Giáo trình ngắn mạch

Để thiết lập sơ đồ và tiến hành tính toán ngắn mạch cần có những giả thiết đơn giản hóa. Những giả thiết này làm giảm đáng kể khối lượng tính toán trong khi vẫn đảm bảo độ chính xác cần thiết cho các ứng dụng thực tế. Mỗi nội dung tính toán thường có những giả thiếtriêng. Sau đây là những giả thiết cơ bản liên quan đến bước thiết lập sơ đồ thay thế khi tính toán ngắn mạch: 1. Tần số hệ thống không thay đổi; Thực tế sau khi xảy ra ngắn mạch công suất của các máy phát thay đổi đột ngột. Sự thay đổi này dẫn đến mất cân bằng mô men qua (giữa mô men phát động của tuabin và mô men hãm điện từ của máy phát), tốc độ quay bị thay đổi trong quá trình quá độ. Tuy nhiên ngắn mạch được tính toán ở giai đoạn đầu sự biến thiên tốc độ còn chưa đáng kể. Giả thiết tần số hệ thống không đổi không mắc sai số nhiều, đồng thời làm đơn giản đáng kể phép tính, ví dụ các điện kháng sẽ có trị số không đổi. 2. Bỏ qua bão hòa từ; Bình thườnglõi thép của nhiều thiết bị điện làm việc ở trạng thái gần bão hòa. Trong trạng thái ngắn mạch mức độ bão hòa từ có thể tăng cao hơn ở một số phần tử. Tuy nhiên, để đơn giản vẫn coi mạch từ không bão hòa, khi đó điện cảm của phần tử là hằng số và mạch điện là tuyến tính. Thực tế cho thấy sai số mắc phải không nhiều, bởi số phần tử mang lõi thép chỉ chiếm số lượng ít trong hệ thống điện, ở tình trạng ngắn mạch điện áp đặt vào cuộn dây ít khi bị tăng cao

pdf28 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 3082 | Lượt tải: 4download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Giáo trình ngắn mạch, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Bài giảng môn Ngắn mạch Bộ môn Kỹ thuật điện – ĐH Quy Nhơn Trang 11 CHƯƠNG 2. THIẾT LẬP SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH HỆ THỐNG ĐIỆN I. NHỮNG GIẢ THIẾT CƠ BẢN Để thiết lập sơ đồ và tiến hành tính toán ngắn mạch cần có những giả thiết đơn giản hóa. Những giả thiết này làm giảm đáng kể khối lượng tính toán trong khi vẫn đảm bảo độ chính xác cần thiết cho các ứng dụng thực tế. Mỗi nội dung tính toán thường có những giả thiết riêng. Sau đây là những giả thiết cơ bản liên quan đến bước thiết lập sơ đồ thay thế khi tính toán ngắn mạch: 1. Tần số hệ thống không thay đổi; Thực tế sau khi xảy ra ngắn mạch công suất của các máy phát thay đổi đột ngột. Sự thay đổi này dẫn đến mất cân bằng mô men qua (giữa mô men phát động của tuabin và mô men hãm điện từ của máy phát), tốc độ quay bị thay đổi trong quá trình quá độ. Tuy nhiên ngắn mạch được tính toán ở giai đoạn đầu sự biến thiên tốc độ còn chưa đáng kể. Giả thiết tần số hệ thống không đổi không mắc sai số nhiều, đồng thời làm đơn giản đáng kể phép tính, ví dụ các điện kháng sẽ có trị số không đổi. 2. Bỏ qua bão hòa từ; Bình thường lõi thép của nhiều thiết bị điện làm việc ở trạng thái gần bão hòa. Trong trạng thái ngắn mạch mức độ bão hòa từ có thể tăng cao