MÔN học QUÁ TRÌNH QUÁ độ điện từ NHIỆM vụ DỊCH GIÁO TRÌNH TIẾNG ANH và TÍNH TOÁN, mô PHỎNG PHẦN mềm

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÀI TẬP SỐ – ELEARNING – 30% MƠN HỌC: Q TRÌNH QUÁ ĐỘ ĐIỆN TỪ NHIỆM VỤ: DỊCH GIÁO TRÌNH TIẾNG ANH VÀ TÍNH TỐN, MƠ PHỎNG PHẦN MỀM GVHD: TS NGUYỄN CƠNG TRÁNG NHĨM: HUỲNH LÊ ANH DUY, MSSV: 420H0187 LÊ LONG SONG TOÀN, MSSV: 420H0199 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022 0 Lời cảm ơn Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Nguyễn Cơng Tráng q trình giảng dạy Thầy tận tâm, tâm huyết với sinh viên Thầy giúp chúng em nắm vững kiến thức môn học, qua có tảng cho mơn học công việc sau Trong trình làm báo cáo chắn khó tránh khỏi thiếu sót Nhóm chúng em xin nhận thiếu sót mong Thầy góp ý để báo cáo hồn thiện Cuối kính chúc Thầy có thật nhiều sức khỏe, ln ln hạnh phúc thành cơng đường giảng dạy 0 Phần A: Dịch giáo trình từ tiếng Anh sang tiếng Việt Tiếng Anh Tiếng Việt Chapter Chương Calculating techniques Kỹ thuật tính tốn 3.1 Introduction 3.1 Giới thiệu In order to calculate, with a reasonable degree Để tính tốn, với mức độ xác hợp lý, of accuracy, the short-circuit current that dòng điện ngắn mạch mà chảy hệ thống, can be expected to flow in a system, it is necessary to cần phải tìm mạch tương đương cho phần find an equivalent circuit for each tử hệ thống thể đầy đủ hiệu suất system element that will adequately represent its điều kiện ngắn mạch điều kiện Nếu performance under short-circuit không sử dụng kỹ thuật đơn giản hóa, người ta conditions Without the use of simplifying thường phải đối mặt vớisự cần thiết việc giải techniques, one is often faced with the phương trình vi phân phức tạp để xác định necessity of solving complex differential equations to dòng ngắn mạch determine the short-circuit current Trong chương này, kỹ thuật tính toán In this chapter, various calculating techniques khác thảo luận với nhấn mạnh đặc will be discussed with particular emphasis biệt Placed on simplifying techniques and manipulations Đặt vào việc đơn giản hóa kỹ thuật thao tác that will provide acceptable results mang lại kết chấp nhận sử dụng using system conditions that are recognized and điều kiện hệ thống công nhận chấp accepted 3.2 Fundamental principles nhận 3.2 Các nguyên tắc A basic ac power circuit containing resistance (R), Một đoạn mạch điện xoay chiều có điện trở inductance (L), and capacitance (C) is shown in (R), cuộn dây (L) điện dung (C) hiển thị Figure 3-1 For completeness, the series capacitor is Hình 3-1 Để hoàn chỉnh, tụ điện nối tiếp shown, although its use in power circuits is limited hiển thị, việc sử dụng mạch The general expression relating the instantaneous công suất bị hạn chế Biểu thức tổng quát liên quan current response (i) and the instantaneous exciting đến dòng điện tức thời đáp ứng (i) điện áp source voltage (e) in such a circuit will take the form nguồn kích thích tức thời (e) mạch (see IEEE Std 141™-1993 [B6]) hình thành (xem IEEE Std 141 ™ -1993 [B6]): 0 Figure 3-1—Series RLC circuit The expression for the response (for current) Hình 3-1 – Mạch RLC mắc nối tiếp Biểu thức cho phản ứng (cho dòng điện) yêu cầu involves the solution of a differential equation as đến giải pháp phương trình nhiều shown in many electrical engineering textbooks sách giáo khoa kỹ thuật điện Tuy nhiên, mạng lưới However, industrial and commercial power system hệ thống điện công nghiệp thương mại bao gồm networks contain many branches composed of series nhiều nhánh bao gồm chuỗi kết hợp song and parallel combinations of resistance, inductance song điện trở, điện cảm điện dung, bổ sung and capacitance, which add greatly to the complexity nhiều vào độ phức tạp việc sử dụng biểu of using the fundamental expression for circuit thức để phân tích mạch Ngồi ra, tính tốn analysis In addition, the calculation of system short- dòng ngắn mạch hệ thống phức tạp circuit currents is further complicated by the varying từ thông thay đổi (điện áp điều khiển) fluxes (driving voltages) in equipment along with the thiết bị với trạng thái ổn định trước lỗi sau pre-fault and post-fault steady-state behavior In lỗi hành vi Khi tính tốn dịng ngắn mạch, cần sử calculating short-circuit currents, it is expedient to dụng kỹ thuật đơn giản hóa phương trình use techniques that will simplify the general circuit mạch tổng quát nhiều tốt equation as much as possible while still providing cung cấp kết hợp lệ đủ xác cho mục đích valid results that are sufficiently accurate for their dự định họ intended purpose Each of the network theorems and calculating Mỗi định lý mạng kỹ thuật tính tốn mơ tả techniques described in this chapter are valid for a chương hợp lệ cho phép tính cụ specific calculation They place various constraints thể Họ đặt nhiều ràng buộc khác mạch on the general circuit