Tính toán ngắn mạch trong hệ thống cung cấp điện

LêLê ViệtViệt TiếnTiến EPSDEPSD, SEE, , SEE, HUSTHUST 1.1. KháiKhái niệmniệm chungchung 2.2. CácCác hệhệ đơnđơn vịvị dùngdùng trongtrong tínhtính toántoán NỘI DUNGNỘI DUNG 2.2. CácCác hệhệ đơnđơn vịvị dùngdùng trongtrong tínhtính toántoán ngắnngắn mạchmạch 3.3. TínhTính toántoán ngắnngắn mạchmạch 1. 1. KháiKhái niệmniệm chungchung •• HiệnHiện tượngtượng ngắnngắn mạchmạch ((TiêuTiêu chuẩnchuẩn IEC 60 909)IEC 60 909):: R k L k R i k i b t) u ( K R k , X k : Tổng trở ngắn mạch R, X : Tổng trở lưới và tải i k : Dòng ngắn mạch i” : Thành phấn siêu quá độcủa i L t) u ( )sin(2 ψ+ω××=×+× tU dt di LRi k kkk − += kkk iii '' ~ i” k~ : Thành phấn siêu quá độcủa i k i k- : Thành phần quá độ của i k Trong đó         =ϕ k k k R X arctan )]sin()[sin( 2 22 k t k kk g et XR U ϕ−ψ−ϕ−ψ+ω + −= τ L R g =τ 1. 1. KháiKhái niệmniệm chungchung •• PhânPhân loạiloại NgắnNgắn mạchmạch xaxa nguồnnguồn (a), rGk II ×< 2 " I I I = = " kak I I I = = " Ngắn mạch gần nguồn (b), or rGk II ×> 2 " kak III >> " or ( I rG : dòng điện của nguồn) 1. 1. KháiKhái niệmniệm chungchung •• CácCác dạngdạng ngắnngắn mạchmạch : : –– NgắnNgắn mạchmạch câncân bằngbằng : : NgắnNgắn mạchmạch baba phapha hoặchoặc vớivới cápcáp (3(3φφ)) Dạng ngắn mạch Xác xuất xuất hiện XácXác xuấtxuất xuấtxuất hiệnhhiệnh cáccác hiệnhiện tượngtượng ngắnngắn mạchmạch –– NgắnNgắn mạchmạch khôngkhông câncân bằngbằng :: HaiHai phapha (L(L L)L) HaiHai phapha chạmchạm đấtđất (2 LG)(2 LG) MộtMột phapha chạmchạm đấtđất (SLG)(SLG) NM SLG 70% NM L-L 15% NM 2 LG 10% NM 3φ 5% 1. 1. KháiKhái niệmniệm chungchung •• NguyênNguyên nhânnhân ngắnngắn mạchmạch : : –– LãoLão hóahóa cáchcách điệnđiện hoặchoặc táctác độngđộng nhiệtnhiệt làmlàm hỏnghỏng cáchcách điệnđiện Sét đánh Cây Hỏng thiết bị Động vật Gió làmlàm hỏnghỏng cáchcách điệnđiện củacủa thiếtthiết bịbị –– TácTác độngđộng cơcơ khíkhí do do con con ngườingười, , súcsúc vậtvật, , giógió bãobão –– SétSét đánhđánh vàovào hệhệ thốngthống điệnđiện –– ThaoThao táctác nhầmnhầm trongtrong vậnvận hànhhành hệhệ thốngthống điệnđiện Gió Bụi Tai nạn Băng/tuyết Tác động do xây dựng Phá hoại Khác 1. 1. KháiKhái niệmniệm chungchung •• TácTác độngđộng :: –– MấtMất ổnổn địnhđịnh hệhệ thốngthống điệnđiện, , gâygây sựsự cốcố mấtmất điệnđiện lanlan tràntràn –– GâyGây nhiễunhiễu cáccác đườngđường dâydây liênliên lạclạc –– TácTác độngđộng nhiệtnhiệt: : tạotạo rara xungxung lượnglượng nhiệtnhiệt lớlớ ((thậmthậm chíchí hồhồ quangquang ) ) sẽsẽ đốtđốt nóngnóng vàvà pháphá hủyhủy cáchcách điệnđiện quangquang ) ) sẽsẽ đốtđốt nóngnóng vàvà pháphá hủyhủy cáchcách điệnđiện –– TácTác độngđộng cơcơ họchọc: : tạotạo rara xungxung lựclực điệnđiện độngđộng pháphá hủyhủy cáccác kếtkết cấucấu cơcơ khíkhí củacủa thiếtthiết bịbị điệnđiện •• MụcMục đíchđích củacủa tínhtính toántoán ngắnngắn mạchmạch :: –– LựaLựa chọnchọn vàvà kiểmkiểm tratra thiếtthiết bịbị điệnđiện –– ThiếtThiết kếkế, , tínhtính toántoán chỉnhchỉnh địnhđịnh cáccác hệhệ thốngthống bảobảo vệvệ rơrơ lele –– PhânPhân tíchtích ổ ổ địnhđịnh độngđộng –– ĐánhĐánh giágiá chấtchất lượnglượng điệnđiện năngnăng 2. 2. HệHệ đơnđơn vịvị tươngtương đốiđối cơcơ bảnbản •• ĐịnhĐịnh nghĩanghĩa : : CácCác đạiđại lượnglượng đượcđược biểubiểu diễndiễn bằngbằng trịtrị sốsố tươngtương đốiđối cơcơ bảnbản Giá trị thực (đơn vị có tên) Đại lượng cơ bản được chọn trong cùng đơn vị Giá p.u. = •• CácCác đạiđại lượnglượng : : DòngDòng điệnđiện (I), (I), điệnđiện ápáp (V), (V), côngcông suấtsuất biểubiểu kiếnkiến (S) (S) vàvà tổngtổng trởtrở (Z) (Z) trongtrong hệhệ thốngthống baba phapha b pu V V V = b pu I I I = b pu S S S = b pu Z Z Z = ;; ;; ;; bbb VIS ××= 3 b b b V S I × = 3 b b b S V Z 2 = 2. 2. HệHệ đơnđơn vịvị tươngtương đốiđối cơcơ bảnbản •• MốiMối liênliên hệhệ giữagiữa cáccác hệhệ đơnđơn vịvị tươngtương đốiđối cơcơ bảnbản kháckhác nhaunhau : : •• HệHệ đơnđơn vịvị cócó têntên : : 2' 2' ' b b b b pupu V V S S ZZ ××= : : HệHệ đơnđơn vịvị cũcũ : : HệHệ đơnđơn vịvị mớimới pu Z ' pu Z •• HệHệ đơnđơn vịvị cócó têntên : : V (V), I (A), S (VA), Z (Ohm).V (V), I (A), S (VA), Z (Ohm). •• TiêuTiêu chuẩnchuẩn : IEC 60909: IEC 60909 •• PhươngPhương pháppháp tínhtính toántoán ngắnngắn mạchmạch: : NguồnNguồn điệnđiện ápáp thaythay thếthế đặtđặt 3. 3. TínhTính toántoán ngắnngắn mạchmạch 3.1. 3.1. TổngTổng quanquan chungchung NguồnNguồn điệnđiện ápáp thaythay thếthế đặtđặt tạitại vịvị trítrí ngắnngắn mạchmạch Điện áp định mức của hệ thốngV n HệHệ sốsố điệnđiện ápáp cc trong tính toán Dòng ngắn mạch lớn nhất (c max ) Dòng ngắn mạch nhỏ nhất (c min ) Hạ áp (100V đến 1000V) Sai số +6% Sai số +10% 1.05 1.1 0.95 0.95 Trung áp và cao áp (1kV đến 550kV) 1.1 1 [...]... 100 MVA) 3 Tính toán ng n m ch 3.3 T ng tr các thi t b • Sơ – thay th h th ng ba pha ng cơ không ng b : 2 1 U rM ZM = × I an / I rM S rM S rM PrM = ηr × cos ϕ r ZM : Tông tr ng cơ UrM : i n áp IrM : Dòng i n SrM : Công su t PrM : Công su t tác d ng Ian/IrM : H s 3 Tính toán ng n m ch 3.3 T ng tr các thi t b • T ng tr c a h th ng ba pha – T ng tr ư ng dây và máy bi n áp ư c tính toán gi ng như trong ánh...3 Tính toán ng n m ch 3.1 Các gi thi t • Các gi thi t – Ng n m ch trong h th ng cung c p i n n – B qua bão hòa t (khi ó i n kháng c a ph n t là h ng sô