hơn ở một số phần tử. Tuy nhiên, để đơn giản vẫn coi mạch từ không bão hòa, khi đó điện cảm của phần tử là hằng số và mạch điện là tuyến tính. Thực tế cho thấy sai số mắc phải không nhiều, bởi số phần tử mang lõi thép chỉ chiếm số lượng ít trong hệ thống điện, ở tình trạng ngắn mạch điện áp đặt vào cuộn dây ít khi bị tăng cao 3. Thay phụ tải bằng tổng trở hằng; Bài giảng môn Ngắn mạch Bộ môn Kỹ thuật điện – ĐH Quy Nhơn Trang 12 Thực tế phụ tải xác định bởi đặc tính tiêu thụ công suất. Khi thay thế bằng tổng trở hằng đặc tính công suất không hoàn toàn phù hợp. Tuy nhiên, sai số mắc phải nằm trong phạm vi cho phép 4. Bỏ qua các lượng nhỏ trong thông số của một số phần tử; Giả thiết này được áp dụng tùy theo bài toán và mục đích phân tích ngắn mạch. Nói chung trong các bài toán thiết kế, đòi hỏi độ chính xác không cao có thể áp dụng: - Bỏ qua dung dẫn của các đường dây điện áp thấp. - Bỏ qua mạch không tải của các máy biến áp - Bỏ qua điện trở của cuộn dây máy phát điện, máy biến áp và cả điện trở đường dây trong nhiều trường hợp. 5. Hệ thống sđđ 3 pha của nguồn là đối xứng. Khi ngắn mạch không đối xứng phản ứng phần ứng các pha lên từ trường quay không hoàn toàn giống nhau. Tuy nhiên, từ trường vẫn được giả thiết quay đều với tốc độ không đổi. Khi đó sđđ 3 pha luôn đối xứng. Thực tế hệ số không đối xứng của các sđđ không đáng kể II. HỆ ĐƠN VỊ TƯƠNG ĐỐI 1. Trị số tương đối - Khi tính toán ngắn mạch cũng như thực hiện nhiều tính toán khác đối với hệ thống điện, người ta hay sử dụng hệ đơn vị tương đối. Sử dụng hệ đơn vị tương đối trong nhiều trường hợp làm đơn giản được phép tính, ít nhầm lẫn hơn so với dùng đơn vị có tên. Trị số tương đối của một đại lượng là tỉ số giữa đại lượng đó một lượng cơ bản đã chọn trong cùng hệ đơn vị có tên.  * cb cb AA A  (2-1) Trong đó: A: Trị số thực của đại lượng A Acb: Lượng cơ bản của đại lượng A A*(cb): Trị số tương đối của đại lượng A Bài giảng môn Ngắn mạch Bộ môn Kỹ thuật điện – ĐH Quy Nhơn Trang 13 Trong HTĐ cần 4 đại lượng cơ bản là: Scb: Công suất cơ bản Ucb: Điện áp cơ bản Icb: Dòng điện cơ bản Zcb: Tổng trở cơ bản. 4 lượng cơ bản này có mối quan hệ với nhau như sau: 3 3 cb cb cb cb cb cb S U I UZ I    (2-2) - Do đó chỉ cần chọn tùy ý 2 lượng cơ bản, 2 lượng còn lại được xác định từ (2-2) Thường chọn trước Scb và Ucb, khi đó: 2 3 cb cb cb cb cb cb SI U UZ S    (2-3) Sau khi có được 4 lượng cơ bản Icb, Ucb, Scb, Zcb, thì trị số tương đối của các đại lượng trong HTĐ được xác định như sau:                   * * * * * * * * * ; ; ; ; ; ; ; ; ; cb cb cb cb cb cb cb cb cb cb cb cb cb cb cb cb cb cb U E IU E I U U I S P QS P Q S S S Z R XZ R X Z Z Z           (2-4) Trong đó: Ucb, Icb, Scb, Zcb là các lượng cơ bản U, E, I, S, P, Q, X, R, Z là các đại lượng có tên cần chuyển sang trị số tương đối. Chú ý: - Đơn vị sử dụng trong các công thức trên: U(kV); I(kA); S(MVA); P(MW), Q(MVAr); Z(Ω), R(Ω) và