Tính toán bảo vệ rơle cho tba
- 103 trang
- file .pdf
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
PHẦN II
TÍNH TOÁN BẢO VỆ
RƠLE CHO TBA
SVTH: Hoàng Văn Vũ 1
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
CHƯƠNG I: MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG ĐƯỢC BẢO VỆ
I. MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG :
Đối tượng bảo vệ là trạm biến áp 220/110/22 KV, có 2 máy biến áp tự
ngẫu B1 và B2 mắc song song với nhau. Hai máy biến áp này được cung cấp từ
một nguồn của hệ thống điện(HTĐ). Hệ thống điện cung cấp đến thanh góp
220kV của trạm biến áp qua đường dây kép D. Phía trung và hạ áp của trạm có
điện áp 110kV và 22kV đưa đến các phụ tải.
SVTH: Hoàng Văn Vũ 2
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
II. THÔNG SỐ CHÍNH :
1. Hệ Thống Điện HTĐ: có trung tính nối đất
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực đại: SNmax = 2000MVA
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực tiểu: SNmin = 1700MVA
X0HT max = 1,2 X1
X0HT min = 0,9 X1
2. Đường Dây D
Chiều dài đường dây: L = 70 km
3. Máy Biến Áp
Loại từ ngẫu 3 pha 3 cuộn dây
Có 3 cấp điện áp: 230/121/38,5kV
Tỷ số điện áp: 230 kV 8 1.25%/121 kV /38.5 kV 2 2,5%.
Công suất 200 MVA
Sơ đồ đấu dây: Y0TN/∆-11
Điện áp ngắn mạch phần trăm của các cuộn dây:
𝑈𝑁 𝐶−𝑇 = 11%
𝑈𝑁% {𝑈𝑁 𝐶−𝐻 = 32%
𝑈𝑁 𝑇−𝐻 = 20%
𝑃𝑁𝐶−𝑇 = 430𝑘𝑊
∆𝑃𝑁 {𝑃𝑁𝐶−𝐻 = 360𝑘𝑊
𝑃𝑁𝑇−𝐻 = 320𝑘𝑊
I0 = 0.5%
∆P0 = 125kW
SVTH: Hoàng Văn Vũ 3
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
III. CHỌN MÁY CẮT, MÁY BIẾN DÒNG, MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP:
1. Máy Cắt Điện:
Máy cắt điện được chọn theo điều kiện sau:
Điện áp: 𝑈đ𝑚 𝑀𝐶 ≥ 𝑈𝑚𝑔
Dòng điện: 𝐼đ𝑚 𝑀𝐶 ≥ 𝐼𝑙𝑣𝑐𝑏
Ổn định nhiệt: 𝐼𝑛ℎ
2
. 𝑡𝑛ℎ ≥ 𝐵𝑁 (chỉ kiểm tra với máy cắt có 𝐼đ𝑚 ≥ 1000𝐴)
Ổn định lực động điện: 𝑖𝑙đ ≥ 𝑖𝑥𝑘
điều kiện cắt: 𝐼𝑐ắ𝑡 𝑀𝐶 ≥ 𝐼 ′′
Trong đó:
𝐼𝑙𝑣𝑐𝑏 : dòng điện làm việc cưỡng bức lớn nhất qua máy cắt ứng với dòng
công suất lớn nhất đi qua khi quá tải sự cố.
𝑆đ𝑚 𝐵
𝐼𝑙𝑣𝑐𝑏 = 𝑘𝑞𝑡𝑠𝑐 𝐼đ𝑚 𝐵 = 1,4.
