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.

Trang 1

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

1 Máy phát điện

". cb

 ;XF(2) XF

2 Máy biến áp 2 cuộn dây

6 Hệ thống điện

. cb (1)

 cb(2)HT

( ). cb2 (3)

XK

Trang 2

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

XS2

Trang 3

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

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

NSX

Trang 4

NSX

Trang 5

+ Máy biến áp 2 cuộn dây T:

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

XS2

Trang 6

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

XD1

Trang 7

+ 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%

XT1T XT2T

ES2XT2HXT2C

Trang 8

+ 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%

XT2T XT3T

ES1XT1

Trang 9

+ 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

XT1T XT2T

ES3XT3

Trang 10

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

Cho sơ đồ lưới điện như hình vẽ:

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

T2HXT2C X

ES1XT1

Trang 11

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

+ 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%

XATT XD

Trang 12

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

S1

Trang 13

NSX

Trang 14

+ 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: SđmT1 = 75+N/100 (MVA); UN=10%

+ Máy biến áp hai cuộn dây T3, điện áp 110/10kV có: SđmT1 = 65+N/100 (MVA); UN=10%

Trang 15

TT Loại biến đổi

2 Song song (//)

; nếu X1=X2 thì 13

XX 

3 Biến đổi sao => tam giác

X XXXX

XX XXXX

4 Biến đổi tam giác => sao

5 Ghép 2 nguồn

Chú ý: Chỉ ghép nguồn cùng loại (Nhiệt điện với nhiệt điện; Thủy điện với Thủy

điện)

VD1: Rút gọn sơ đồ sau:

0, 0080, 02270,11500,195

0, 20,133

X3 N

XS2

Trang 16

0,133 0, 2 0,333 0,395.0,333

0,1810, 395 0, 333

0, 0380, 20,161

ESN

Trang 17

0, 20,161

0, 008 0, 0227 0, 0310, 2 0,161 0, 3610,361

ES2

Trang 18

0,1320, 246 0, 285

ES2XT2HXT2C

Trang 19

0, 055 0,1820, 237

0, 20,161

XT2T XT3T

X1

Trang 20

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

0,1270,182 0, 416

X XX

0, 20,161

XT2T XT3T

3XT3CES1

Trang 21

0,1430,361 0, 237

X XX

0, 20,161

XT2T XT3T

ES1,S2,S3,S4

Trang 22

XATT XD

1N

Trang 23

0, 20,1610, 091

0, 2 0,161 0, 3610, 361

ES1,S2 X

ES1,S2 X4

XHT XT1 XD1 XT2 XD2 XKN

N

Trang 24

0, 2

X XX

NXHT

Trang 25

+ 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

N

Trang 26

+ 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 XX

X8

Trang 27

0, 20,1

SSX XX

X1

Trang 28

+ S1, S3: nguồn nhiệt điện, H2: nguồn thủy điện + XS1= XH2=XS3=0,2 + N/1000; XD=0,3 + N/1000

Giải:

0, 20,1

EH2N

Trang 29

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

+ Dòng điện ngắn mạch

" 1.

EHT1,HT2

Trang 30

+ TH2: Rút gọn thành 2 nguồn tương đương

Hoặc

+ Dòng điện ngắn mạch

SI

Trang 31

VD1:

X1 = 0,196 + N/1000; X2 = 0,513 + N/1000

Từ điểm ngắn mạch ta thấy điện áp cơ bản tại điểm ngắn mạch là: Ucb = 115 kV

SI

Trang 32

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 tự thuận (2) ". cb

 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:

N220 kV

L2L3

Trang 33

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

(0)(0)

Trang 34

+ Đường dây D: dài l = 60 + N/10 (km), x0 = 0,4 Ω/km; Xkhông = 3,5.Xthuận

+ Máy biến áp hai cuộn dây T1,T2, điện áp 220/10kV có: SđmT = 75+N/100 (MVA); UN=10%

+ Máy biến áp hai cuộn dây T3, điện áp 220/10kV có: SđmT = 65+N/100 (MVA); UN=10,5%

+ Máy phát nhiệt điện S1: SđmMFĐ = 60 + N/100 (MVA); Xd’’=0,12 + N/10000; Xthuận = Xnghich

+ Máy phát thủy điện H1: SđmMFĐ = 60 + N/100 (MVA); Xd’’=0,12 + N/10000; Xthuận = Xnghich

Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb các cấp Giả sử ngắn mạch ba pha tại điểm N Lập sơ đồ thay thế thứ tự thuận, thứ tự nghịch, thứ tự không khi tính toán ngắn mạch 1 pha chạm đất tại điểm N

(0)

Trang 35

b Tính toán các giá trị điện kháng: Scb=100 MVA; Ucb = Utb = 230/115/10,5 (kV) + Máy phát điện S1: (2)1 1 "

Cho sơ đồ lưới điện như hình vẽ

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

Giải

a Sơ đồ thay thế:

+ Sơ đồ thay thế thứ tự thuận:

Trang 36

+ Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch:

b Tính toán các giá trị điện kháng: Scb=100 MVA; Ucb = Utb = 230/115/10,5 (kV) + Máy phát điện S1: (2)1 1 "

(0)