Ch¬ng I tÝnh to¸n ng¾n m¹ch phôc vô b¶o vÖ r¬le Khi thiÕt kÕ b¶o vÖ r¬-le cho bÊt k× mét phÇn tö hay mét hÖ thèng ®iÖn nµo , cÇn ph¶i xem xÐt ®Õn nh÷ng sù cè nÆng nÒ nhÊt cã ¶nh hëng lín tíi hÖ thèng ®ã lµ sù cè ng¾n m¹ch . Víi s¬ ®å hÖ thèng ®ang xÐt cÇn chó ý ®Õn c¸c d¹ng m¹ch ng¾n nh sau : - Ng¾n m¹ch 3 pha ®èi xøng N (3) - Ng¾n m¹ch 2 pha N (2) - Ng¾n m¹ch 2 pha ch¹m ®Êt N (1,1) - Ng¾n m¹ch 1 pha ch¹m ®Êt N (1)
Trang 1Chơng I tính toán ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơle
Khi thiết kế bảo vệ rơ-le cho bất kì một phần tử hay một hệ thống điệnnào , cần phải xem xét đến những sự cố nặng nề nhất có ảnh hởng lớn tới hệthống đó là sự cố ngắn mạch Với sơ đồ hệ thống đang xét cần chú ý đến cácdạng mạch ngắn nh sau :
áp của máy biến áp ba cuộn dây
Các trạng thái vận hành của MBA có thể là :
- Vận hành 2 MBA làm việc song song
+ Hệ thống điện 1 : SHTmax= 2500 MVA
SHTmin= 0,6 SHTmax= 1500 MVA
X1= 0,35
X0= 2,5 X1= 0,875+ Hệ thống điện 2 : SHTmax= 1200 MVA
SHTmin= 0,6 SHTmax= 720 MVA
X1= 0,3
X0= 2,2 X1= 0,66
- Đối với MBA 3 cuộn dây :
Trang 2SdđBA= 125 MVA UKC-T = 11%
UKT-H = 31%
0 005 0 200
1 31
19 11 100 2 1
100 2 1
( U
%) U
% U
% U ( U
KC
H KT H
KC T
KC KC
115 0 200
23 31
19 11 100 2 1
100 2 1
, )
( U
%) U
% U
% U ( U
KC
H KT H
KC T
KC KT
39 31
19 11 100 2 1 100 2 1
, )
( U
%) U
% U
% U ( U
KH
H KT H
KC T
KC KH
Chọn công suất cơ bản Scb = 1000MVA và điện áp cơ bản lấy theo điện
áp trung bình danh định từng cấp :
Ucb = Utb = 230 ; 115 ; 24
cb
cb cb
U
S I
3
Từ đó ta có bảng các giá trị Icb theo từng cấp điện áp ( Bảng 1.1 ) :
Cấp điện áp(kV) Scb (MVA) Ucb (kV) Icb (kA)
220
110
22
100010001000
23011524
2,515,0224,06Bảng 1-1
Sức điện động của hệ thống : 1
cb
ddHT HT
U
U E
1 Điện kháng của hệ thống:
dd
cb ddHT HT
S
S X
- Đối với HTĐ1:
+ Chế độ max :
35 , 0 2500
1000 875 , 0 X
14 , 0 2500
1000 35 , 0 X
0 HT
1 HT
Trang 3+ Chế độ min :
58 , 0 1500
1000 875 , 0 X
23 , 0 1500
1000 35 , 0 X
0 HT
1 HT
1000 66 , 0 X
25 , 0 1200
1000 3 , 0 X
0 HT
1000 66 0
42 0 720
1000 3 0
0
1
,
, X
,
, X
0,350,35
0,230,42
0,580,92
2-Điện kháng của MBA 3 cuộn dây :
6 2 6125
1000 195
0 6
92 0 125
1000 115 0
0 125
1000 0
2