X(Ω). Bài giảng môn Ngắn mạch Bộ môn Kỹ thuật điện – ĐH Quy Nhơn Trang 14 - Các lượng cơ bản được chọn tùy ý không ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng. Tuy nhiên, người ta thường chọn sao cho phép tính phải thực hiện ít nhất (ví dụ trùng với nhiều lượng cần tính). Chuyển từ hệ đơn vị tương đối sang hệ đơn vị có tên như sau: Từ (2-1) và (2-3) ta có:             * * * * 2 * * 3 cbcb cbcb cb cbcb cb cb cb cbcb cb cb U U U E E U SI I I I U UZ Z Z Z S       (2-4) 2. Đổi hệ cơ bản Nhiều trường hợp trị số tương đối cho theo nhiều hệ cơ bản khác nhau. Khi đó trước khi thực hiện tính toán cần đổi về cùng một hệ cơ bản chọn. Ta có: A = A*(cb1)Acb1 = A*(cb2)Acb2 => 1*( 2) *( 1) 2 cb cb cb cb AA A A  (2-5) Từ đó nếu ta coi một trong 2 hệ cơ bản là hệ định mức thì trị số tương đối trong hệ cơ bản còn lại được tính theo các công thức sau :                                        đm cb 2 cb 2 đm đm* cb đm đm*cb* cb đm đm*cb* đm cb cb đm đm* cb đm đm*cb* cb đm đm*cb* cb đm đm*cb* S S U UZ Z ZZZ S SSS U U S SI I III U UUU U UEE (2-6) Bài giảng môn Ngắn mạch Bộ môn Kỹ thuật điện – ĐH Quy Nhơn Trang 15 Vì Sđm và Uđm của các thiết bị là khác nhau nên việc chuyển về hệ đơn vị cơ bản chọn là luôn luôn cần thiết. Một số điểm chú ý: - Khi biểu diễn trong hệ đơn vị tương đối, điện áp dây và điện áp pha có trị số bằng nhau. Cũng tương tự công suất 3 pha và công suất 1 pha cũng bằng nhau. - Nhiều đại lượng vật lý khác nhau nhưng biểu diễn trong hệ đơn vị tương đối luôn luôn có trị số bằng nhau. Chẳng hạn, với giả thiết tần số hệ thống luôn luôn không đổi và bằng trị số định mức, nên nếu mặc định đmcb  thì 1*  , do đó: * * * * * * * * * * * * * X L L E L I X I           (2-7) 3. Hệ đơn vị tương đối trong tính toán mạng điện nhiều cấp điện áp * Qui đổi chính xác trong hệ đơn vị có tên - Chọn cấp cơ sở (giả sử chọn cấp điện áp máy phát làm cấp cơ sở) - Tiến hành qui đổi các thông số của các cấp còn lại về cấp cơ sở Các thông số đoạn thứ n được qui đổi về cấp cơ sở là:       1 2 1 2 1 2 2 1 2 ... ... 1 ... ... nq đ n n nq n nq đ n n nq n E k k k E U k k k U I I k k k Z k k k Z      (2-8) Trong đó: En, Un, In, Zn: là thông số của đoạn n Enqđ, Unqđ, Inqđ, Znqđ: là thông số sau khi đã qui đổi về cấp cơ sở k1 Hình 2.1. Mạng điện nhiều cấp điện áp k2 kn ~ Cấp cơ sở Bài giảng môn Ngắn mạch Bộ môn Kỹ thuật điện – ĐH Quy Nhơn Trang 16 ki: tỉ số của MBA tính theo hướng từ cấp cơ sở đến cấp cần qui đổi. * Qui đổi chính xác trong hệ đơn vị tương đối - Chọn Scb (tùy ý) - Chọn cấp cơ sở (giả sử chọn cấp điện áp MF làm cấp cơ sở thì: Ucbcs=Ucb0) Điện áp cơ bản của một cấp i bất kì tính theo biểu thức sau: 0 1 2 1 ...cbi cbi U U k k k  (2-9) Trong đó: k1, k2, …, ki cũng được tính theo chiều từ cấp điện áp cơ sở sang các cấp tiếp theo. * Qui đổi gần đúng trong hệ đơn vị tương đối - Chọn Scb (tùy ý) - Chọn điện áp cơ bản cấp nào bằng điện áp trung bình của cấp đó Ucbi=Utbi - Coi điện áp định mức của các thiết bị điện ở cấp điện áp nào bằng điện áp trung bình của cấp đó. Điện áp trung bình của một số mạng điện thường được dùng như sau: Uđm(kV) 6 10 15 22 35 66 110 220 500 Utb(kV) 6,3 10,5 15,75 23 37 69 115 230 525 Sau khi có các lượng cơ bản, việc tính toán các trị số tương đối sẽ được tiến hành theo các công thức thông thường (như một cấp điện áp). III. SƠ ĐỒ THAY THẾ VÀ THÔNG SỐ TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHẦN TỬ TRONG HTĐ 1. Đường dây tải điện a) Đường dây trên không U ≤ 35 kV Trong hệ đơn vị có tên: 1 2l (km) r0, x0 (Ω/km) Hình 2.2 ZD=RD+jXD1 2 Bài giảng môn Ngắn mạch Bộ môn Kỹ thuật điện – ĐH Quy Nhơn Trang 17 D 0 D 0 D D D R r l X x l Z R jX     (2-10) Trong hệ đơn vị tương đối:   D cb cb D*(cb) D 02 2 cb cb cb D cb cb D*(cb) D 02 2 cb cb cb cb D*(cb) D*(cb) D*(cb) 0 0 2 cb R S SR R r l. Z U U X S SX X x l. Z U U SZ R jX r jx l. U            (2-11) Ucb điện áp cơ bản của cấp chứa đường dây đang xét b) Đường dây cáp và đường dây trên không có 35kV < U ≤ 330kV - Trong hệ đơn vị có tên:  D 0 0 D 0 Z r jx l B b l    (2-12) - Trong hệ đơn vị tương đối:   cbD*(cb) 0 0 2 cb 2 cb D*(cb) 0 cb SZ r jx l U UB b l S     (2-13) c) Đường dây siêu cao áp U > 300 kV Các đường dây siêu cao áp thường là các đường dây dài tải điện đi xa hoặc liên kết giữa các hệ thống. Trong chế độ xác lập (kể cả trạng thái ngắn mạch) các đường dây siêu cao áp vẫn được mô tả theo sơ đồ mạch điện có thông số tập trung. Tuy nhiên các thông số của sơ đồ cần được xác định 1 2l (km) r0, x0 (Ω/km) b0 (S/km) Hình 2.3 ZD=RD+jXD1 2 jBD/2 jBD/2 Bài giảng môn Ngắn mạch Bộ môn Kỹ thuật điện – ĐH Quy Nhơn Trang 18 theo điều kiện tương đương với mô hình đường dây có thông số rải. Có hai cách mô hình đường dây siêu cao áp như sau: + Mô hình theo sơ đồ hình Π Ta kí hiệu:    0 00 0 Z r jx l Y g jb l      (2-14) - Trong hệ đơn vị có tên: + Công thức chính xác:   sinh tanh / 2 2 / 2 ZYZ Z ZY ZYYY ZY      (2-15) + Công thức gần đúng: 1 6 1 6 YZZ Z YY YZ            (2-16) Thông thường khi tính toán ngắn mạch có thể bỏ qua g0 vì chúng ít ảnh hưởng đến kết quả. + Mô hình theo sơ đồ thông số rải Trong đó: 1 2l (km) r0, x0 (Ω/km) g0, b0 (S/km) Hình 2.4 ZΠ1 2 YΠ/2 YΠ/2 Hình 2.5 Z jB/2 jB/2 Z jB/2 jB/2 Z jB/2 jB/2 Bài giảng môn Ngắn mạch Bộ môn Kỹ thuật điện – ĐH Quy Nhơn Trang 19  0 0 0 Z r jx l B b l       (2-17) Với l ≤ 100 km Tuy nhiên nhược điểm của mô hình này là số nút, số nhánh của sơ đồ tăng lên đáng kể. 2. Các máy biến áp Qui ước: qui đổi các thông số về phía cao áp của các MBA a) Máy biến áp 2 cuộn dây - Trong hệ đơn vị có tên: 2 dmC B N 2 dm 2 N dmC B dm 2 dmC 0 0 2 dmC 0 0 UR P S U % UX 100 S UR P UX Q         (2-18) - Trong hệ đơn vị tương đối: C H ZB=RB+XBC H Hình 2.6 Sđm; UđmC, UđmH PN; P0 UN%; I0% Z0=R0+X0 Bài giảng môn Ngắn mạch Bộ môn