equation in order to achieve chung calculation simplicity It must be emphasized that phương trình để đạt đơn giản tính these constraints must have some basis in order to toán Cần phải nhấn mạnh ràng buộc obtain valid results Fortunately, it is often possible phải có số sở để có kết hợp to introduce appropriate corrections artificially when lệ May mắn thay, thường đưa biện restraints are violated by system conditions pháp sửa chữa thích hợp cách giả tạo However, in certain cases it may be necessary to use hạn chế bị vi phạm điều kiện hệ thống Tuy the formal differential equations to obtain a valid nhiên, số trường hợp định, 0 solution cần sử dụng phương trình vi phân để có The following constraints are common to all of the giải pháp hợp lệ Các ràng buộc sau chung cho tất kỹ techniques that will be discussed, with the exception thuật thảo luận, với ngoại lệ cách of the Fourier representation Fourier 1) The ac source frequency must be constant In 1) Tần số nguồn xoay chiều phải không đổi Trong power system short-circuit analysis, it is reasonable phân tích ngắn mạch hệ thống điện, điều hợp to assume constant system frequency for the fault lý để giả định tần số hệ thống không đổi thời duration except for very rare and special cases gian xảy cố ngoại trừ trường 2) The impedance coefficients R, L, and C must be hợp đặc biệt 2) Các hệ số trở kháng R, L C phải số constant (saturated values) Again, for the majority of (giá trị bão hòa) Một lần nữa, phần lớn short-circuit calculations this restraint causes no tính tốn ngắn mạch, hạn chế khơng gây difficulty since the maximum fault current is of khó khăn dịng điện cố tối đa quan tâm concern and the fault resistance is taken to be zero khả chống cố làđược lấy when the equipment rating is evaluated The đánh giá xếp hạng thiết bị Tuy nhiên, sau đây,là following, however, are examples of system ví dụ điều kiện hệ thống mà hạn chế conditions where the restraint will be violated When bị vi phạm Khi hồ quang trở thành an arc becomes a series component of the circuit thành phần nối tiếp trở kháng mạch, R mà impedance, the R that it represents is not constant biểu diễnkhông phải số Ví dụ, dịng điện For example, at a current of one ampere, it is likely ampe, có khả 100 ohms, to be 100 ohms, yet at a current of 1000 amperes it dịng điện 1000 ampe, 0,1 ohms (xem would very likely be about 0.1 ohms (see IEEE Std IEEE Std 141-1993 [B6]) Trong nửa chu kỳ 141-1993 [B6]) During each half-cycle of current dòng điện, điện trở hồ quang qua phạm vi flow, the arc resistance would traverse this range It Rất khó để xác định giá trị điện trở cần is difficult to determine a proper resistance value to chèn mạng 60 Hz Giá trị R không insert in the 60 Hz network A correct value of R bù đắp cho vi phạm ràng buộc yêu cầu R does not compensate for the violation of the số Sự biến đổi R làm giảm trở constraint that demands that R be a constant The kháng dịng điện có cường độ cao, điều variation in R lessens the impedance to high- dẫn đến dạng sóng dịng điện có đỉnh nhiều magnitude current, which results in a wave shape of sóng hình sin Hiện bao gồm điều current that is more peaked than a sine wave The khoản hài Bởi chúng kết việc vi current nowcontains harmonic terms Because they phạm phân tích hạn chế, chúng khơng xuất result from a violation of analytical restraints, they kết tính tốn Tính cách họ will not appear in the calculated results độ lớn phải xác định phương tiện khác kết giả tạo A similar type of non-linearity may be encountered đưa vào giải pháp cho dòng cố Một dạng khơng tuyến tính tương tự gặp in electromagnetic elements in which iron plays a phần tử điện từ sắt đóng 0 part in setting the value of L If the ferric parts are phần việc thiết lập giá trị L Nếu phần sắt subject to large excursions of magnetic density, the chịu tác dụng mật độ từ lớn, giá trị L có value of L may be found to drop substantially when thể giảm đáng kể mật độ thông lượng đưa the flux density is driven into the saturation region vào vùng bão hòa Ảnh hưởng vi phạm hạn The effect of this restraint violation will, like the case chế này, giống trường hợp biến trở R, dẫn of variable R, result in the appearance of harmonic đến xuất thành phần hài dòng components in the true circuit current 3) The driving voltage and its phase angle are điện mạch thực 3) Điện áp phát động góc pha giả assumed to be constant In reality, however, the thiết không đổi Thực tế,tuy nhiên, điện áp machine’s internal driving voltage varies with truyền động bên máy thay đổi tùy theo machine loading and time During a fault, the tải máy machine’s magnetic energy or internal voltage is thời gian Khi xảy lỗi, lượng từ trường reduced faster than it can be replaced by energy điện áp bên máy bị giảm nhanh supplied by the machine’s field The rate of decay mức thay lượng differs for each source In addition, the angles trường máy cung cấp Tỷ lệ phân rã khác between machines begin to change as some nguồn Ngoài ra, góc máy accelerate and others slow down The resistance and bắt đầu reactance of machines are fixed values based on the thay đổi số tăng tốc số khác giảm physical design of the equipment Solving a system tốc độ Điện trở điện kháng máy móc with many varying driving voltage sources becomes giá trị cố định dựa sở vật lý thiết kế cumbersome The same current can be determined by thiết bị Giải hệ thống với nhiều điện áp holding the voltage constant and varying the machine truyền động khác nguồn trở nên cồng kềnh impedance This interchange helps to simplify the Cùng dịng điện xác định mathematics The value of the impedance that must cách giữ be used in these calculations depends on the basis of điện áp không đổi thay đổi trở kháng máy rating for the protective device or equipment under Sự trao đổi giúp để đơn giản hóa tốn học consideration Different types of protective devices Giá trị trở kháng phải sử dụng or equipment require different machine impedances tính tốn phụ thuộc vào sở xếp hạng to determine the fault current duty Equipment cho thiết bị bảo vệ thiết bị xem evaluated on a first-cycle criteria would use a lower xét Các loại thiết bị bảo vệ khác thiết bị machine impedance and hence a higher current than yêu cầu trở kháng máy khác để xác định equipment evaluated on an interrupting time basis dòng cố nghĩa vụ Thiết bị đánh giá theo tiêu chí chu kỳ sử dụng máy thấp trở kháng dịng điện cao thiết bị đánh giá 4) The fault current source must be sinusoidal Most sở thời gian gián đoạn 4) Nguồn dịng cố phải có dạng hình sin Hầu voltages and currents used for transmission and hết điện áp dòng điện sử dụng cho 0 utilization of electric power are generated by the truyền động sử dụng công suất điện tạo uniformrotation of an armature in a magnetic field; chuyển động phần ứng từ the resulting steady-state voltage is periodic and has trường; kết điện áp trạng thái ổn định tuần a waveform that is nearly a pure sine wave or one hồn có dạng sóng gần giống sóng hình sin that can be resolved into a series of sine waves túy dạng sóng phân giải The vector impedance analysis recognizes only the thành loạt sóng sin Phân tích trở kháng vectơ nhận sóng điện steady-state sine wave electrical quantities and does hình sin trạng thái ổn định số lượng không bao not include the effects of abrupt switching gồm tác động việc chuyển mạch đột ngột Fortunately, the effects of switching transients can be May mắn thay, tác động độ chuyển mạch analyzed separately and added provided the network phân tích riêng biệt thêm vào với is linear An independent solution can be obtained điều kiện mạng tuyến tính Một nghiệm độc lập from a solution of the formal differential equations of nhận từ nghiệm vi phân the form of Equation (3.1) (see IEEE Std 141-1993 thức phương trình có dạng Phương trình (3.1) [B6]) In the case of a totally resistive (R) network, (xem IEEE Std 141-1993 [B6]) Trong trường hợp (Figure 3-2), the closure of the switch SWcauses the mạng điện trở hồn tồn (R), (Hình 3-2), việc đóng current to immediately assume the value that would công tắc SW làm cho dòng điện giả exist in steady state No transient will be produced định giá trị tồn trạng thái ổn định Không In the case of inductance (L), (Figure 3-3), an thoáng qua sản xuất Trong trường hợp understanding of the switching transient can be best điện cảm (L), (Hình 3-3), hiểu biết chuyển acquired using the expression shown in Equation đổi độ có tốt cách sử (3.3) dụng biểu thức hiển thị Công thức (3.3) biểu diễn dạng I This expression tells us that the application of a Biểu thức cho biết việc áp dụng driving voltage to an inductance will create a time- điện áp truyền động cho cuộn cảm tạo tốc độ rate-of-change in the resultant current flow The thay đổi theo thời gian dòng Dạng current waveform, one example of which is shown in sóng tại, ví dụ số hiển thị Figure 3-3, may be fully offset or not offset at all, Hình 3-3, bù đắp hồn tồn depending on the point on the applied voltage wave không bù đắp chút nào, tùy thuộc vào điểm at which the switch is closed The waveform in sóng điện áp đặt vào mà cơng tắc đóng Các Figure 3-3 assumes a voltage angle (at switch dạng sóng Hình 3-3 giả định góc điện áp (khi closing) of 180 degrees, so a full negative offset will đóng cơng tắc) 180 độ, bù trừ âm đầy 0 be produced At 1/2 cycle in Figure 3-3, the steady-state current đủ tạo Ở 1/2 chu kỳ Hình 3-3, dạng sóng đường curve waveform begins with a maximum negative dc cong dòng điện trạng thái ổn định bắt đầu độ offset The offset is negative because the voltage at lệch dc âm cực đại Độ lệch âm điện áp 1/2 1/2 cycle is “zero going negative,” meaning that the chu kỳ "Không chuyển sang