 4,8U 10,5
⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠
= = = Ω2 2
cbÑD2 02 2
ÑD2
10,50,392 710,5
UX x .l . . . 2,7
U
B4: Vẽ sơ đồ thay thế
N2XHT ÑD1Z XHT T
115 j.0,14 j.0,83(0,14+j.0,18)0
ÑD2Z
(4,8+j.2,7)
N1
- Khi ngắn mạch tại N1: B5, 6: Tìm Z
Σ.N1 và Tính IN1 theo cấp điện áp cơ bản
Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng
Đại học Tôn Đức Thắng Trang 2
Σ
= = =+ +
(3) cb cb.N1 2 2
.N1
10,5 17,4kA3. 3. 0,14 (0,14 0,18)
UI
Z
Dòng ngắn mạch thực tế tại N1: = = =. .(3) (3) cb N cb.N
ñang xeùt
10,517,4 1,6kAU 115
UI I
Mạng điện áp cao => lấy kxk = 1,8 => Giá trị dòng xung kích: = == (3)
N1xkN1 xk2. 2.1,6.1,8 4,1kAi I .k
Giá trị hiệu dụng dòng xung kích: + − = + − == (3) 2 2N1xk.N1 xk1 2( 1) 1,6. 1 2(1,8 1) 2,4kAI I . k
Công suất ngắn mạch khi ngắn mạch tại N1: == =(3)N1 N13.U. 3.115.1,6S I 318MVA
- Khi ngắn mạch tại N2: B5, 6: Tìm Z
Σ.N2 và Tính IN2 theo cấp điện áp cơ bản
( )Σ
= = =+ + + + +
(3) cb cb.N2 2 2.N2
10,5 0,97kA3. 3. 0,14 4,8 (0,14 0,18 0,83 2,7)
UI
Z
B7: Phân bố dòng điện NM chạy trên các nhánh: Dòng ngắn mạch thực tế tại N2: = = =. .(3) (3) cb
N2 cb.N2ñang xeùt
10,50,97 0,97kAU 10,5
UI I
Mạng điện áp cao => lấy kxk = 1,8 => Giá trị dòng xung kích: = == (3)
N2xkN2 xk2. 2.0,97.1,8 2,4kAi I .k
Giá trị hiệu dụng dòng xung kích: + − = + − == (3) 2 2N2xk.N2 xk1 2( 1) 0,97. 1 2(1,8 1) 1,5kAI I . k
Công suất ngắn mạch khi ngắn mạch tại N2: == =(3)N2 N23.U. 3.10,5.1,6S I 30MVA
BT2: Tính ngắn mạch 3 pha tại điểm N trong 2 trường hợp cho sơ đồ hình vẽ. Mạng điện được cung cấp từ hệ thống có công suất vô cùng lớn với công suất ngắn mạch hệ thống là SN.HT = 1600 MVA, đường dây cung cấp 115kV dài 70km được làm bằng dây AC-120 (r0 = 0,27 Ω/km; x0 = 0,415Ω/km), máy biến áp mã hiệu TMTH-6,3/110 có công suất 6,3MVA, điện áp thứ cấp MBA là 10,5kV, điện áp ngắn mạch UN% = 10,5%. Cuộn kháng điện có các tham số UđmKĐ = 10,5kV ; IđmKĐ = 0,5kA và XKĐ = 5%. Máy phát có công suất SđmMF = 20MVA, điện kháng siêu quá độ dọc trục là X//
d = 0,12 = 12 %; suất điện động MF là E = 11kV, điện áp định mức đầu cực MF là 10,5kV.
MBA
N
HT ÑD
KÑ
115kV10,5kV
MF
Giải
TH2: Hệ đơn vị tương đối B1: Vẽ sơ đồ 1 dây, ghi các thông số => Như hình vẽ B2: Chọn Scb tùy ý (nhưng phải hợp lý) và chọn Ucb tại nơi xảy ra ngắn mạch =>Tìm Icb:
Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng
Đại học Tôn Đức Thắng Trang 3
Chọn: Scb = 100MVA ; Ucb = 10,5kV => = = =cbcb
cb
100 5,5kA3. 3.10,5
SI
U
B3: Tính toán tổng trở các phần tử trong hệ đvtđ
HT: HT100 0,0631600
= =cb
N.HT
* SX =S
ĐD:
= ==* cbÑD 0 2 2
ÑD
1000,27.70. 0,14115
SR r .l.