2 1
2 1
, ,
O , S
, O
S U X X
,
, S
S U X X
S
S U X
X
dm
cb KH H
CH
dm
cb KT T
T
dm
cb KC C
HT1
Trang 41-Ngắn mạch tại N 1 :
* Trờng hợp vận hành song song 2 MBA :
Ngắn mạch tại N1 là dạng ngắn mạch đối xứng nên ta có sơ đồ thay thế
nh sau :
Trong đó :
1
1 1
2 1
2 2
HT f
HT Nf
HT T C
X X
X X X
X X X X
14 0 71 0
71 0 25 0 2
92 0 0
14 0
1 1 1
, ,
,
, , X
, ,
, X
, X
HT1
EHT1
X
HT2
EHT2
I'N1I'' N1
3
1 N
I
N 1
X
Trang 5) kA ( , ,
,
I X ' I
) kA ( , ,
,
I X ' I
) kA ( , ,
,
I X I
cbI N
cbI HT N
cbI N
) ( N
53 3 51 2 71 0
1 1
93 17 51 2 14 0
1 1
46 21 51 2 117 0
1 1
1 1
1 1
1
3 1
23 0 71 0
71 0
23 0
1 1 1
, ,
,
, , X
, X
, X
,
I X ' I
) kA ( , ,
,
I X ' I
) kA ( , ,
,
I X I
cbI N
cbI HT N
cbI N
) ( N
54 3 51 2 71 0
1 1
91 10 51 2 23 0
1 1
45 14 51 2 174 0
1 1
1 1
1 1
1
3 1
1 1 1
2 1
HT
HT N
HT T C
X X
X X X
X X X X
I' N1 I'' N1
1
3 N ) (
Trang 6125 0 14 0 17 1
14 0 17 1
17 1 25 0 92 0 0
14 0
1 1 1
, ,
,
, , X
, ,
, X
, X
,
I X ' I
) kA ( , ,
,
I X ' I
) kA ( , ,
,
I X I
cbI N
cbI HT N
cbI N
) ( N
14 2 51 2 17 1
1 1
93 17 51 2 14 0
1 1
07 20 51 2 125 0
1 1
1 1
1 1
1
3 1
23 0 34 1
34 1 42 0 92 0 0
23 0
1 1 1
, ,
,
, , X
, ,
, X
, X
,
I X ' I
) kA ( , ,
,
I X ' I
) kA ( , ,
,
I X I
cbI N
cbI HT N
cbI N
) ( N
88 1 51 2 34 1
1 1
91 10 51 2 23 0
1 1
79 12 51 2 196 0
1 1
1 1 1 1
1
3 1
* Trờng hợp vận hành song song 2 MBA :
Ngắn mạch tại N2 cũng là dạng ngắn mạch đối xứng nên ta có sơ đồ thay thế
I'' N2 I' N2
2
3 N ) (
I
2X
Trang 71 1 2
2 1
2 2
HT f
HT N
HT T C
X X
X X X
X X X X
25 0 6 0
6 0 14 0 2
92 0 0
25 0
2 1 2
, ,
,
, , X
, ,
, X
, X
,
I X '
I
) kA ( , ,
,
I X '
I
) kA ( , ,
,
I X I
cbII N
cbII HT N
cbII N N
37 8 02 5 6 0
1 1
08 20 02 5 25 0
1 1
45 28 02 5 176 0
1 1
2 2
2 2
2
3 2
42 0 69 0
69 0 23 0 2
92 0 0
42 0
2 2 2
, ,
,
, , X
, ,
, X
, X
,
I X ' I
) kA ( , ,
,
I X ' I
) kA ( , ,
,
I X I
cbII N
cbII HT N
cbII N N
28 7 02 5 69 0
1 1
95 11 02 5 42 0
1 1
23 19 02 5 26 0
1 1
2 2
2 2
2
3 2
HT1
EHT1
I''N2I' N2
2
3 N ) (
I
2 NX
Trang 8Trong đó :
2 2
2 2 2
1 2
HT
HT N
HT T C
X X
X X X
X X X X
25 0 06 1
06 1 14 0 92 0 0
25 0
2 2 1
, ,
,
, , X
, , , X
, X
,
I X ' I
) kA ( , ,
,
I X ' I
) kA ( , ,
,
I X I
cbII N
cbII HT N