√3𝑈đ𝑚 𝐵
𝐼𝑥𝑘 = √2. 1,8. 𝐼 ′′
′′
𝐼 ′′ = 𝐼𝑁𝑚𝑎𝑥 . 𝐼𝑐𝑏
𝐼 ′′ :dòng ngắn mạch hiệu dụng toàn phần lớn nhất khi ngắn mạch
Bảng thông số máy cắt đã chọn cho các cấp điện áp:
Máy cắt Uđm Iđm ICđm Ilđđ Inh tnh
(kV) (A) (kA) (kA) (kA) (s)
Я℈220 − 11 − 74 220 1250 40 50 50 3
Я℈110 − 23 110 1250 40 50 50 3
8𝐴𝑗20 24 2000 20 50
2. Máy Biến Dòng Điện:
Biến dòng được chọn theo các điều kiện (riêng từng mạch)
Điện áp định mức BI: 𝑈đ𝑚.𝐵𝐼 ≥ 𝑈𝐻𝑇
Dòng định mức của BI: 𝐼đ𝑚.𝐵𝐼 ≥ 𝐼𝑐𝑏.𝑚𝑎𝑥
SVTH: Hoàng Văn Vũ 4
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
𝑍2đ𝑚.𝐵𝐼 ≥ 𝑍2Ʃ ≈ 𝑅2Ʃ
Kiểm tra ổn định động : √2. 𝑘𝑙đđ . 𝐼1đ𝑚 ≥ 𝐼𝑥𝑘
Kiểm tra ổn định nhiệt: (𝑘𝑛ℎ . 𝐼đ𝑚 )2 . 𝑡𝑛ℎ ≥ 𝐵𝑁
Chọn biến dòng có các thông số như sau:
Uđm Iđm (A) Cấp chính Z2đm Ilđđ Inh/tnh
Kiểu BI
(kV) Sơ cấp Thứ cấp xác (Ω) (kA) (kA/s)
T3M220B-III 220 600 5 10 1.2 50 19.6/3
T3M110B-I 110 800 5 5 1.2 62-124 14-28/3
T3M22B-III 22 1600 5
3. Máy Biến Điện Áp:
BU được chọn theo các điều kiện sau:
Điện áp định mức: UđmBI UđmHT
Cấp chính xác phù hợp với yêu cầu của các dụng cụ đo.
Công suất định mức: S2đmBU S2
Trong đó: S2 = ( Pdc) 2 ( Qdc) 2
Với Pdc , Qdc là tổng công suất tác dụng và phản kháng của các dụng
cụ đo.
Chọn BU một pha có thông số sau :(tra trong sách THIẾT KẾ NHÀ
MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP của Huỳnh Nhơn trang 297 )
Công suất tương ứng
Kiểu U1đm U 2đm với cấp chính xác
(VA)
VCU-245 220 / 3 100 / 3 150
VCU-245 110 / 3 100 / 3 150
SVTH: Hoàng Văn Vũ 5
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
CHƯƠNG II:TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ
BẢO VỆ RƠLE
Ngắn mạch là hiện tượng nối tắt hai điểm có điện thế khác nhau của mạch
điện bằng một vật dẫn có tổng trở không đáng kể
Trạm biến áp chỉ làm việc an toàn, tin cậy với hệ thống bảo vệ rơle tác
động nhanh, nhạy và đảm bảo tính chọn lọc để lựa chọn và chỉnh định các thiết
bị này phải dựa trên kết quả tính toán ngắn mạch, củ thể là dòng ngắn mạch đi
qua các BI khi xảy ra các dạng ngắn mạch.
Yêu cầu của việc tính toán ngắn mạch là phải xác định được dòng ngắn
mạch lớn nhất (Imax) để phục vụ cho việc chỉnh định rơle và dòng ngắn mạch
nhỏ nhất (Imin) để kiểm tra độ nhạy cho các rơle đã được chỉnh định. Trong hệ
thống điện điện(HTĐ) người ta thường xét các dạng ngắn mạch sau:
Ngắn mạch 3 pha N(3)
Ngắn mạch 2 pha N(2)
Ngắn mạch 2 pha chạm đất N(1,1)
Ngắn mạch 1 pha N(1)
I. CÁC GIẢ THIẾT CƠ BẢN ĐỂ TÍNH NGẮN MẠCH:
Các máy phát điện không có hiện tượng dao động công suất nghĩa là góc
lệch pha giữa các vectơ sức điện động của máy phát là không đổi và sấp xỉ bằng
không.
Tính toán thực tế cho thấy phụ tải hầu như không tham gia vào dòng ngắn
mạch quá độ ban đầu, do vậy ta bỏ qua phụ tải khi tính toán ngắn mạch quá độ
ban đầu.
Hệ thống từ không bão hòa: giả thiết này là cho phép tính toán đơn giản
đi rất nhiều bởi vì ta xem mạch là tuyết tính nên có thể dùng phương pháp xếp
chông để tính toán.