U
= ==* cbÑD 0 2 2
ÑD
1000,415.70. 0,22115
SX x .l.
U
MBA: = = = =* * N cbT T
ñmB
% 10,5 100. . 1,7100 100 6,3
SUX Z
S
MF: .MF100 0,620
0,12.⎛ ⎞
=⎜ ⎟⎝ ⎠
=/ / cbd
MF
* SX =XS
KĐ: = = =* cbKÑKÑ
ñmKÑ
I% 5 5,5. . 0,55100 100 0,5
XX
I
Suất điện động của HT quy về cấp điện áp cơ bản đã chọn: = =HT cbE U 10,5kV
Suất điện động HT trong đơn vị tương đối: = =* HTHT
cb1
UE
E
Suất điện động MF trong đơn vị tương đối: = = =* MFMF
cb
11 1,05U 10,5E
E
B4: Vẽ lại sơ đồ thay thế
XHT ÑDZ XHT T
j.0,063 j.1,7(0,14+j.0,22)
j.0,6
** * *
N
j.0,55
XMF*
XKÑ*
1,05 010,5 0
1 0
HT ΣZ
(0,14+j.1,98)
j.0,6
* *
N
j.0,55
XMF*
XKÑ*
1,05 0
1 0
ΣΣ
=+
= =** 2 2
1 1 0,5(0,14) (1,98)
YZ
Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng
Đại học Tôn Đức Thắng Trang 4
== =*MF *
MF
1 1 1,70,6
YX
Σ
Σ
+= = =
+++
* * * ** HT MF MFtñ * *
MF
. . 1.0,5 1,040,5
E Y E Y 1,05.1,7E1,7Y Y
Etñ Z
1,04 0
* * N
(0,06+j.1)
Σ.Ν
B5, 6: Tìm Z*
ΣN và Tính I*
N
( ) ( ) ( ) ( )Σ ++Σ Σ
= = = =* * *
*(3) tñ tñ tñN * 2 2 2 2* *.N
.N .N
1,0310,06 1
E E EI
Z R X
B7: Phân bố dòng điện NM chạy trên các nhánh: Dòng ngắn mạch quy về đơn vị cơ bản: = = =.(3) *(3)
NN.cb cb 1,031 5,7kAI I I .5,5
Dòng ngắn mạch thực tế tại N: = = =. .(3) (3) cb N N.cb
ñang xeùt
10,55,7 5,7kAU 10,5
UI I
BT3: Tính ngắn mạch 3 pha tại N1 và N2 trong mạng sơ đồ như hình vẽ.
MBAN2
HT ÑD1
115kV 10,5kV
MF
ÑD2N1
Các thông số phần tử được cho bảng sau: Phần tử Các tham số
HT UHT = 115kV SN.HT = 900MVA
MBA TMTH-16/110 115/10,5kV SđmB = 20MVA UN% = 10,5%
MF E = 11kV SđmMF = 25MVA X//d = 0,14 UđmMF = 10,5kV
ĐD1 AC-120 UĐD1 = 115kV l1 = 50km r01 = 0,27 Ω/km x01 = 0,41 Ω/km
ĐD2 AC-70 UĐD2 = 10,5kV l2 = 7km r02 = 0,46 Ω/km x02 = 0,38 Ω/km
Giải
TH1: Hệ đơn vị có tên
Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng
Đại học Tôn Đức Thắng Trang 5
B1: Vẽ sơ đồ 1 dây, ghi các thông số => Như hình vẽ B2: Chọn 1 cấp điện áp cơ bản => chọn cấp điện áp cơ bản là 10,5kV B3: Tính toán tổng trở các phần tử
Hệ thống: 2
HT10,5 0,12900
= = Ω2cb
N.HT
UX =S
ĐD1: ⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠
= = = Ω2 2
cbÑD1 01 1
ÑD10,27
U 10,5R r .l . .50. 0,11U 115
⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠
= = = Ω2 2
cbÑD1 01 1
ÑD1
10,50,41 50115
UX x .l . . . 0,17
U
MBA: = = = = Ω2 2
N cbT T
ñmB
