Ôn tập ngắn mạch trong hệ thống điện kèm lời giải EPU

Hướng dẫn ôn tập bài tập về ngắn mạch trong hệ thống điện, giúp sinh viên hiểu rõ hơn về nguyên lý trong hệ thống điện.

Chương 2: Tính các đại lượng trong sơ đồ thay thế

A Dạng bài tập: Lập sơ đồ thay thế và tính các đại lượng trong sơ đồ thay thế khi tính ngắn mạch 3 pha

N cb B

2 1

S X S

catdm tb

S X

I U

Hệ thống: XHT*=0,2 + N/10000; SđmHT = 2500 + N (MVA) Đường dây D: dài l = 60 + N/10 (km), x0 = 0,4 Ω/km Máy biến áp tự ngẫu AT , điện áp 220/110/10kV có: SđmAT =

100 + N/10 (MVA); UNC-T = 11%; UNC-H = 31%; UNT-H = 19% Máy biến áp hai cuộn dây T, điện áp 110/10kV có: SđmT = 75+N/100 (MVA); UN=10%

Máy phát nhiệt điện S: SđmMFĐ = 60 + N/100 (MVA); Xd’’=0,12 + N/10000

Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb các cấp Giả sử ngắn mạch ba pha tại điểm N Lập sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch 3 pha dạng đơn giản

+ Máy biến áp 2 cuộn dây: %. 10 100. 0,133

N cb B

Đường dây D1: dây kép dài l = 60 + N/10 (km), x0 = 0,4 Ω/km

Đường dây D2: dây đơn dài l = 50 + N/10 (km), x0 = 0,4 Ω/km

Máy biến áp hai cuộn dây T1, điện áp 230/115kV có: SđmT = 75+N/100 (MVA); UN=10%

Máy biến áp hai cuộn dây T2, điện áp 115/10,5 kV có: SđmT = 65+N/100 (MVA); UN=10,5%

Máy phát thủy điện H: SđmMFĐ = 60 + N/100 (MVA); Xd’’=0,12 + N/10000

Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb các cấp Giả sử ngắn mạch ba pha tại điểm N Lập sơ đồ thay thế tính toán các giá trị điện kháng khi ngắn mạch 3 pha

cb HT N

S X

Hệ thống: SN = ∞; X*HT = 0

Đường dây D1: dây kép dài l = 60 + N/10 (km), x0 = 0,4 Ω/km

Đường dây D2: dây đơn dài l = 50 + N/10 (km), x0 = 0,4 Ω/km

Máy biến áp hai cuộn dây T, điện áp 230/115kV có: SđmT = 65+N/100 (MVA); UN=10,5%

Máy phát nhiệt điện S: SđmMFĐ = 60 + N/100 (MVA); Xd’’=0,12 + N/10000

Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb các cấp Giả sử ngắn mạch ba pha tại điểm N Lập sơ đồ thay thế tính toán các giá trị điện kháng khi ngắn mạch 3 pha

S X

+ Máy biến áp 2 cuộn dây T:

Đường dây D: dây kép dài l = 60 + N/10 (km), x0 = 0,4 Ω/km

Máy biến áp hai cuộn dây T1, T2, điện áp 230/115kV có: SđmT = 65+N/100 (MVA); UN=10,5% Máy phát nhiệt điện S1, S2: SđmMFĐ = 60 + N/100 (MVA); Xd’’=0,12 + N/10000

Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb các cấp Giả sử ngắn mạch ba pha tại điểm N Lập sơ đồ thay thế tính toán các giá trị điện kháng khi ngắn mạch 3 pha

XT2

X S2

Đường dây D1: dây đơn dài l = 60 + N/10 (km), x0 = 0,4 Ω/km

Đường dây D1: dây đơn dài l = 120 + N/10 (km), x0 = 0,4 Ω/km

Máy biến áp hai cuộn dây T1, T2, điện áp 230/115kV có: SđmT = 65+N/100 (MVA); UN=10,5% Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb các cấp Giả sử ngắn mạch ba pha tại điểm N Lập sơ đồ thay thế tính toán các giá trị điện kháng khi ngắn mạch 3 pha

cb HT N

S X

cb HT N

S X

X D2

X HT2

X D1

+ Máy biến áp 2 cuộn dây T1, T2:

