Bai Tap Va Bai Giai Ngan Mach_chep Cho Sinh Vien (1)

16
Bài tp tính toán ngn mch trong hthng đin ThS. Nguyn Công Tráng Đại hc Tôn Đức Thng Trang 1 BT1: Tính toán ngn mch 3 pha ti đim N 1 và N 2 trên sơ đồ mng đin hình bên, được cung cp ththng có đin áp không đổi 115kV và công sut ngn mch là 800MVA, đường dây cung cp ĐD1 dài 50km, được làm bng dây AC-95 (r 0 = 0,33Ω/km ; x 0 = 0,423Ω/km), đường dây phân phi dài 7km bng dây AC – 50 (r 0 = 0,64 ; x 0 = 0,392Ω/km), máy biến áp mã hiu TMTH-10/110 có công sut định mc S đmB = 10MVA, đin áp định mc 115/10,5kV ; đin áp ngn mch U N % = 7,5%. Gii theo 2 trường hp TH1: Hđơn vcó tên TH2: Hđơn vtương đối MBA N2 HT ÑD1 ÑD2 N1 115kV 10,5kV Gii TH1: Hđơn vcó tên B1: Vsơ đồ 1 dây, ghi các thông s=> Như hình vB2: Chn 1 cp đin áp cơ bn => chn cp đin áp cơ bn là 10,5kV B3: Tính toán tng trcác phn tHthng: 2 HT 10,5 0,14 800 = = Ω 2 cb N.HT U X = S ĐD1: = = = Ω 2 2 cb ÑD1 01 1 ÑD1 0,33 U 10,5 R r .l . .50. 0,14 U 115 = = = Ω 2 2 cb ÑD1 01 1 ÑD1 10,5 0,423 50 115 U X x .l . . . 0,18 U MBA: = = = = Ω 2 2 N cb T T ñmB % 7,5 10,5 . . 0,83 100 100 10 U U X Z S . Vì X T >> R T nên bqua R T ĐD2: = = = Ω 2 2 cb ÑD2 02 2 ÑD2 0,64 U 10,5 R r .l . .7. 4,8 U 10,5 = = = Ω 2 2 cb ÑD2 02 2 ÑD2 10,5 0,392 7 10,5 U X x .l . .. 2,7 U B4: Vsơ đồ thay thế N2 X HT ÑD1 Z X HT T 115 j.0,14 j.0,83 (0,14+j.0,18) 0 ÑD2 Z (4,8+j.2,7) N1 - Khi ngn mch ti N1: B5, 6: Tìm Z Σ.N1 và Tính I N1 theo cp đin áp cơ bn

Transcript of Bai Tap Va Bai Giai Ngan Mach_chep Cho Sinh Vien (1)

Page 1: Bai Tap Va Bai Giai Ngan Mach_chep Cho Sinh Vien (1)

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

Page 2: Bai Tap Va Bai Giai Ngan Mach_chep Cho Sinh Vien (1)

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

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:

Page 3: Bai Tap Va Bai Giai Ngan Mach_chep Cho Sinh Vien (1)

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

Page 4: Bai Tap Va Bai Giai Ngan Mach_chep Cho Sinh Vien (1)

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

Page 5: Bai Tap Va Bai Giai Ngan Mach_chep Cho Sinh Vien (1)

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

Page 6: Bai Tap Va Bai Giai Ngan Mach_chep Cho Sinh Vien (1)

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)

Page 7: Bai Tap Va Bai Giai Ngan Mach_chep Cho Sinh Vien (1)

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

Page 8: Bai Tap Va Bai Giai Ngan Mach_chep Cho Sinh Vien (1)

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

Page 9: Bai Tap Va Bai Giai Ngan Mach_chep Cho Sinh Vien (1)

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.

Page 10: Bai Tap Va Bai Giai Ngan Mach_chep Cho Sinh Vien (1)

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

Page 11: Bai Tap Va Bai Giai Ngan Mach_chep Cho Sinh Vien (1)

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

Page 12: Bai Tap Va Bai Giai Ngan Mach_chep Cho Sinh Vien (1)

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

Page 13: Bai Tap Va Bai Giai Ngan Mach_chep Cho Sinh Vien (1)

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

Page 14: Bai Tap Va Bai Giai Ngan Mach_chep Cho Sinh Vien (1)

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

Page 15: Bai Tap Va Bai Giai Ngan Mach_chep Cho Sinh Vien (1)

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….

Page 16: Bai Tap Va Bai Giai Ngan Mach_chep Cho Sinh Vien (1)

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.+

= =+ + + + + +