% 10,5 10,5. . 0,58100 100 20
UUX Z
S. Vì XT >> RT nên bỏ qua RT
MF: MF
210,5. 0,14. 0,625
= = Ω2
/ / cbd
MF
UX =XS
ĐD2: ⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠
= = = Ω2 2
cbÑD2 02 2
ÑD20,46
U 10,5R r .l . .7. 3,2U 10,5
⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠
= = = Ω2 2
cbÑD1 01 1
ÑD1
10,50,38 710,5
UX x .l . . . 2,7
U
B4: Vẽ sơ đồ thay thế
XHT ÑD1Z XHT T
115 j.0,12 j.0,58(0,11+j.0,17)0
j.0,6
N2
XMF
11 0
MF
ÑD2Z
(3,2+j.2,7)
N1
- Khi ngắn mạch tại vị trí N1:
XHT ÑD1Z XHT T
115 j.0,12 j.0,58(0,11+j.0,17)0
j.0,6
XMF
11 0
MF
N1
Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng
Đại học Tôn Đức Thắng Trang 6
11 0
N1HT ΣZ
115 (0,11+j.0,3)0 j.1,2
XMF+T
ΣΣ
=+
= =2 2
1 1 3,2(0,11) (0,3)
YZ
++
== =MF TMF T
1 1 0,81,2
YX
Suất điện động của HT quy về cấp điện áp cơ bản đã chọn: = =HT cbE U 10,5kV
Σ +
Σ +
+= = =
+++
HT MF MF Ttñ
MF T
. . 10,5.3,2 10,7kV3,2
E Y E Y 11.0,8EY Y 0,8
Eñtr Z
10,7 0
N1
(0,11+j.0,3)
Σ.Ν1 B5, 6: Tìm Z
Σ.N1 và Tính IN1 theo Etđ
Σ
= = =+
(3) tñ N.tñ 2 2
.N
10,7 20kA3. 3. 0,11 (0,3)
EI
Z
B7: Phân bố dòng điện NM chạy qua đường dây 1 = = =.(3) (3) cb
N1 N.tññang xeùt
10,520. 2kAU 115
UI I
- Khi ngắn mạch tại vị trí N2:
XHT ÑD1Z XHT T
115 j.0,12 j.0,58(0,11+j.0,17)0
j.0,6
N2
XMF
11 0
MF
ÑD2Z
(3,2+j.2,7)
Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng
Đại học Tôn Đức Thắng Trang 7
j.0,6
N2
XMF
11 0
MF
ÑD2Z
(3,2+j.2,7)
HT ΣZ
115 (0,11+j.0,87)0
ΣΣ
=+
= =2 2
1 1 1,14(0,11) (0,87)
YZ
== =MFMF
1 1 1,70,6
YX
Suất điện động của HT quy về cấp điện áp cơ bản đã chọn: = =HT cbE U 10,5kV
Σ
Σ
+= = =
+++
HT MF MFtñ
MF
. . 10,5.1,14 10,7kV1,14
E Y E Y 11.1,7EY Y 1,7
Etñ
10,7 0
N2
(3,27+j.3,04)
Z Σ.Ν2 B5, 6: Tìm Z
Σ.N2 và Tính IN2 theo Etđ
Σ
= = =+
(3) tñ N.tñ 2 2
.N
10,7 1,38kA3. 3. 3,27 (3,04)
EI
Z
B7: Phân bố dòng điện NM chạy qua KĐ = = =.(3) (3) cb
N2 N.tññang xeùt
10,51,38. 1,38kAU 10,5
UI I
BT4: Tính ngắn mạch 3 pha tại điểm N trên sơ đồ mạng điện như hình vẽ, các tham số phần tử như sau: MF: SđmMF = 20MVA, X//
d = 0,12 ; suất điện động trong đơn vị tương đối E* = 1,1 ; điện áp định mức là 13,8kV. MBA tăng: 13,8/115V ; SđmB1 = 25MVA ; UN1% = 10,5% MBA giảm: 110/22kV ; SđmB2 = 30MVA ; UN2% = 10,5% Đường dây: 110kV ; dài 50km ; dây AC – 120 (r0 = 0,27Ω/km ; x0 = 0,39 Ω/km) Phụ tải: Mắc trên thanh cái 22kV của trạm biến áp ; công suất Spt = 15MVA ; cosϕ = 0,8 ; X//