âm", nghĩa giá trị instantaneous value is zero at 1/2 cycle, but the next tức thời 1/2 chu kỳ, giá trị tiếp value will be negative At this same instant (1/2 theo số âm Tại thời điểm (1/2 chu cycle), the 90 degree lagging current through the kỳ), dòng điện trễ 90 độ qua cuộn cảm mức inductor will be at a positive peak Because the cực đại dương Bởi cơng tắc mở trước switch has been open prior to this instant, the thời điểm này, dòng điện dẫn phải thời inductor current must be zero at the instant the điểm cơng tắc đóng Vì Dịng điện dẫn trạng thái switch closes Because the steady-state inductor ổn định giá trị cực đại dương 1/2 chu current will be at its positive peak value at 1/2 cycle, kỳ, số Dòng điện âm giá trị a constant current equal to the negative of this peak đỉnh phải tạo 1/2 chu kỳ value must be produced starting at 1/2 cycle such tổng dạng sóng trạng thái ổn that the sum of the steady-state waveform and the định số không 1/2 chu kỳ Nói constant is zero at 1/2 cycle In general, the transient chung, độ tạo đóng cơng tắc có that is produced when the switch is closed will take dạng dòng điện chiều thành phần có giá trị có the form of a dc current component whose value may thể thứ từ đến giá trị đỉnh trạng thái be anything between zero and the steady-state crest ổn định (âm dương), tùy thuộc vào góc đóng value (either positive or negative), depending on the angle of closing Cơng tắc đóng t =0 0 Thời gian chu kì 60hz Hình 3-2-Biến đổi mạch có điện trở Cơng tắc đóng t =0 Thời gian chu kì 60hz Hình 3-3—Biến đổi mạch có điện kháng If the circuit contained no resistance, as depicted in Nếu mạch khơng có điện trở, mô tả Figure 3-3, the constant current would continue Hình 3-3, dịng điện khơng đổi forever and the total waveform (the sum of this tiếp tục mãi dạng sóng tổng (tổng giá constant value and the sinusoidal steady-state trị không đổi hình sin dịng điện trạng thái current) would remain in the offset form The ổn định) dạng bù đắp Sự diện presence of resistance causes the constant (often nguyên nhân kháng thành phần số 0 called dc) component to be dissipated exponentially (thường gọi dc) bị tiêu tán theo cấp số The complete expression for the current would take nhân Hồn chỉnh biểu thức cho dịng điện có the form shown in Equation (3.5): dạng hiển thị Công thức (3.5): In Equation (3.5), the first part of the expression for Trong phương trình (3.5), phần biểu the current has a constant termmodified by a thức cho dịng điện có số hạng không đổi decaying exponential term (often called a decaying sửa đổi số hạng hàm mũ giảm dần dc term) The second part of the equation is a steady- (thường gọi số hạng chiều giảm dần) state sinusoidal term To help distinguish these two Thư hai phần phương trình số hạng terms, E/Z will be identified as idc in the first term hình sin trạng thái ổn định Để giúp phân biệt hai and EIac,rms in the second term Note that at time t = thuật ngữ này, E / Z xác định idc (the instant of fault initiation), these two terms are số hạng Iac, rms số hạng thứ hai equal Ghi thời điểm t = (thời điểm bắt đầu cố), hai số hạng Where Khi If time t is expressed in cycles, Equation (3.6) Nếu thời gian t diễn tả theo chu kỳ, phương becomes: trình 3.6 trờ thành The presence of dc current components may Sự diện thành phần dòng điện introduce unique problems in providing selectivity in chiều gây vấn đề việc relay coordination between some types of cung cấp tính chọn lọc phối hợp rơ le overcurrent devices It is particularly important to số loại thiết bị q dịng Nó đặc biệt quan keep in mind that these transitory dc currents are not trọng cần lưu ý dòng điện chiều tạm disclosed by the steady-state circuit solution often thời không tiết lộ giải pháp mạch used in short-circuit fault calculations, but must be trạng thái ổn định thường sử dụng tính introduced artificially by the analyst, or by toán cố ngắn mạch, phải giới thiệu established rules and guidelines A detailed cách giả tạo nhà phân tích differential equation model of the entire network, quy tắc hướng dẫn thiết lập Một chi tiết mô including machines using a dynamic flux model, hình phương trình vi phân toàn mạng, bao 0 would be required to obtain the transient currents gồm máy sử dụng động mơ hình thơng lượng, u cầu để có dịng điện q It is common practice that the analyst considers the độ Thực tế phổ biến nhà phân tích coi q trình switching transient to occur only once during one chuyển mạch xảy lần lần excursion of short-circuit current flow An tham gia dòng điện ngắn mạch Kiểm tra examination of representative oscillograms of short- người đại diện biểu đồ dao động dòng điện circuit currents will often display repeated instances ngắn mạch thường hiển thị trường hợp lặp of momentary current interruptions At times, an lại dòng điện tạm thời gián đoạn Đôi entire half-cycle of