và m ch i n là tuy n tính) tính) – B qua nh hư ng c a các ph t i tĩnh và các ph t i công su t nh – B qua tác d ng c a các thông s có tr s... t bi trong sơ th 3 pha pha thay • T ng tr th t ngh ch (Z2): Gi ng như th t thu n (khi không t i) T ng tr khác khi ng cơ có t i i) i • T ng tr th t không (Z0): h th ng i m trung tính (cho cáp ng m, …) m, 3 Tính toán ng n m ch 3.6 Dòng i n ng n m ch • Ng n m ch ba pha (UR=US=UT=0, IR+IS+IT=0) Z1 = Z1Q + Z1T + Z1L Z1 = (R ⇒ " Ik3 = 1Q + R1T + R1L ) + (X 1Q + X 1T + X 1L ) 2 c.U n 3 Z 1 2 3 Tính toán ng... 3.c.U n = Z1 + 2 Z 0 t (IR=0, IS=IT, US=UT=0) 3 Tính toán ng n m ch 3.6 Dòng i n ng n m ch • Ng n m ch 2 pha (IR=0, IS=-IT, US=UT=0) U0 = 0 I 0 = 0 c.U n I = Z1 + Z 2 " k2 3 " = Ik 3 2 3 Tính toán ng n m ch 3.6 Dòng i n ng n m ch • Ng n m ch 1 pha ch m 3 3.c.U n I = 2Z1 + Z0 " k1 – Dòng ng n m ch nh nh t " I k1min = cmin.U n 3Z S t (IS=IT=0, UR=0) 3 Tính toán ng n m ch 3.6 Dòng i n ng n m ch • Ng n m... m ch 3.3 T ng tr các thi t b • T ng tr c a h th ng ba pha – T ng tr ư ng dây và máy bi n áp ư c tính toán gi ng như trong ánh giá dòng công su t (Chương 5) – B qua thành ph n có t ng tr nh trong tính toán 3 Tính toán ng n m ch 3.5 Phương pháp thành ph n NR NS N T H th ng 3 pha không i x ng NS2 N R1 Th t không Th t ngh ch N R0 N S 0 NT 0 = NT1 + N S1 Th t thu n & & & & N R = N R 0 + N R1 + N R 2 & &... ngu n " Ia = Ik Ng n m ch g n ngu n " Ia < Ik – i v i máy không ng b " Ia = µ ⋅ q ⋅ Ik – i v i h th ng " Ia = Ik Tính toán chính xác V i " " " ∆UGi = jX di ⋅ I kGi " " " ∆U Mj = jX Mj ⋅ I kMj Ví d : Tính dòng i n ng n m ch ba pha t i các i m A và B trong lư i như hình v Các thông s HTCC trong nhà máy như hình v Cho công su t ng n m ch c a h th ng là 250MVA 27 28 Reference • • Ismail Kasikci, Short... kM ≤ 0.05 ⋅ I kQ I " k 1 min c.U n I an c.U n = = ⋅ 2 ⋅ I rM 3Z M I rM U rM ng b 3 Tính toán ng n m ch 3.6 Dòng i n ng n m ch • Dòng i n ng n m ch nh (iP) " iP = κ ⋅ 2 I k κ: H s dòng nh ban u Chú ý: κ . KháiKhái niệmniệm chungchung •• HiệnHiện tượngtượng ngắnngắn mạchmạch ((TiêuTiêu chuẩnchuẩn IEC 60 909)IEC 60 909):: R k L k R i k i b t) u ( K R k , X k : Tổng trở ngắn mạch R, X : Tổng trở lưới và. V (V), I (A), S (VA), Z (Ohm).V (V), I (A), S (VA), Z (Ohm). •• TiêuTiêu chuẩnchuẩn : IEC 60 909: IEC 60 909 •• PhươngPhương pháppháp tínhtính toántoán ngắnngắn mạchmạch: : NguồnNguồn điệnđiện ápáp thaythay thếthế đặtđặt 3 (U(U RR =U=U SS =U=U TT =0, I=0, I RR +I+I SS +I+I TT =0) =0) 3. 3. TínhTính toántoán ngắnngắn mạchmạch 3 .6. 3 .6. DòngDòng điệnđiện ngắnngắn mạchmạch 1 " 3 .3 . Z Uc I n k = LTQ ZZZZ 1111 + + = ( ) ( ) 2 111 2 1111