pt = 0,4
Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng
Đại học Tôn Đức Thắng Trang 8
T2
NMF ÑD
13,8kV
S
T1
pt
110kV 22kV
Giải
TH2: Hệ đơn vị tương đối B1: Vẽ sơ đồ 1 dây, ghi các thông số => Như hình vẽ B2: Chọn Scb tùy ý (nhưng phải hợp lý) và chọn Ucb tại nơi xảy ra ngắn mạch =>Tìm Icb:
Chọn: Scb = 100MVA ; Ucb = 22kV => = = =cbcb
cb
100 2,6kA3. 3.22
SI
U
B3: Tính toán tổng trở các phần tử trong hệ đvtđ
MF: .MF100 0,620
0,12.⎛ ⎞
=⎜ ⎟⎝ ⎠
=/ / cbd
MF
* SX =XS
MBA1: = = = =* * N1 cbT1 T1
ñmT1
% 10,5 100. . 0,42100 100 25
SUX Z
S
ĐD:
= ==* cbÑD 0 2 2
ÑD
1000,27.50. 0,11110
SR r .l.
U
= ==* cbÑD 0 2 2
ÑD
1000,39.50. 0,16110
SX x .l.
U
MBA2: = = = =* * N2 cbT2 T2
ñmT2
% 10,5 100. . 0,35100 100 30
SUX Z
S
Phụ tải:
= ϕ = =* cbpt
pt
100. .15
SR cos 0,8 5,3
S
= ϕ = =* cbpt
pt
100. .15
SX sin 0,6 4
S
= = =ptpt
pt
15 0,4kA3. 3.22
SI
U
⎛ ⎞⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞+ +⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎝ ⎠ ⎝ ⎠
= ϕ ϕ− = − =/ /
22 2 2pt*
pt ptcb cb cb
0,4os . .0,8 . .0,422 22 2,6
IU U 22 22E c sin X 0,8 1,09U U I
Suất điện động MF trong đơn vị tương đối: =*MF 1,1E (đề cho)
B4: Vẽ lại sơ đồ thay thế
Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng
Đại học Tôn Đức Thắng Trang 9
XMF ÑD1Z XMF T2
1,1 j.0,6 j.0,35(0,11+j.0,16)0
Z
(5,3+j.4)
NXT1
j.0,42 1,09 0
pt* * * * * *
Ept*
MF ΣZ
1,1 (0,11+j.1,53)0
Z
(5,3+j.4)
N
1,09 0
pt* * *
Ept*
ΣΣ
=+
= =** 2 2
1 1 0,65(0,11) (1,53)
YZ
=+
= =*pt * 2 2
pt
1 1 0,15(5,3) (4)
YZ
Σ
Σ
+= = =
+++
* * * *pt ptMF*
tñ * *pt
. . 1,1.0,65 1,10,65
E Y E Y 1,09.0,15E0,15Y Y
Etñ Z
1,1 0
N
(0,3+j.1,3)
* *ZΣ.N
B5, 6: Tìm Z*
Σ.N và Tính I*
N
( ) ( ) ( ) ( )Σ ++Σ Σ
= = = =* *
*(3) tñ tñN * 2 2 2 2* *.N
.N .N
1,1 0,820,3 1,3
E EI
Z R X
B7: Phân bố dòng điện NM chạy trên các nhánh: Dòng ngắn mạch quy về đơn vị cơ bản: = = =.(3) *(3)
NN.cb cb 0,82 2kAI I I .2,6
Dòng ngắn mạch thực tế tại N: = = =. .(3) (3) cb N N.cb
ñang xeùt
222 2kAU 22
UI I
BT5: Tính toán ngắn mạch tại điểm N trên thanh cái phía 22kV của máy biến áp 3 cuộn dây cho trên sơ đồ. Công suất định mức của MBA là SđmB = 225MVA , UN.CH% = 17,5% ; UN.CT% = 10,5% ; UN.TH% = 6,5%. Công suất ngắn mạch hệ thống SN.HT = 1800MVA.
Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng
Đại học Tôn Đức Thắng Trang 10
HT
MBA
220kV 110kV
22kV
N
Giải TH1: Hệ đơn vị có tên B1: Vẽ sơ đồ 1 dây, ghi các thông số => Như hình vẽ B2: Chọn 1 cấp điện áp cơ bản => chọn cấp điện áp cơ bản là 22kV B3: Tính toán tổng trở các phần tử
Hệ thống: 2
HT22 0,3
1800= = Ω
2cb
N.HT
UX =S
MBA: − − − += = =+ − −% % %N C T N C H N T H
N C% U U U 10,5 1U 10,75%2 27,5 6,5
− − − + −= = = −+ −% % %N C T N T H N C HN T% 10,5 6,5 17,5U U UU 0,25%2 2
− − −= = =+ − + −% % %N C H N T H N C TN H% U U U 17,5U 6,75%2 2
6,5 10,5
= = = Ω2 2
N C cbC
ñmT
% 10,75. . 0,23100 100 225
UU 22xS
Cuộn trung: bỏ qua
= = = Ω2 2
N H cbH
ñmT
% 6,75. . 0,15100 100 225
UU 22xS
Suất điện động của HT quy về cấp điện áp cơ bản đã chọn: = =HT cbE U 22kV B4: Vẽ sơ đồ thay thế
HT
22 0 j.0,3 j.0,23
Cao HaïMBA
j.0,15
NXHT
HT
22 0 j.0,68
NZΣ.N
Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng
Đại học Tôn Đức Thắng Trang 11
B5, 6: Tìm ZΣ.N
và Tính IN theo Etđ
Σ
= = =+
(3) cb N.cb 2 2
.N
22 18,8kA3. 3. 0 (0,68)
UI
Z
B7: Phân bố dòng điện NM = = =.(3) (3) cb
N N.cbñang xeùt
2218,8. 18,8kAU 22
UI I
BT6: Một mạng điện gồm 2 mạch giống nhau làm việc song song bởi máy cắt MC. Các tham số của các phần tử: MF: công suất định mức SđmMF = 30MVA ; điện trở siêu quá độ dọc trục X//
d = 0,14 ; điện áp định mức UđmMF = 13,8kV ; suất điện động trong hệ đơn vị tương đối E* = 1,1. MBA: SđmB = 40MVA ; UN.CH% = 17,5% ; UN.CT% = 10,5% ; UN.TH% = 6,5%. Kháng điện: Dòng định mức IđmKĐ = 1,2kA ; UđmKĐ = 115kV ; XKĐ = 5%. Đường dây dài 50km có x0 = 0,41 Ω/km, bỏ qua RĐD Hãy xác định dòng NM 3 pha trong 2 trường hợp: 1. Khi máy cắt MC mở 2. Khi máy cắt MC đóng
NMF KÑ
13,8kVT1 110kV
22kV
ÑD
MC
MF KÑ
13,8kVT1 110kV
22kV
ÑD
Giải
TH2: Hệ đơn vị tương đối B1: Vẽ sơ đồ 1 dây, ghi các thông số => Như hình vẽ B2: Chọn Scb tùy ý (nhưng phải hợp lý) và chọn Ucb tại nơi xảy ra ngắn mạch =>Tìm Icb:
Chọn: Scb = 100MVA ; Ucb = 110kV => = = =cbcb
cb
100 0,53kA3. 3.110
SI
U
B3: Tính toán tổng trở các phần tử trong hệ đvtđ
MF: .MF100 0,530
0,14.⎛ ⎞
=⎜ ⎟⎝ ⎠
=/ / cbd
MF
* SX =XS
MBA: − − − += = =+ − −% % %N C T N C H N T H
N C% U U U 10,5 1U 10,75%2 27,5 6,5
− − − + −= = = −+ −% % %N C T N T H N C HN T% 10,5 6,5 17,5U U UU 0,25%2 2
− − −= = =+ − + −% % %N C H N T H N C TN H% U U U 17,5U 6,75%2 2
6,5 10,5
Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng
Đại học Tôn Đức Thắng Trang 12
= = =* N C cbC
ñmT
% 10,75 100. . 0,27100 100 40
SUX
S
Cuộn trung: bỏ qua
= = =* N H cbH
ñmT
% 6,75 100. . 0,17100 100 40
SUX
S
KĐ: = = =* cbKÑKÑ
ñmKÑ
I% 5 0,53. . 0,022100 100 1,2
XX
I
ĐD:
= ==* cbÑD 0 2 2
ÑD
1000,41.50. 0,17110
SX x .l.