cbII N N
74 4 02 5 06 1
1 1
08 20 02 5 25 0
1 1
82 24 02 5 2 0
1 1
2 2
2 2
2
3 2
42 0 15 1
15 1 23 0 92 0
42 0
2 2 2
, ,
,
, , X
, ,
, X
, X
,
I X '
I
) kA ( , ,
,
I X '
I
) kA ( , ,
,
I X I
cbII N
cbII HT N
cbII N N
37 4 02 5 15 1
1 1
95 11 02 5 42 0
1 1
32 16 02 5 31 0
1 1
2 2
2 2
2
3 2
EHT2
Trang 9- Khi hệ thống ở chế độ max :
42 1 6 8 7 1
6 8 7 1
6 8 14 0
71 0 3 1 71 0 3 1
7 1 71 0
14 0 3 1 14 0 3 1
71 0 2
92 0 25 0 2
14 0 0 14 0 2
3 1 2
6 2 2
7 6 3
4
5 3 5 3 7
5
4 3 4 3 6
2 5
1 4
3
, , ,
, , X //
X X
, ,
, , , , X
X X X X X
, ,
, , , , X
X X X X X
,
, ,
X X
X
, ,
X X X
, , X X
N
T HT
C HT H
,
I X '
N
42 1
1 1
15 7 23 0
88 0 3 1 88 0 3 1
87 1 88 0
23 0 3 1 23 0 3 1
88 0 2
92 0 42 0 2
23 0 0 23 0 2
3 1 2
6 2 2
7 6 3
4
5 3 5 3 7
5
4 3 4 3 6
2 5
1 4
3
, X //
X X
, ,
, , , , X
X X X X X
, ,
, , , , X
X X X X X
, ,
,
X X
X
, ,
X X
X
, , X X
N
T HT
C HT H
Trang 10) kA ( , ,
,
I X '
N
48 1
1 1
5 25 14
0
6 2 17 1 6 2 17 1
05 3 17 1
6 2 14 0 6 2 14 0
17 1 92 0 25 0
14 0 0 14 0
6 5 3
3
4 4
6
4
3 3
5
2 4
1 3
, X //
X X
, ,
, , , , X
X X X X X
, ,
, , , , X
X X X X X
, ,
, X X X
, ,
X X X
N
H H
H H
T HT
C HT
,
I X '
N
72 2
1 1
09 19 23
0
6 2 34 1 6 2 34 1
28 3 34 1
6 2 23 0 6 2 23 0
34 1 92 0 42 0
23 0 0 23 0
6 5 3
5
4 4
6
4
3 3
5
2 4
1 3
, X //
X X
, ,
, , , ,
X
X X X X X
, ,
, , , ,
X
X X X X X
, ,
, X X
X
, ,
X X X
N
H H
H H
T HT
C HT
EHT2
Trang 11) kA ( , ,
,
I X '
N
80 2
1 1
HT
min
Vận hành 2 MBA 10,91 3,54 14,45 11,95 7,28 19,23 16,23Vận hành 1 MBA 10,91 1,88 12,79 11,95 4,37 16,32 8,60
( Bảng 2.1 )
1.2.2 Tính ngắn mạch 1 pha N (1) ( Ngắn mạch không đối xứng ):
Khi tính ngắn mạch 1 pha thì sơ đồ thay thế thứ tự thuận và thay thế thứ
tự nghịch là nh nhau ( giống nh khi tính ngắn mạch 3 pha đối xứng ) vì tất cả các thành phần mà dòng điện thuận đi qua đợc thì dòng điện thứ tự nghịch cũng đi qua đợc
Còn sơ đồ thay thế thứ tự không thì khác với hai sơ đồ trên vì con đờng dòng điện thứ tự không đi qua đợc khác hẳn con đờng của dòng điện thuận và nghịch đi qua đợc Nó phụ thuộc vào chế độ nối đất trung điểm của hệ thống
Và vì các dòng điện thứ tự không của các pha đồng pha nhau và khép mạch qua đất ( hay dây trung tính )