Kỹ thuật điện – ĐH Quy Nhơn Trang 20 2 B dmC cb B*(cb) N 2 2 cb cb(C) dm 2 B N dmC cb B*(cb) 2 cb cb(C) dm 2 0 dmC cb 0*(cb) 2 cb cb(C) 0 2 0 dmC cb 0*(cb) 2 cb cb(C) 0 R U SR P Z U S X U % U SX Z 100 U S R U SR Z U P X U SX Z U Q             (2-19) Thông thường khi tính toán ngắn mạch có thể bỏ qua RB, R0 và X0 vì chúng ít ảnh hưởng đến kết quả tính toán. Do đó sơ đồ thay thế của MBA 2 cuộn dây khi tính toán ngắn mạch như hình sau: Trong đó XB được tính theo (2-18) hoặc (2-19) b) Máy biến áp 3 cuộn dây và tự ngẫu Khi tính toán ngắn mạch có thể bỏ qua các điện trở của các cuộn dây, điện trở và điện kháng không tải, MBA 3 cuộn dây và tự ngẫu có sơ đồ thay thế như sau: Điện áp ngắn mạch phần trăm của từng cuộn: XT Hình 2.8 C T H C T H XH XC T C H Sđm; UđmC; UđmT; UđmH; UNC-T%; UNC-H%; UNT-H% XBC H Hình 2.7 Bài giảng môn Ngắn mạch Bộ môn Kỹ thuật điện – ĐH Quy Nhơn Trang 21       % 0,5 % % % % 0,5 % % % % 0,5 % % % NC NC T NC H NT H NT NC T NT H NC H NH NC H NT H NC T U U U U U U U U U U U U                    (2-20) - Trong hệ đơn vị có tên: 2 2 2 % 100 % 100 % 100 NC dmC C dm NT dmC T dm NH dmC H dm U UX S U UX S U UX S     (2-21) - Trong hệ đơn vị tương đối: 2 *( ) 2 ( ) 2 *( ) 2 ( ) 2 *( ) 2 ( ) % 100 % 100 % 100 NC dmC cb C cb cb C dm NT dmC cb T cb cb C dm NH dmC cb H cb cb C dm U U SX U S U U SX U S U U SX U S     (2-22) Lưu ý: + Trong tính toán, điện áp ngắn mạch phần trăm của từng cuộn có thể âm. Điều đó không có gì đáng lo ngại vì thực tế mô hình thay thế nêu trên mang tính toán học. Khi đó coi điện kháng của cấp đó như là một dung kháng để tính toán tiếp. Nhưng nói chung nếu rơi vào trường hợp trên thường là giá trị âm rất nhỏ so với điện áp ngắn mạch hai cấp kia, nên có thể lấy bằng 0. 3. Kháng điện và tụ điện a) Kháng điện phân đoạn Bài giảng môn Ngắn mạch Bộ môn Kỹ thuật điện – ĐH Quy Nhơn Trang 22 - Trong hệ đơn vị có tên: % 100 3 K dm K dm x UX I  (2-24) - Trong hệ đơn vị tương đối: *( ) % 3 100 3 K dm cb K cb cbdm x U IX UI  *( ) % 100 K dm cb K cb cb dm x U IX U I  (2-25) b) Kháng bù ngang - Trong hệ đơn vị có tên: 2 dm K dm UX Q  (2-26) - Trong hệ đơn vị tương đối: 2 *( ) 2 dm cbK K cb cb cb dm U SXX Z U Q   (2-27) c) Tụ bù dọc: - Trong hệ đơn vị có tên: 1 CX C (2-28) 1 2 K Uđm; Iđm; xK% 1 2 XK Hình 2.9 Uđm; Qđm XK Hình 2.10 1 2 C Hình 2.11 1 2 -XC Bài giảng môn Ngắn mạch Bộ môn Kỹ thuật điện – ĐH Quy Nhơn Trang 23 - Trong hệ đơn vị tương đối: *( ) 2 cb C cb C cb SX X U  (2-29) 4. Phụ tải điện Ta có: 2ˆˆ3 3 ˆˆ 3 ptpt U US UI U ZZ          2 2 2 2 ˆ cos sin pt pt pt U UZ R jX P jQ S S U j S           (2-30) => 2 2 2 2 2 2 cos sin pt pt U UR P S S U UX Q S S        (2-31) Trong hệ đơn vị tương đối :     2 * 2 2 2 * 2 2 cb pt cb cb cb pt cb cb SUR P S U SUX Q S U    (2-32) Khi không có số liệu của phụ tải đang làm việc người ta sử dụng công suất định mức của phụ tải để tính toán. Khi đó nếu tính