U
Suất điện động của HT quy về cấp điện áp cơ bản đã chọn: = =HT cbE U 110kV
Suất điện động HT trong đơn vị tương đối: = = =* HTHT
cb1
E 110EU 110
B4: Vẽ lại sơ đồ thay thế
MF
j.0,5 j.0,17
MBA
j.0,27
XMF XH XC
j.0,022
XKÑ
j.0,17
NXÑD
* * * * * *
j.1,132
ZN
Σ.N
1 0
*
B5, 6: Tìm Z*
Σ.N và Tính I*
N
( ) ( ) ( ) ( )Σ +Σ Σ
= = = =+
(3) cb cb cb.N * 2 2 2 2* *.N
.N .N
0,53 0,48kA0 1,132
I II
Z R X
B7: Phân bố dòng điện NM chạy trên các nhánh:
Dòng ngắn mạch thực tế tại N: = = =. .(3) (3) cb N cb.N
ñang xeùt
1100,48 0,48kAU 110
UI I
2. Khi máy cắt MC đóng TH1: Hệ đơn vị có tên TH2: Hệ đơn vị tương đối Vì 2 mạch giống nhau và song song nhau nên khi MC đóng thì tổng trở giảm đi 2 lần => dòng ngắn mạch tăng lên 2 lần. Cụ thể: = = =(3) (3)
N.MC môûN.MC ñoùng 2. 2.0,48 0,94kAI I
Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng
Đại học Tôn Đức Thắng Trang 13
BT7: Tính toán ngắn mạch 3 pha tại điểm N cho trên sơ đồ bên. Biết tham số: Hệ thống có công suất ngắn mạch SN.HT = 500MVA. Máy biến áp 1 và 2 có công suất như nhau: SđmB = 25MVA ; UN% = 10,5% Các MF 1,2: SđmMF = 30MVA ; X//
d = 0,12 ; UđmMF = 6,3kV ; suất điện động siêu quá độ E// = 6,6kV Đường dây: 22kV ; dài 80km làm bằng dây AC-95 có x0 = 0,41Ω/km ; bỏ qua R
MF1
ÑD
6,3kV
T1
23kV
MF2
T2
HT
N
22kV
Giải
TH1: Hệ đơn vị có tên B1: Vẽ sơ đồ 1 dây, ghi các thông số => Như hình vẽ B2: Chọn 1 cấp điện áp cơ bản => chọn cấp điện áp cơ bản là 6,3kV B3: Tính toán tổng trở các phần tử
Hệ thống: 2
HT6,3 0,08500
= = Ω2cb
N.HT
UX =S
ĐD: ⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠
= = = Ω2 2
cbÑD 0
ÑD
6,30,41 8022
UX x .l. . . 2,7
U
MBA: = = = = Ω2 2
N cbT T
ñmB
% 10,5 6,3. . 0,17100 100 25
UUX Z
S. Vì XT >> RT nên bỏ qua RT
MF: MF
26,3. 0,12. 0,1630
= = Ω2
/ / cbd
MF
UX =XS
B4: Vẽ sơ đồ thay thế
j.2,7
XHT
j.0,08
N
XÑD
MF2
j.0,16 j.0,17
XMF2 XT2
HT
MF1
j.0,16 j.0,17
XMF1 XT1
Suất điện động của HT quy về cấp điện áp cơ bản đã chọn: = =HT cbE U 6,3kV
Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng
Đại học Tôn Đức Thắng Trang 14
MF1
j.0,33
XMF1+T1j.2,78
XÑD+HT HT
6,3 0
6,6 0
NMF2
j.0,16 j.0,17
XMF2 XT2
6,6 0
++
=+
= =MF1 T1 2 2MF1 T1
1 1 3,03(0) (0,33)
YZ
++
=+
= =ÑD HT 2 2ÑD HT