( Sơ đồ thứ tự không phụ thuộc rất lớn vào cách đấu dây của máy biến
Trang 1235 0 56 0
56 0 2
6 2 2
92 0 25 0 2
2 2
10 0
10 0
20 0
, ,
,
, , X
X
X X X
,
, //
)
, ,
( X X //
)
X X
( X
HT
HT O
C H T HT
X
1 ∑
IN11UUN11U
X
2 ∑
IN12UUN12U
X
2 ∑
IN10UUN10U
Trang 1323 2 215 0 117 0 117 0
1
0 2
1
10 12
, ,
, X
X X
E I
26 0 117 0 23 2
74 0 117 0 23 2 1
0 10 10
2 12 12
1 11 11
, ,
, X
I U
, ,
, X
I U
, ,
, X
I E U
N N
N N
N N
48 0
86 1 14 0
26 0
86 1 14 0
74 0 1
10
10 10
12
12 12
11
11
11
, ,
, X
U 'I
, ,
, X
U 'I
, ,
, X
U E
'I
HT
N N
HT
N N
48 0
37 0 71 0
26 0
37 1 71 0
74 0 1
0
10 10
2
12 12
1
11
11
, ,
, X
U '
, ,
, X
U '
, ,
, X
U E
'
N N
N N
,''
I'I'I(1)N 1 N1 N11276399 1675
Trang 14X1 = 0,71
31 0 58 0 67 0
58 0 67 0
67 0 0 2
6 2 2
92 0 92 0 2
2 2
10 0
10 0
20 0
, ,
,
, , X
X
X X X
,
, //
)
, ,
( X X //
)
X X
( X
HT
HT O
C H T HT
0 2
1
10 12
, , X
X X
E I
26 0 174 0 52 1
74 0 174 0 52 1 1
0 10 10
2 12 12
1 11 11
, ,
, X
I U
, ,
, X
I U
, ,
, X
I E U
N N
N N
N N
, ,
, ,
, I
X
U X
U X
U E
I ' I '
N HT
N cbI
N N
1
0 10 2
12 1
11 10
12 11
, ,
, ,
, I
X
U X
U X
U E
I ' I ' I
N cbI
N N N
N
64
3
51 2 67 0 48 0 71 0 26 0 71 0 74 0 1
1
0 10 2
12 1
11 10
12 11
Trang 1535 0 94 0
94 0 0 6 2 92 0 55 0
10 0
10 0 0
, ,
,
, , X
X
X X X
, ,
//
) , , ( X
HT
HT O
1 2
0 1
10 12
, ,
X
X
E I
25 0 125 0 98 1
75 0 125 0 98 1 1
0 10 10
2 12 12
1 11 11
, ,
, X
I U
, ,
, X
I U
, ,
, X
I E U
N N
N N
N N
, ,
, ,
, I
X
U X
U X
U E
I ' I '
N HT
N cb
N N
1
0 10 2
12 1
11 10
12 11
, ,
, ,
, I
X
U X
U X
U E
I ' I ' I
N cbI
N N N
N
43
2
51 2 94 0 51 0 17 1 25 0 17 1 75 0 1
1
0 10 2
12 1
11 10
12 11
, '
I ' I
N
09 15 43 2 66 12
1 1 1
Trang 16X1 = 1,34
38 0 58 0 08 1
58 0 08 1
08 1 0 6 2 92 0 92 0
10 0
10 0 0
, ,
,
, , X
X
X X X
, ,
//
) , , ( X
HT
HT O
1
10 12
, ,
I I
25 0 169 0 3 1
75 0 196 0 3 1 1
0 10 10
2 12 12
1 11 11
, ,
, X
I U
, ,
, X
I U
, ,
, X
I E U
N N
N N
N N
, ,
, I
X
U X
U X
U E
I ' I '
N HT
N
cbI N N
N
58 0 49 0 23 0 25 0 23 0 75 0 1
0 10 2
12 1
11
10 12 11
, ,
, ,
, I
X
U X
U X
U E
I ' I ' I
N cbI
N N N
N
08
2
51 2 08 1 49 0 34 1 25 0 34 1 75 0 1
1
0 10 2
12 1
11 10
12 11
, ' I '
I
N
66 9 08 2 58 7
1 1
2-Ng¾n m¹ch 1 pha t¹i ®iÓm N 2 :