Cho sơ đồ lưới điện như hình vẽ

+ Máy biến áp 3 cuộn dây T1, T2, điện áp 110/35/10,5kV có:

SđmAT = 65 + N/10 (MVA); UNC-T = 7%; UNC-H = 18%; UNT-H = 10,5%

Máy phát nhiệt điện S: SđmMFĐ = 60 + N/100 (MVA);

Xd’’=0,12 + N/10000 Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb các cấp Giả sử ngắn mạch ba pha tại điểm N Lập sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch 3 pha dạng đơn giản

Giải

a Sơ đồ thay thế:

b Tính toán các giá trị điện kháng: Scb=100 MVA; Ucb = Utb = 115/37,5/10,5 (kV)

+ Máy biến áp 3 cuộn dây T1, T2

ES2

XT2H

XT2C

+ Máy biến áp 3 cuộn dây T2, T3, điện áp 110/35/10,5kV có:

SđmAT = 65 + N/10 (MVA); UNC-T = 7%; UNC-H = 18%; UNT-H = 10,5%

+ Máy phát nhiệt điện S: SđmMFĐ = 60 + N/100 (MVA);

Xd’’=0,12 + N/10000 + Máy biến áp hai cuộn dây T1, điện áp 110/10,5kV có: SđmT = 65+N/100 (MVA); UN=10,5%

Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb các cấp Giả sử ngắn mạch ba pha tại điểm N Lập sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch 3 pha dạng đơn giản

Giải

a Sơ đồ thay thế:

b Tính toán các giá trị điện kháng: Scb=100 MVA; Ucb = Utb = 115/37,5/10,5 (kV)

+ Máy biến áp 3 cuộn dây T2, T3

XS1

ES1

XT1

+ Máy biến áp 3 cuộn dây T1, T2, điện áp 110/35/10,5kV có:

SđmAT = 65 + N/10 (MVA); UNC-T = 7%; UNC-H = 18%; UNT-H

= 10,5%

+ Máy phát nhiệt điện S: SđmMFĐ = 60 + N/100 (MVA);

Xd’’=0,12 + N/10000 + Máy biến áp hai cuộn dây T3, điện áp 35/10,5kV có: SđmT

b Tính toán các giá trị điện kháng: Scb=100 MVA; Ucb = Utb = 115/37,5/10,5 (kV)

+ Máy biến áp 3 cuộn dây T1, T2

XT2C

XS3

ES3

XT3

+ Máy biến áp 3 cuộn dây T2, T3, điện áp 110/35/10,5kV có:

SđmAT = 65 + N/10 (MVA); UNC-T = 7%; UNC-H = 18%; UNT-H = 10,5%

+ Máy phát nhiệt điện S: SđmMFĐ = 60 + N/100 (MVA);

Xd’’=0,12 + N/10000 + Máy biến áp hai cuộn dây T4, điện áp 35/10,5kV có: SđmT = 65+N/100 (MVA); UN=10,5%

+ Máy biến áp hai cuộn dây T1, điện áp 110/10,5kV có: SđmT = 65+N/100 (MVA); UN=10,5%

Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb các cấp Giả sử ngắn mạch ba pha tại điểm N Lập sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch 3 pha dạng đơn giản

Giải

a Sơ đồ thay thế:

b Tính toán các giá trị điện kháng: Scb=100 MVA; Ucb = Utb = 115/37,5/10,5 (kV)

+ Máy biến áp 3 cuộn dây T2, T3

Cho sơ đồ lưới điện như hình vẽ:

Đường dây D: dây kép dài l = 60 + N/10 (km), x0 = 0,4 Ω/km

N

X S2

ES2

X T2 H

XT2C X

T2 T

XT3T

X S3

ES3

X T3 H

XT3C

X S4

Máy biến áp hai cuộn dây T, điện áp 110/10,5kV có: SđmT = 65+N/100 (MVA); UN=10,5%

Máy phát nhiệt điện S: SđmMFĐ = 60 + N/100 (MVA); Xd’’=0,12 + N/10000

Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb các cấp Giả sử ngắn mạch ba pha tại điểm N Lập sơ đồ thay thế tính toán các giá trị điện kháng khi ngắn mạch 3 pha