1 1 0,36(0) (2,78)
YZ
+++
++
+= = =
+++
/ /HT ÑD HTMF1 MF1 T1
MF1 HTÑD HTMF1 T1
. . 6,6.3,03 6,57kV3,03
E Y E Y 6,3.0,36EY Y 0,36
j.0,296 6,57 0
MF1+HTXMF1+T1+ÑD+HTN
MF2
j.0,16 j.0,17
XMF2 XT2
6,6 0
6,57 0
MF1+HTN
MF2
j.0,16 j.0,47
XMF2 X
6,6 0
Σ
ΣΣ
=+
= =2 2
1 1 2,15(0) (0,47)
YZ
=+
= =MF2 2 2MF2
1 1 6,25(0) (0,16)
YZ
Σ+
Σ
+= = =
+++
/ /MF2 MF2 MF1 HT
tñMF2
. . 6,6.6,25 6,59kV6,25
E Y E Y 6,57.2,15EY Y 2,15
j.0,12
ZN
Σ.N
6,59 0
B5, 6: Tìm Z
Σ.N1 và Tính IN1 theo Etđ
Σ
= = =+
(3) tñ N.tñ 2 2
.N
6,59 31,8kA3. 3. 0 (0,12)
EI
Z
B7: Phân bố dòng điện NM
Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng
Đại học Tôn Đức Thắng Trang 15
= = =.(3) (3) cb N1 N.tñ
ñang xeùt
6,331,8. 31,8kAU 6,3
UI I
BT8: Tính toán ngắn mạch 3 pha và 1 pha trong mạng điện hạ áp tại điểm N cho trên sơ đồ như hình vẽ. Biết các tham số: Hệ thống: công suất ngắn mạch SN.HT = 342MVA MBA: SđmB = 180kVA ; UN% = 5,5% ; ΔPN = 4,1kW Đường dây : bằng cáp hạ áp dài 0,65km ; r0 = 0,34 ; x0 = 0,3 Ω/km Bỏ qua điện trở các thiết bị phụ
HT
10kV(I)
T
0,38kV(II)
ÑD
N Giải
- Tính ngắn mạch 3 pha : Chọn Ucb = 0,38 kV
2
HT 0, 422m= = Ω2cb
N.HT 342U 0,38X =
S
32 2
cbT N
ñmB
0,38P . 4,1.10 .180.
UR 18,3m
S⎛ ⎞ ⎛ ⎞
= Δ =⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠= Ω
3
22N cb
TñmB
% 5,5. . 44,12m100 100 180.10
UU 0,38ZS −
= = = Ω
2 22 2T T T 44,12 18,3 40,16mX Z R = − = Ω= −
2 2cb
ÑD 0ÑD
0,380,340,38
UR r .l. .0,65. 221m
U⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠
= = = Ω
2 2cb
ÑD 0ÑD
0,380,30,38
UX x .l. .0,65. 195m
U⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎝ ⎠⎝ ⎠
= = = Ω
( ) ( ) ( ) ( )(3) (3) cb N N.cb 2 2 2 2
.N .N
0,38 0,65kA3. 18,3 221 0,42 40,16 1953.
UI I
R X ++Σ Σ
= = = =+ + +
- Tính ngắn mạch 1 pha mạng hạ áp:
Điện kháng TTK :2cb
0TñmB
0,5.U
XS
=
( ) ( )dd phuï phuï
(1) d d N 2 2
.N T HT T 0T dd3. 3. 6 7
3.0,95.U 3.0,95.UI
Z 3R R R 3X 2X X X XΣ +
= =+ + + + + +
Rphụ = Rthanh cái + Rtx + RCB + RBI….
Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng
Đại học Tôn Đức Thắng Trang 16
3
22cb
0TñmB
0,5. 0,8. 642m180.10
U 0,38XS −
= = = Ω
( ) ( )(1)N 2 2
3.0,95.380 0,249kA3. .18,3 6.221 0 0,42 40,16 642 7.195 0
I3 3. 2.+
= =+ + + + + +