* Trêng hîp vËn hµnh song song 2 MBA :
Trang 17Trong đó :
2 2 2
10 0
T H C HT
X X //
X X
55 0 74 0
74 0 2
92 0 2
6 2 0 35 0
20 0
20 0 0
, ,
,
, , X
X
X X X
, ,
, //
, X
HT
HT O
0 2
1
20 22
, ,
X
X X
E I
26 0 176 0 5 1
74 0 176 0 5 1 1
0 20 20
2 22 22
1 21 21
, ,
, X
I U
, ,
, X
I U
, ,
, X
I E U
N N
N N
N N
I
, ,
, ,
, ,
, I
X
U X
U X
U E
I ' I ' I ' I '
I
N
cbII HT N HT
N HT
N cbII
N N N N
95 14
02 5 55 0 48 0 25 0 26 0 25 0 74 0 1
2
20 20 22
22 21
21 20
22 21 2
I
, ,
, ,
, ,
, I
X
U X
U X
U E
I ' I ' I ' I '
I
N
cbII N N
N cbII
N N N N
61 7
02 5 74 0 48 0 6 0 26 0 6
0 74 0 1
2
0 20 2
22 1
21 20
22 21 2
,''
I'I'I1)N 2 N2 N214957612256
Trang 18
44 0 92 0 86 0
92 0 86 0
86 0 2
92 0 2
6 2 0 58 0
20 0
20 0 0
, ,
,
, , X
X
X X X
, ,
, //
, X
HT
HT O
0 2
1
20 22
, , X
X X
E I
27 0 26 0 04 1
73 0 26 0 04 1 1
0 20 20
2 22 22
1 21 21
, ,
, X
I U
, ,
, X
I U
, ,
, X
I E U
N N
N N
N N
I
, ,
, ,
, ,
, I
X
U X
U X
U E
I ' I ' I ' I '
I
N
cbII HT
N HT
N HT
N cbII
N N N N
95 8
02 5 92 0 46 0 42 0 27 0 42 0 73 0 1
2
20 20 22
22 21
21 20
22 21 2
, ,
, ,
, I
X
U X
U X
U E
I ' I ' I
N cbII
N N N
N
61
6
02 5 86 0 46 0 69 0 27 0 69 0 73 0 1
2
0 20 2
22 1
21 20
22 21
, ' I ' I
N
56 15 61 6 95 8
2 2 1
Trang 1955 0 23 1
23 1 92 0 6 2 0 35 0
20 0
20 0 0
, ,
,
, , X
X
X X X
, , , //
) ,
( X
HT
HT O
26 0 2 0 28 1
74 0 2 0 28 1 1
28 1 38 0 2 0 2 1
0 20 20
2 22 22
1 21 21
0 2
1 20 22 21
, ,
, X
I U
, , , X
I U
, , , X
I E U
, , , X
X X
E I
I
I
N N
N N
N N
N N N
, ,
, ,
, I
X
U X
U X
U E
I ' I '
N HT
N HT
N cbII
N N
2
20 20 22
22 21
21 20
22 21
, ,
, ,
, I
X
U X
U X
U E
I ' I ' I
N cbII
N N N
N
46
4
02 5 23 1 49 0 06 1 26 0 06 1 74 0 1
2
0 20 2
22 1
21 20
22 21
, '
I ' I
N
20 19 46 4 74 14
2 2 1
Trang 20
55 0 92 0 39 1
92 0 39 1
39 1 92 0 6 2 0 58 0
20 0
20 0 0
, ,
,
, , X
X
X X X
, , , //
, X
HT
HT O
0 2
1
20 22
, , X
X X
E I
24 0 26 0 93 0
76 0 26 0 93 0 1
0 20 20
2 22 22
1 21 21
, ,
, X
I U
, ,
, X
I U
, ,
, X
I E U
N N
N N
N N
, ,
, ,
, I
X
U X
U X
U E
I ' I '
N HT
N HT
N cbII
N N
2
20 20 22
22 21
21 20
22 21
, ,
, ,
, I
X
U X
U X
U E
I ' I ' I
N cbII
N N N
N
33
5
02 5 39 1 51 0 69 0 24 0 69 0 76 0 1
2
0 20 2
22 1
21 20
22 21