trong hệ tđđm của phụ tải (Scb = Sđm; Ucb = Uđm), ta có: S = P + jQ U Zpt = Rpt + jXpt U I Hình 2.12 Bài giảng môn Ngắn mạch Bộ môn Kỹ thuật điện – ĐH Quy Nhơn Trang 24       * * * cos sin cos sin pt đm pt đm pt PR S QX S Z j            (2-33) Một số điểm lưu ý: - Cách mô hình phụ tải trên còn gọi là mô hình tĩnh, có chỉ đúng khi phụ tải ở trạng thái gần CĐXL, ví dụ chế độ ngắn mạch duy trì, phụ tải xa điểm ngắn mạch… Trong chế độ quá độ cần sử dụng các mô hình tính toán khác. - Phụ tải thực chất bao gồm các thiết bị dùng điện khác nhau. Mô hình trên là cách mô tả gần đúng cho phụ tải tổng hợp. Trong trường hợp phụ tải cá biệt: như động cơ lớn, lò điện, thiết bị điện phân… cần mô hình phụ tải theo đặc trưng của thiết bị cụ thể. - Nói chung trong CĐXL phụ tải có tỉ lệ lớn công suất tác dụng, tuy nhiên trong tính toán gần đúng người ta vẫn cho phép mô tả phụ tải bằng một điện kháng không đổi và có trị số là  * 1,2pt đm X  5. Hệ thống Rất thường gặp các tính toán ngắn mạch, trong đó các kết quả cần quan tâm chỉ giới hạn trong một phần lưới điện, có khi chỉ trong phạm vi lưới thuộc một trạm biến áp khu vực. HT Hình 2.13 XHT EHT ~ Bài giảng môn Ngắn mạch Bộ môn Kỹ thuật điện – ĐH Quy Nhơn Trang 25 Rõ ràng khi đó mong muốn có được một sơ đồ đẳng trị đơn giản nhất cho phần hệ thống điện phía trên, chẳng hạn một tổng trở hay một điện kháng đẳng trị (gọi là điện kháng hệ thống). Điện kháng này có thể nhận được theo cách đơn giản hơn, không cần biến đổi đẳng trị sơ đồ. * Nếu biết công suất ngắn mạch của hệ thống là SN thì: - Trong hệ đơn vị có tên: 2 HT tb tb HT N E U UX S   (2-34) Trong đó: Utb: điện áp trung bình làm việc của phần lưới chứa thanh cái bị ngắn mạch. - Trong hệ đơn vị tương đối: *( ) 2 *( ) 2 1HT cb tb cb cb HT cb N cb N E U S SX S U S    (2-35) * Nếu biết trước điện kháng ngắn mạch tương đối của hệ thống là X*N và công suất của hệ thống là SHT thì: - Trong hệ đơn vị có tên: 2 * HT tb tb HT N HT E U UX X S   (2-36) - Trong hệ đơn vị tương đối: *( ) *( ) * 1HT cb cb HT cb N HT E SX X S   (2-37) Bài giảng môn Ngắn mạch Bộ môn Kỹ thuật điện – ĐH Quy Nhơn Trang 26 6. Các máy phát điện - Máy phát điện được đề cập sau cùng mặc dù là phần tử quan trọng nhất trong tính toán ngắn mạch. Đó là vì không thể nói đơn giản đầy đủ ngay được sơ đồ thay thế của các máy phát điện. Khi thay thế trên sơ đồ tình toán, máy phát điện có thể được biểu thị bằng một nguồn sđđ EF nối tiếp với một điện kháng XF. - Tuy nhiên EF, XF nhận giá trị nào, còn phụ thuộc vào trạng thái máy phát khi ngắn mạch và thời điểm khảo sát. Nếu tính trong hệ đơn vị tương đối định mức thì ta có: + Tính toán ở chế độ duy trì thì chọn: EF*(đm) = Eq; XF*(đm) = Xd + Tính toán cho quá trình quá độ thì chọn: EF*(đm) = E’q; XF*(đm) = X’d + Tính toán ngắn mạch thì chọn: EF*(đm) = E”; XF*(đm) = X”d Ví dụ 2-1: Cho sơ đồ hệ thống như trên hình 2.9a hãy vẽ sơ đồ thay