current will be missing In other khi, tồn nửa chu kỳ dịng điện bị thiếu cases, especially in low-voltage circuits, there may Trong khác be present a whole series of chops and jumps in the trường hợp, đặc biệt mạch điện áp current pattern A switching interrupter, especially thấp, có loạt điểm cắt nhảy when switching a capacitor circuit, may be observed mẫu Một ngắt chuyển mạch, đặc to restrike two, or perhaps three times before biệt chuyển mạch tụ điện, complete interruption is achieved The restrike quan sát để bắt đầu lại hai có lẽ ba lần trước generally occurs when the potential difference across hoàn thành gián đoạn đạt Việc bắt đầu the switching contacts is high It is entirely possible lại thường xảy khác biệt tiềm ẩn qua that switching transients, both simple dc and ac tiếp điểm chuyển mạch cao Hồn tồn transitory oscillations, may be created in the circuit xảy việc chuyển đổi độ, hai đơn giản current a number of times during a single incident of Dao động chiều xoay chiều, short-circuit current flow The analyst must remain tạo mạch số lần cố mindful of possible trouble dịng điện ngắn mạch Nhà phân tích phải lưu tâm đến rắc rối xảy 3.3 Short-circuit calculation procedure 3.3 Quy trình tính tốn ngắn mạch The procedure for calculating short-circuit currents Quy trình tính tốn dịng ngắn mạch hệ in industrial and commercial power systems can be thống điện cơng nghiệp thương mại described in five basic steps Each of these steps is mô tả năm bước Mỗi bước covered in more detail in this and later chapters đề cập chi tiết chương 1) Prepare a system one-line diagram showing all chương sau elements to be included in the analysis The diagram 1) Chuẩn bị sơ đồ dòng hệ thống cho should provide significant details to allow the user to thấy tất yếu tố bao gồm phân identify the system nodes (buses) that will be tích Sơ đồ phải cung cấp chi tiết quan trọng để considered in the short-circuit analysis Transformers cho phép người dùng xác định nút hệ thống should be drawn with a transformer symbol, motors (bus) xem xét phân tích ngắn mạch with a motor symbol, and so on Depending on the Máy biến áp nên vẽ ký hiệu máy biến complexities of the system drawing, the amount of áp, động có động biểu tượng, v.v Tùy thuộc equipment detail shown will vary However, too vào độ phức tạp vẽ hệ thống, số lượng chi 0 much data will make it difficult to locate any item of tiết thiết bị hiển thị khác Tuy nhiên, concern A separate equipment list can be used to nhiều liệu làm cho khó xác định reduce the data placed on the one-line diagram mục cần quan tâm Một danh sách thiết bị riêng sử dụng để giảm liệu 2) Prepare an impedance diagram showing the đặt sơ đồ dòng 2) Chuẩn bị biểu đồ trở kháng thể trở system impedances Most engineers show impedance kháng hệ thống Hầu hết kỹ sư hiển thị trở in per-unit on a common MVA base However, ohms kháng theo đơn vị sở MVA chung Tuy can be used if the voltage for each bus is also given nhiên, ohms sử dụng điện áp cho To reduce the amount of drafting time, the one-line bus đưa Để giảm thời gian soạn diagram may be used together with the equipment thảo, Sơ đồ dòng sử dụng list identifying the impedance data for the various với danh sách thiết bị xác định liệu trở kháng components shown on the one-line diagram Many cho thành phần khác hiển thị sơ computer programs allow the use of “raw” data to be đồ dịng Nhiều chương trình máy tính cho used, thus eliminating the need for the impedance phép sử dụng liệu “thô” sử dụng, diagram 3) Develop an equivalent circuit of the “outside loại bỏ cần cho sơ đồ trở kháng 3) Phát triển mạch tương đương “thế giới world.” This circuit represents the part of the system bên ngoài” Mạch đại diện cho phần for which short-circuit calculations are not required, hệ thống khơng cần tính tốn ngắn mạch, but its effect on the total fault current is important ảnh hưởng đến tổng dòng điện cố quan trọng and must be included In the analysis of industrial phải bao gồm Trong phân tích and commercial power systems, the utility system is hệ thống điện công nghiệp thương mại, hệ often represented as an equivalent circuit thống tiện ích thường biểu diễn 4) Calculate the symmetrical short-circuit current at mạch tương đương 4) Tính dịng ngắn mạch đối xứng nút cần the buses of concern This can be done by hand using quan tâm Cái thực tay the techniques given in the following sections and kỹ thuật đưa phần chapters or with a computer program Chapter chương sau với chương trình máy tính through Chapter provide details on solving for Chương đến Chương cung cấp thông tin chi symmetrical short-circuit currents 5) Apply appropriate multiplying factors to tiết giải dòng ngắn mạch đối xứng 5) Áp dụng hệ số nhân thích hợp cho dịng symmetrical short-circuit currents, as required to ngắn mạch đối xứng, yêu cầu để phản ánh reflect