+ Máy biến áp tự ngẫu AT, điện áp 220/110/10kV có: SđmAT =

100 + N/10 (MVA); UNC-T = 11%; UNC-H = 31%; UNT-H = 19% Máy biến áp hai cuộn dây T, điện áp 110/10kV có: SđmT = 75+N/100 (MVA); UN=10%

Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb các cấp Giả sử ngắn mạch ba pha tại điểm N Lập sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch 3 pha dạng đơn giản

XATT XD

U S S

VD12:

Cho sơ đồ lưới điện như hình vẽ:

Đường dây D: dây kép dài l = 60 + N/10 (km), x0 = 0,4 Ω/km

Máy biến áp hai cuộn dây T1, T2, điện áp 115/10,5kV có: SđmT = 65+N/100 (MVA); UN=10,5% Máy phát nhiệt điện S1, S2: SđmMFĐ = 60 + N/100 (MVA); Xd’’=0,12 + N/10000

Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb các cấp Giả sử ngắn mạch ba pha tại điểm N Lập sơ đồ thay thế tính toán các giá trị điện kháng khi ngắn mạch 3 pha

XT2X S2

ES1

ES2

N X

S1

Hệ thống: SN = 2500 + N (MVA)

Đường dây D1: dây kép dài l = 60 + N/10 (km), x0 = 0,4 Ω/km

Đường dây D2: dây đơn dài l = 50 + N/10 (km), x0 = 0,4 Ω/km

Máy biến áp hai cuộn dây T1, điện áp 230/115kV có: SđmT = 75+N/100 (MVA); UN=10%

Máy biến áp hai cuộn dây T2, điện áp 115/10,5 kV có: SđmT = 65+N/100 (MVA); UN=10,5%

cb HT N

S X

+ Hệ thống: XHT*=0,2 + N/10000; SđmHT = 2500 + N (MVA) + Đường dây D1:dây kép, dài l = 60 + N/10 (km), x0 = 0,4 Ω/km + Đường dây D2:dây đơn, dài l = 50 + N/10 (km), x0 = 0,4 Ω/km + Máy biến áp hai cuộn dây T1, T2, điện áp 110/10kV có:

TT Loại biến đổi

12 13 23

12 23 2

12 13 23

13 23 3

12 13 23

.

X X X

X X X

X X X

X X X

X X X

0, 20,133

HT D C AT T AT H AT

T

X X X X X

X 3

0, 395 0, 333

T AT

0, 2 0,133 0,161

HT D D H T T

X X X X X X

EHT

ESN

HT D

X X

0, 008 0, 0227 0, 031

0, 2 0,161 0, 3610,361

XS1

X T2

HT HT D D

X X X X

X T1

XHT2

EHT2

X D2

X T2

N

XHT1

EHT1

X D1

XT1

XHT2

EHT2

X D2

EHT1,HT2

N

X S1

ES1

XT1H

XT1C

X S2

ES2

XT2H

XT2C

1 1

2 4

0,182

0, 055 0,182 0, 237

C T

H

X X

X X

0, 20,161

ES1

X1

4 N

1 1 1

0,161 0, 2 0, 3610,165 0, 2 0,365

2 5

0,1270,182 0, 416

C T

X X X X

X X X

0, 20,161

XT3C

ES1

2 4

2 5

0,1430,361 0, 237

T

X X X X

X X X

0, 20,161

X T2 T X T3 T

X S3

ES3

X T3 H

XT3C

XS4

ES4

X T4

X S1

ES1

X T1

N

X S2

ES2

X T2 H X

D S T

X X X

HT D C AT T AT

X X X X

1 2

0, 2 0,161

HT D D T T K

X X X X X X

XD

X T1

X T2 X

ES1

ES2

N

X 1

0, 2

HT D D

T

X X X

X X X

XD2

XS2

E S2

X T3

+ S1: nguồn nhiệt điện, H2: nguồn thủy điện

+ XS1=0,2 + N/1000; XT1=0,15 + N/1000; XL1=0,3 + N/1000; XL2=0,4 + N/1000 ; XL3=0,5 + N/1000; XT2=0,25 + N/1000; XH2=0,1 + N/1000