thế, xác định trị số của các phần tử trên sơ đồ và tính dòng điện ngắn mạch tại điểm N. a) Tính chính xác trong hệ đơn vị có tên Chọn cấp điện áp máy phát làm cấp cơ sơ Sđđ của máy phát ~ F a) B1 B2 K D2 Sđm = 30MVA Uđm = 10,5kV X”d = 0,26 E” = 1,05 Sđm = 31,5MVA Uđm = 121kV UN% = 10,5 k1 = 10,5/121 Sđm = 15MVA Uđm = 110kV UN% = 10,5 k2 = 110/6,6 l = 80km x0 = 0,4Ω/km r0  0 b0  0 Uđm = 6kV Iđm = 0,3kA XK% = 5 l = 2,5km x0 = 0,08Ω/km r0  0 b0  0 N D1 XFEF XB1 XD1 XB2 XK XD2 Nb) Hình 2.15 ~ XF Hình 2.14 EFF Bài giảng môn Ngắn mạch Bộ môn Kỹ thuật điện – ĐH Quy Nhơn Trang 27  kV35,6 3 5,10.05,1 3 U.EE đmF  Điện kháng máy phát   96,0 30 5,10.26,0 S UXX 2 đm 2 đm dF Điện kháng máy biến áp B1 (qui đổi về phía cơ sở)  22 221 1% 10,5 121 10,5 0,37100 100 31,5 121N đmC B đm U UX k S        Điện kháng đường dây D1 (qui đổi qua B1)  221 0 1 10,5. 0, 4.80 0, 24121DX x l k        Điện kháng máy biến áp B2 (qui đổi qua B1)  22 222 1% 10,5 110 10,5 0,64100 100 15 121N đmC B đm U UX k S        Điện kháng của kháng điện (qui đổi qua B2, B1)       21,1 6,6 110. 121 5,10. 3,0.3 6 100 5k.k I3 U 100 %XX 22 2 2 2 1 đm đmK K Điện kháng đường dây cáp D2 (qui đổi qua B2, B1)   22 2 2 2 0 1 2 10,5 110. . 0,08.2,5. . 0, 42 121 6,6D X x l k k             Điện kháng tổng    84,342,021,164,024,037,096,0 XXXXXXX 2DK2B1D1BF Dòng điện ngắn mạch    10 6,35 1,653,84FN kV EI kA X    Vì sơ đồ tính toán được qui đổi về cấp cơ sở là cấp điện áp máy phát, nên trị số dòng điện ngắn mạch vừa xác định là dòng điện chạy trong máy Bài giảng môn Ngắn mạch Bộ môn Kỹ thuật điện – ĐH Quy Nhơn Trang 28 phát. Để xác định dòng điện ngắn mạch tại điểm N, cần qui đổi dòng điện này qua B1 và B2    1 26 10,5 1101,65. . 2, 4121 6,6NN kVI I k k kA   Dòng điện chạy trên D1 (và cuộn cao áp B1 và B2) là:    1110 10,51,65. 0,143121NN kVI I k kA   b) Tính chính xác trong hệ đơn vị tương đối Sơ đồ thay thế giống như trên, ta tính lại các thống số: Chọn Scb = 100 MVA Chọn Ucbcs = Ucb1 = 10,5 kV (cấp máy phát) =>    kV26,7121 6,6 110. 121 5,10 5,10 kk UU kV121 121 5,10 5,10 k UU 21 1cb 3cb 1 1cb 2cb        kA95,7 26,7.3 100 U3 SI kA48,0 121.3 100 U3 SI kA5,5 5,10.3 100 U3 SI 3cb cb 3cb 2cb cb 2cb 1cb cb 1cb    Ta xác định được các điện kháng tính toán như trên sơ đồ. Sđđ máy phát *( ) 1 10,51,05. 1,05 10,5 đm F cb cb UE E U    Điện kháng máy phát 2 2 *( ) 2 2 1 10,5 1000, 26. . 0,87 10,5 30 đm cb F cb d cb đm U SX X U S    Điện kháng máy biến áp B1 Bài giảng môn Ngắn mạch Bộ môn Kỹ thuật điện – ĐH Quy Nhơn Trang 29 2 2 1*( ) 2 2 2 % 10,5 121 100. 0,33 100 100 121 31,5 C đm N cb B cb cb đm UU SX U S    Điện kháng đường dây D1 1*( ) 0 2 2 2 1000, 4.80. 0, 22 121 cb D cb cb SX x l U    Điện kháng máy biến áp B2

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfchuong 2.pdf
  • pdfchuong 1.pdf
  • pdfchuong 3.pdf
  • pdfchuong 4.pdf
  • pdfchuong 5.pdf
  • pdfchuong 6.pdf