the asymmetry of the short-circuit current khơng đối xứng dịng điện ngắn mạch Chu kỳ First-cycle and interrupting time calculations may Việc tính tốn thời gian làm gián đoạn need multipliers if used for equipment evaluation, cần số nhân sử dụng cho thiết bị while “30 cycle” calculations used mainly for time đánh giá, phép tính "30 chu kỳ" delay relay settings may not See Chapter 10 through sử dụng chủ yếu cho cài đặt rơle thời gian trễ có Chapter 12 for the application of multiplying factors thể không Xem Chương 10 đến Chương 12 để biết ứng dụng phép nhân nhân tố 0 6) Compare the calculated short-circuit duties to the 6) So sánh thông số ngắn mạch tính tốn với equipment ratings Chapter 11 provides detail on thông số thiết bị Chương 11 cung cấp chi tiết application of short-circuit calculations ứng dụng tính tốn ngắn mạch 3.4 One-line diagram 3.4 Sơ đồ đường dây When preparing the data for short-circuit studies the Khi chuẩn bị liệu cho nghiên cứu ngắn first step is to develop a one-line diagram of the mạch, bước phát triển đường dây electrical system In a balanced three-phase system, sơ đồ hệ thống điện Trong hệ thống ba pha the circuit impedance for each phase is the same as cân bằng, trở kháng mạch pha for the other two phases This symmetrical property tương tự hai pha cịn lại Thuộc tính is taken advantage of by drawing the electrical đối xứng lấy lợi việc vẽ hệ thống system as a single-phase drawing This drawing is điện vẽ pha Bản vẽ referred to as a “one-line.” Standard symbols from gọi “một dòng” Các ký hiệu tiêu chuẩn từ ANSI ANSI Y32.2-1975 or IEC 117 are used to represent Y32.2-1975 IEC 117 sử dụng để biểu electrical apparatus Figure 3-4a, Figure 3-4b, and diễn thiết bị điện Hình 3-4a, Hình 3-4b Hình 3- Figure 3-4c provide the more commonly used 4c cung cấp symbols The drawing should include all sources of ký hiệu sử dụng phổ biến Bản vẽ short-circuit current, (utilities, generators, nên bao gồm tất nguồn ngắn mạch dòng synchronous motors, induction motors, condensers, điện, (tiện ích, máy phát điện, động đồng bộ, etc.), and all significant circuit elements, động cảm ứng, bình ngưng, v.v.), tất (transformers, cables, circuit breakers, fuses, etc.) phần tử mạch quan trọng, (máy biến áp, cáp, In developing the one-line diagram, the engineer ngắt mạch, cầu chì, v.v.) Khi phát triển sơ đồ dòng, kỹ sư phải must decide how much detail should be represented định mức độ chi tiết nên đc đại diện Quá nhiều Too much data can make the drawing cluttered and liệu làm cho vẽ lộn xộn khó đọc ví hard to read For example, transformers can be dụ, máy biến áp dán nhãn với định labeled with the voltage rating, tap, kVA, and mức điện áp, vòi, kVA trở kháng, impedance, or be limited to the kVA rating and the giới hạn định mức kVA trở kháng phần trăm percent impedance 0 Figure 3-4a—Typical symbols used on one- Hình 3-4a—Các kí hiệu thường dùng line diagrams sơ đồ đường dây đơn Figure 3-4b—Typical symbols used on Hình 3-4b—Các kí hiệu thường dùng one-line diagrams sơ đồ đường dây đơn Figure 3-4c—Typical symbols used on one- Hình 3-4c—Các kí hiệu thường dùng sơ đồ đường dây đơn 3.4.1 Mạch pha tương đương line diagrams 3.4.1 Single-phase equivalent circuit 0 The single-phase equivalent circuit is a tool for Mạch tương đương pha công cụ để đơn simplifying the analysis of balanced threephase giản hóa việc phân tích mạch threephase cân circuits, yet it is the solution method for which the bằng, phương pháp giải mà hạn restraints are probably most often disregarded (see chế có lẽ thường gặp bị bỏ qua (xem Griffith Griffith [B4]) Its use is best understood by [B4]) Việc sử dụng hiểu rõ examining a three-phase diagram of a simple system cách kiểm tra ba pha sơ đồ hệ thống đơn and its single-phase equivalent, as shown in Figure giản tương đương pha nó, 3-5 Also illustrated is the popular one-line diagram Hình 3-5 Cũng minh họa cách biểu diễn representation that is commonly used to describe the sơ đồ dòng phổ biến thường sử dụng để same three-phase system on drawings For a three-phase system known to have perfectly mô tả hệ thống ba pha giống vẽ Đối với hệ thống ba pha biết có nguồn balanced symmetrical source excitation (voltage), kích thích đối xứng hồn tồn cân (điện áp), loads, and shunt and series line impedances tải, trở kháng dòng nối tiếp shunt kết connected to all three phases (upper diagram), the nối với ba pha (trên sơ đồ), ruột dẫn trung tính neutral conductor (shown dotted), whether physically (được hiển thị dạng chấm), có mặt vật lý present or inserted for mathematical convenience, chèn vào will carry no current Under these conditions, the tiện lợi tốn học, khơng mang theo system can be accurately described by either of the Trong điều kiện này, hệ thống two lower diagrams of Figure 3-5 The singlephase mơ tả xác hai sơ đồ equivalent