L L

X X X

+ XS1=0,2 + N/1000; XT1=0,15 + N/1000; XL1=0,3 + N/1000; XL2=0,4 + N/1000 ; XL3=0,5 + N/1000; XT2=0,25 + N/1000; XS2=0,1 + N/1000

X X X

X X X

X 8

0, 2 0,1

SX

X X X

+ S1, S3: nguồn nhiệt điện, H2: nguồn thủy điện

+ XS1= XH2=XS3=0,2 + N/1000; XD=0,3 + N/1000

Giải:

1 1

0, 2 0,1

SX

Chương 3: Tính dòng ngắn mạch 3 pha + TH1: Rút gọn thành 1 nguồn tương đương

+ Dòng điện ngắn mạch

" 1.3

cb N

cb

S I

cb

S I

EHT1,HT2

+ TH2: Rút gọn thành 2 nguồn tương đương

Hoặc

+ Dòng điện ngắn mạch

.3

cb N

S I

S I

Chương 4: Tính dòng ngắn mạch không đối xứng (N , N , N )

Dạng 1: Lập sơ đồ thay thế khi tính ngắn mạch không đối xứng

+ Khi lập sơ đồ thay thế khi tính ngắn mạch không đối xứng:

Ngắn mạch 1 pha chạm đất (N(1)); Ngắn mạch 2 pha chạm đất (N(1,1)); Ngắn mạch 2 pha (N(2)) thì ta phải lập 3 sơ đồ thay thế: Sơ đồ thay thế thứ tự thuận, sơ đồ thay thế thứ tự nghịch, sơ đồ thay thế thứ tự không + Sơ đồ thay thế thứ tự thuận: Giống sơ đồ thay thế khi tính ngắn mạch 3 pha

+ Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch:

 Giống sơ đồ thay thế thứ tự thuận nhưng không có nguồn E

 Khi tính giá trị điện kháng của nguồn: Nếu đầu bài cho Xd"(2) Xd" hoặc không cho thì khi tính điện kháng của nguồn ta có thể coi điện kháng thứ tự nghịch bằng điện kháng thứ

  Nếu đầu bài cho riêng giá trị của Xd"(2) thì ta phải tính lại

giá trị điện kháng thứ tự nghịch của máy phát theo công thức (2) "(2). cb

+ Sơ đồ thay thế thứ tự không:

 Bắt đầu từ điểm ngắn mạch đi về 2 phía

 Nếu gặp cuộn dây của MBA nối Y0 thì dòng điện thứ tự không đi qua

 Nếu gặp cuộn dây của MBA nối Y thì dòng điện thứ tự không không đi qua

 Nếu gặp cuộn dây của MBA nối Δ thì dòng điện thứ tự không sẽ chạy quẩn trong cuộn dây và bị triệt tiêu

 Nếu đi qua dây dẫn thì giá trị điện kháng thứ tự không của dây thường lớn hơn giá trị điện kháng thứ tự thuận của dây VD: XD(0)1  3 XD1

VD: Thành lập sơ đồ thứ tự thuận, thứ tự nghịch, thứ tự không

+ Sơ đồ thay thế thứ tự thuận:

+ Sơ đồ thay thế thứ tự không:

Nếu đầu bài cho: Với dây 1: Xkh = 3.Xth, dây 2: Xkh = 3.Xth, dây 3: Xkh = 3.Xth thì:

N

XL2XL3

XT3

(0)

(0) (0)

+ Đường dây D: dài l = 60 + N/10 (km), x0 = 0,4 Ω/km;

X T3

N X D

X T2 X

T1

(0)

b Tính toán các giá trị điện kháng: Scb=100 MVA; Ucb = Utb = 230/115/10,5 (kV)

Cho sơ đồ lưới điện như hình vẽ

+ Đường dây D: dài l = 60 + N/10 (km), x0 = 0,4 Ω/km; Xkhông

+ Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch:

+ Sơ đồ thay thế thứ tự không:

b Tính toán các giá trị điện kháng: Scb=100 MVA; Ucb = Utb = 230/115/10,5 (kV)

XH1

N X D

X T2 X

T1

X T3

N X D

X T2 X

T1

(0)