, '
'I
N
92 13 33 5 59 8 2 2 1
Trang 2156 1 06 6 1 2
06 6 1 2
06 6 35 0
01 1 3 1 01 1 3 1
1 2 01 1
35 0 3 1 35 0 3 1
01 1 2
92 0 55 0 2
35 0 0 35 0 2
3 1 2
6 2 2
42 1
7 6
7 6 3
0
4
5 3 5 3 7
5
4 3 4 3 6
20 5
10 4
3
2 1
, ,
,
, , x
x
x x X
, ,
, , , , X
X X X X
X
, ,
, , , , X
X X X X
X
,
, ,
X X
X
, ,
X X
X
, , X
X
, x
x
N
T HT
C HT
1
30 32
, ,
I
32 0 42 1 23 0
68 0 42 1 23 0 1
0 30 30
2 32 32
1 31 31
, ,
, X
I U
, ,
, X
I U
, ,
, X
I E U
N N
N N
N N
, ,
, I
X
U X
U X
U E
I ' ' '
'
N
cbIII N
N N
cbIII N N N
N
40
16
56 1
36 0 42 1
32 0 42 1
68 0 1
3
0 30
2 32
1
31
30 32 31
3
Trang 2271 1 77 5 43 2
77 5 43 2
77 5 58 0
38 1 3 1 38 1 3 1
43 2 38 1
58 0 3 1 58 0 3 1
38 1 2
92 0 92 0 2
58 0 0 58 0 2
3 1 2
6 2 2
48 1
7 6
7 6 3
0
4
5 3 5 3 7
5
4 3 4 3 6
20 5
10 4
3
2 1
, ,
,
, , x
x
x x X
, ,
, , , , X
X X X X
X
, ,
, , , , X
X X X X
X
,
, ,
X X
X
, ,
X X
X
, , X
X
, x
x
N
T HT
C HT
1
30 32
, ,
I
32 0 48 1 21 0
68 0 48 1 21 0 1
0 30 30
2 32 32
1 31 31
, ,
, X
I U
, ,
, X
I U
, ,
, X
I E U
N N
N N
N N
, ,
, I
X
U X
U X
U E
I ' ' '
'
N
cbIII N
N N
cbIII N N N
N
47
15
71 1
36 0 48 1
32 0 48 1
68 0 1
3
0 30
2 32
1
31
30 32 31
Trang 2388 2 99 14 57 3
99 14 57 3
99 14 35
0
6 2 47 1 6 2 47 1
57 3 47 1
6 2 35 0 6 2 35 0
47 1 92 0 55 0
35 0 0 35 0
72 2
6 5
6 5 0
3
4 4
6
4
3 3
5
20 4
10 3
2 1
, ,
,
, , x
x
x x X
, ,
, , , ,
X
X X X X
X
, ,
, , , , X
X X X X
X
, ,
, X X
X
, ,
X X
X
, x
x
H H
H H
T HT
C HT
1
2 1 0
30 32
, ,
X
X
E I
33 0 72 2 12 0
67 0 72 2 12 0 1
0 30 30
2 32 32
1 31 31
, ,
, X
I U
, ,
, X
I U
, ,
, X
I E U
N N
N N
N N
, ,
, ,
, I
X
U X
U X
U E
I ' ' '
'
N
cbIII N
N N
cbIII N N N
N
73
8
06 24 88 2
35 0 72 2
33 0 72 2
67 0 1
3
0 30
2 32
1
31
30 32 31
69 12 4
69 12 58
0
6 2 84 1 6 2 84 1
4 84 1
6 2 58 0 6 2 58 0
84 1 92 0 92 0
58 0 0 58 0
8 2
6 5
6 5
0
3
4 4
6
4
3 3
, x
, , , ,
X
X X X
X
X
,
, , , ,
X
X X X
X
X
, ,
, X X
X
, ,
X
X
X
, x
x
H H
H H
T HT
C HT
1
30 32
, , I
3
X
1 ∑ = X
2 ∑ N
3
Trang 2436 0 04 3 12 0
32 0 8 2 12 0
68 0 8 2 12 0 1
, ,
, X
.
I
U
, , , X
.
I
U
, , , X
I E
, ,
, ,
, I
X
U X
U X
U E
I ' ' '
'
N
cbIII N
N N
cbIII N N N
N
39
8
06 24 04 3
36 0 8 2
32 0 8 2
67 0 1
3
0 30
2 32
1
31
30 32 31