circuit is useful because the solution to Hình 3-5 Mạch tương đương pha hữu ích the classical loop equations is much easier to obtain lời giải cho phương trình vịng lặp cổ điển than for the more complicated three-phase network In the discussion that follows, it is assumed that there dễ lấy nhiều so với mạng ba pha phức tạp Trong phần thảo luận sau đó, giả định khơng is no coupling between phases of the loads and có ghép nối pha tải thiết bị cung power delivery equipment Such coupling would not cấp điện Việc ghép nối không cho allow a “decoupled” analysis of one phase of the phép phân tích "tách rời" pha mạch cân balanced circuit Symmetrical component techniques Kỹ thuật thành phần đối xứng (sẽ mô (to be described later) can effectively decouple the tả sau) tách mạch ba pha cách hiệu quả, three-phase circuits, assuming balanced (equal) giả sử ghép cân (bằng nhau) pha, coupling between phases, into zero, positive, and thành mạch tương đương thứ tự không, dương negative sequence equivalent circuits Under âm Trong điều kiện hoạt động ba pha cân bằng, balanced three-phase operating conditions, it can be phân tích mạch tương đương thứ shown that an analysis of the positive sequence tự thuận cho kết giống hệt giá trị pha” Vì lý equivalent circuit gives results that are identically này, khái niệm phân tích “mỗi pha”, “pha equal to “a” phase values For this reason, the đơn” “trình tự thuận” thường sử dụng thay concepts of “per phase,” “single-phase,” and cho Lưu ý cách sử dụng không “positive sequence” analysis are often used cách nghiêm ngặt dẫn đến interchangeably Note that this usage is not nhầm lẫn Các tài liệu tham khảo nên tham 0 rigorously correct and can lead to confusion The khảo để phát triển đầy đủ tính tương đương (hoặc references should be consulted for a complete thiếu) thuật ngữ mô tả khác development of the equivalence (or lack thereof) of these various descriptive terms In determining the complete short-circuit solution, Để xác định giải pháp ngắn mạch hoàn chỉnh, hai the other two phases will have responses that are giai đoạn lại có phản hồi dịch shifted by 120° and 240°, but are otherwise identical chuyển 120 ° 240 °, giống hệt với phản to that of the reference phase hồi giai đoạn tham chiếu Figure 3-5—Electrical power diagrams Hình 3-5— Các loại sơ đồ điện cơng suất Anything that upsets the balance of the network Bất kỳ điều làm đảo lộn cân mạng renders the model invalid unless special calculating làm cho mơ hình khơng hợp lệ trừ sử dụng techniques are used One instance for which this kỹ thuật tính tốn đặc biệt Một trường hợp mà might occur is the line-toground fault shown in điều xảy lỗi line-toground Figure 3-6 For this fault condition, the balance or hiển thị Hình 3-6 Đối với tình trạng lỗi này, symmetry of the circuit is destroyed Neither the cân đối xứng mạch bị phá hủy single-phase equivalent circuit nor the one-line Cả mạch tương đương pha sơ đồ dòng diagram wrepresentation is valid The single phase không hợp lệ Biểu diễn sơ đồ pha and the one-line diagram representations would dòng ngụ ý tải bị ngắt kết nối Tuy imply that the load has been disconnected However, nhiên, tiếp tục cung cấp lượng it continues to be energized by twophase power as nguồn điện hai chiều thể sơ đồ 0 shown on the three-line diagram So called “single- ba dòng Cái gọi “hoạt động pha” thiết phase operation” of three-phase equipment can cause bị ba pha gây hư hỏng nghiêm trọng cho serious damage to motors and may also result in động dẫn đến tình trạng hoạt unacceptable operating condition of certain load động chấp nhận số thiết bị apparatus tải định Figure 3-6—Electrical power diagrams showing fault location Hình 3-6—Sơ đồ mạch điện cho thấy vị trí mắc bị lỗi 3.4.2 Bus numbers 3.4.2 Số nút Some short-circuit analysis computer programs Một số chương trình máy tính phân tích ngắn mạch require the use of bus numbers identifying each yêu cầu sử dụng số bus nhận dạng individual bus on the one-line diagram to assist the nút riêng lẻ sơ đồ dòng để hỗ trợ kỹ engineer with the printed computer results When bus sư in kết máy tính Khi số nút yêu cầu, 0 numbers are required, each element of the electrical phần tử hệ thống điện phải nằm hai systemmust be between two distinct bus numbers số nút riêng biệt Sơ đồ dòng chia thành The one-line diagram is divided into circuit segments mạch phân đoạn cách gán số nút sau: by assigning bus numbers as follows: a) To a bus with three or more connections to it a) Đến nút có ba nhiều kết nối với These often are pieces of major equipment such as Đây thường phần thiết bị switchgear buses, motor control center buses, nút thiết bị đóng cắt, nút trung tâm điều khiển substations, etc động cơ, trạm biến áp, v.v b) At utility ties and generator terminals b) Tại giằng tiện ích đầu nối c) At the terminals of motors when the cable máy phát điện connection to the motor is represented c) Tại đầu nối động kết nối cáp với Sometimes it is convenient to place bus numbers at động biểu diễn Đơi thuận tiện để đặt số nút điểm the junction point of two different elements such as a giao hai phần tử khác nhau, chẳng hạn cable connection to a transformer if the computer kết nối cáp với máy biến áp chương trình program can handle a large number of nodes In máy tính xử lý số lượng lớn nút other cases, the series per-unit impedances are added Trong trường hợp khác, trở kháng chuỗi together and represented as a single element in the đơn vị cộng lại với program Care must be taken when combining series biểu diễn dạng phần tử impedances to ensure that any impedance modifiers chương trình Phải cẩn thận kết hợp trở are applied to the correct elements For example, in kháng nối tiếp để đảm bảo điều chỉnh performing first-cycle and interrupting time fault trở kháng áp dụng cho phần tử calculations, the motor impedances are modified If xác Ví dụ, thực tính tốn lỗi chu kỳ đầu the cable impedance is included in the motor tiên thời gian ngắt, trở kháng động sửa impedance, it should not be modified Likewise, if đổi Nếu trở kháng cáp bao gồm trở transformer taps are to be changed, the cable should kháng động cơ, khơng nên sửa đổi be represented as a single element between two Tương tự vậy, vịi máy biến áp buses thay đổi, cáp phải biểu thị phần tử hai nút 3.4.3 Impedance diagrams 3.4.3 Biểu đồ trở kháng The companion document to the one-line diagram for Tài liệu kèm với sơ đồ dòng để tính tốn short-circuit calculations is an impedance diagram It ngắn mạch sơ đồ trở kháng Về is basically the same as the one-line diagram with giống biểu đồ dòng với phần tử mạch each significant circuit element replaced by its thay trở kháng tương ứng respective impedance Figure 3-8 is the impedance Hình 3-8 biểu đồ trở kháng hệ thống điện diagramfor the electrical system shown in Figure 3- thể hình 3-7 Bản vẽ tài This drawing is a useful reference document To liệu tham khảo hữu ích Để giảm số lượng reduce the quantity or size of drawings, only the one- kích thước vẽ, có sơ đồ đường thực 0 line diagram is truly required, but it must be supplemented with tables providing the impedance bắt buộc, phải bổ sung data bảng cung cấp liệu trở kháng 3.4.4 Short-circuit flow diagrams 3.4.4 Sơ đồ dòng ngắn mạch The short-circuit flow diagram is a one-line diagram Sơ đồ dòng ngắn mạch sơ đồ dòng thể showing direction and magnitude of short-circuit hướng độ lớn củadòng ngắn mạch chảy currents flowing in the connecting branches for a nhánh kết nối để đoản mạch hệ thống cụ specific system short circuit These diagrams usually thể are an expanded view of one section of the one-line mạch điện Các sơ đồ thường dạng xem mở diagram to show the results of a short-circuit rộng phần đường dòng biểu đồ để calculation hiển thị kết tính tốn ngắn mạch 3.4.5 Relaying one-line diagrams 3.4.5 Sơ đồ dòng chuyển tiếp The relaying one-line diagram is a one-line diagram Sơ đồ dòng rơle sơ đồ dòng với with current transformers, potential transformers, máy biến dòng, máy biến thế, số chức relay device function numbers or relay types shown thiết bị rơle loại rơle thể Details as to which breaker the relay trips is Thông tin chi tiết loại cầu dao sometimes given Rather than placing all this detail chuyến rơle đơi đưa Thay đặt on one systemdrawing, a relay one-line is often tất chi tiết vẽ hệ thống, rơ provided for each substation or switchgear drawing le đường dây thường cung cấp cho trạm biến áp vẽ thiết bị đóng cắt Figure 3-7—One-line diagram with bus Hình 3-7—Sơ đồ dây đơn với số nút numbers Figure 3-8—Impedance one-line diagram Hình 3-8—Sơ đồ dây đơn với điện trở kháng 0 Phần B: Tính tốn, mơ phần mềm I Giới thiệu tốn tính tốn tay 1/ Sơ đồ ngắn mạch T1 T3 L1 L2  Thông số SrG1 = 100 KVA, UrG1 = 6,3 V, E* = 1, X’’d = 12,5% SrG2 = 120 KVA, UrG2 = 13,8 V, E* = 1, X’’d = 13% MBA T1: SrT1 = 25 KVA, Ukt1% = 10,5% MBA T2: SrT2 = 30 KVA, Ukt2% = 10,5% MBA T3: SrT3 = 10 KVA, Ukt3% = 10,5% Srl = 15 KVA, Cos π = 0,8, Xrl’’= 0,4  Tính tốn tay Ubs = 22 V MF: 0 DĐ: MBA T1: MBA T2: MBA T3: II Sử dụng phần mềm để mô toán III Nhận xét, so sánh kết ……… 0 ... hạnh phúc thành công đường giảng dạy 0 Phần A: Dịch giáo trình từ tiếng Anh sang tiếng Việt Tiếng Anh Tiếng Việt Chapter Chương Calculating techniques Kỹ thuật tính toán 3.1 Introduction 3.1 Giới... Thầy Nguyễn Cơng Tráng q trình giảng dạy Thầy tận tâm, tâm huyết với sinh viên Thầy giúp chúng em nắm vững kiến thức mơn học, qua có tảng cho môn học công việc sau Trong trình làm báo cáo chắn... tuyến tính tương tự gặp in electromagnetic elements in which iron plays a phần tử điện từ sắt đóng 0 part in setting the value of L If the ferric parts are phần việc thiết lập giá trị L Nếu phần