SVTH: Hoàng Văn Vũ 6
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
Bỏ qua điện trở
Với điện áp > 1000v thì bỏ qua điện trở R vì R< Với điện áp < 1000V thì không thể bỏ qua R vì R>1/3X
Bỏ qua điện dung
Bỏ qua dòng điện từ hóa của máy biến áp
Hệ thống điện 3 pha là đối xứng
Các tính toán được thực hiện trong hệ đơn vị tương đối.
II. CHỌN CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN:
Ta chọn: 𝑆𝐶𝐵 = 𝑆đ𝑚𝐵 = 200𝑀𝑉𝐴
𝑈𝐶𝐵 = 𝑈𝑇𝐵 ( điện áp trung bình của các cấp tương ứng )
UCB1 = 220KV
UCB2 = 110KV
UCB1 = 22KV
Do đó dòng điện cơ bản trong các cấp điện áp là:
𝑆𝑐𝑏 200
𝑰𝒄𝒃𝟏 = = = 0.525 𝐾𝐴
√3𝑈𝑐𝑏1 √3.220
𝑆𝑐𝑏 200
𝑰𝒄𝒃𝟐 = = = 1.05 𝐾𝐴
√3𝑈𝑐𝑏2 √3.110
𝑆𝑐𝑏 200
𝑰𝒄𝒃𝟑 = = = 5.25 𝐾𝐴
√3𝑈𝑐𝑏3 √3.22
1. Tính Toán Thông Số Các Phần Tử:
a. Hệ thống điện:
Ở chế độ cực đại (SN = SNmax ):
Điện kháng thứ tự thuận và điện kháng thứ tự nghịch:
𝑆𝑐𝑏 200
𝑿𝟏𝑯𝒎𝒂𝒙 = 𝑿𝟐𝑯𝒎𝒂𝒙 = = = 0.1
𝑆𝑁𝑚𝑎𝑥 2000
Điện kháng thứ tự không:X0Hmax = 1.2X1Hmax = 1.2 × 0.1 = 0.12
SVTH: Hoàng Văn Vũ 7
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
Ở chế độ cực tiểu (SN = SNmin ):
Điện kháng thứ tự thuận và điện kháng thứ tự nghịch:
𝑆𝑐𝑏 200
𝑿𝟏𝑯𝒎𝒊𝒏 = 𝑿𝟐𝑯𝒎𝒊𝒏 = = = 0.117
𝑆𝑁𝑚𝑎𝑥 1700
Điện kháng thứ tự không:
𝑿𝟎𝑯𝒎𝒊𝒏 = 0.9𝑋1𝐻𝑚𝑖𝑛 = 0.9 × 0.117 = 0.1053
b. Đường dây:
Điện kháng thứ tự thuận và điện kháng thứ tự nghịch:
𝑆𝑐𝑏 200
𝑿𝟏𝑫 = 𝑿𝟐𝑫 = 𝑋1 . 𝐿. 2 = 0.35 × 70 × = 0.1
𝑈𝐶𝐵 2202
Điện kháng thứ tự không:𝑋0𝐷 = 2𝑋1𝐷 = 2 × 0.1 = 0.2
c. Máy biến áp tự ngẫu:
Điện áp ngắn mạch phần trăm của MBA tự ngẫu được tính theo công thức
sau:
1
𝑼𝑵𝑪 % = [𝑈𝑁𝐶−𝑇 % + 𝑈𝑁𝐶−𝐻 % − 𝑈𝑁𝑇−𝐻 %]
2
1
= [11% + 32% − 20%] = 11.5%
2
1
𝑼𝑵𝑻 % = [𝑈𝑁𝐶−𝑇 % + 𝑈𝑁𝑇−𝐻 % − 𝑈𝑁𝐶−𝐻 %]
2
1
= [11% + 20% − 32%] = −0.5% = 0
2
1
𝑼𝑵𝑯 % = [𝑈𝑁𝐶−𝐻 % + 𝑈𝑁𝑇−𝐻 % − 𝑈𝑁𝐶−𝑇 %]
2
1
= [32% + 20% − 11%] = 20.5%
2
Tính điện kháng của các cuộn dây:
UNC % Scb 11.5 200
Cuộn cao: 𝐗 𝐜 = × = × = 0.115
100 Sđm 100 200
𝑈𝑁𝑇 % 𝑆𝑐𝑏
Cuộn trung: 𝑿𝑻 = × =0
100 𝑆đ𝑚
SVTH: Hoàng Văn Vũ 8
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
𝑈𝑁𝐻 % 𝑆𝑐𝑏 20.5 200
Cuộn hạ: 𝑿𝑯 = × = × = 0.205
100 𝑆đ𝑚 100 200
2. Sơ Đồ Thay Thế:
a. Thứ tự thuận:
Hình2.1: Sơ đồ thay thế TTT
b. Thứ tự ngịch:
Hình 2.2: Sơ đồ thay TTN
SVTH: Hoàng Văn Vũ 9
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
c. Thứ tự không:
Hình 2.3: Sơ đồ thay thế TTK
Tính Toán Ngắn Mạch Của Trạm:
Hình 2.4: Sơ đồ nối điện chính của trạm và
các điểm cần tính ngắn mạch
SVTH: Hoàng Văn Vũ 10
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
III. CÁC SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN:
Tính toán các dòng điện ngắn mạch được thưc hiện trong chế độ cực đại
và chế độ cực tiểu bao gồm 4 sơ đồ;
Sơ đồ 1: khi hệ thống ở chế độ cực đại và trạm vận hành 1 máy biến áp
độc lập (𝑆𝑁𝑚𝑎𝑥 , 1 𝑀𝐵𝐴)
Sơ đồ 2: khi hệ thống ở chế độ cực đại và trạm vận hành 2 máy biến áp
song song (𝑆𝑁𝑚𝑎𝑥 , 2 𝑀𝐵𝐴)
Sơ đồ 3: khi hệ thống ở chế độ cực tiểu và trạm vận hành 1 máy biến áp
độc lập (𝑆𝑁𝑚𝑖𝑛 , 1 𝑀𝐵𝐴)
Sơ đồ 4: khi hệ thống ở chế độ cực tiểu và trạm vận hành 2 máy biến áp
song song (𝑆𝑁𝑚𝑖𝑛 , 2 𝑀𝐵𝐴).
Ở sơ đồ 1 và sơ đồ 2 dạng ngắn mạch tính toán: 𝑁 (3) , 𝑁 (1,1) , 𝑁 (1)
Ở sơ đồ 3 và sơ đồ 4 dạng ngắn mạch tính toán :𝑁 (2) , 𝑁 (1,1) , 𝑁 (1)
Điểm ngắn mạch tính toán:
Phía 220KV: N1 và N1 ′ ;
Phía 110KV: N2 và N2 ′ ;
Phía 22KV: N3 và N3 ′ ;
1. Sơ Đồ 1 (𝐒𝐍𝐦𝐚𝐱 , 𝟏 𝐌𝐁𝐀):
a. Ngắn mạch phía 220KV:
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận, thứ tự ngịch và thứ tự không:
SVTH: Hoàng Văn Vũ 11
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
Hình 2.5: Sơ đồ thay thế thứ tự thuận
Hình2. 6: Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch
Hình 2.7: Sơ đồ thay thế thứ tự không
SVTH: Hoàng Văn Vũ 12
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
Trong đó :
𝑋 0.1
𝑿𝟏∑ = 𝑿𝟐∑ = 𝑋1𝐻𝑚𝑎𝑥 + 1𝐷 = 0.1 + = 0.15
2 2
𝑋
𝑿𝟎∑ = (𝑋0𝐻𝑚𝑎𝑥+ 0𝐷 ) //(𝑋𝐶 + 𝑋𝐻 )
2
𝑋 0.2
(𝑋0𝐻𝑚𝑎𝑥+ 0𝐷 )×(𝑋𝐶 +𝑋𝐻 ) (0.12+ )×(0.115+0,205)
2 2
= 𝑋0𝐷 = 0.2 = 0.13
𝑋0𝐻𝑚𝑎𝑥 + +𝑋𝐶 +𝑋𝐻 0.12+ +0.115+0.205
2 2
a.1. Ngắn mạch 3 pha N(3):
Dòng ngắn mạch từ hệ thống đến điểm ngắn mach N1
(𝟑) 𝐸 1
𝑰𝑵 = 𝑰𝟏∑ = = = 6.67
𝑋1∑ 0.15
Phân bố dòng qua các BI
Điểm N1: không có dòng qua các BI
Điểm N’1: IBI1 = 𝐈𝟏∑ = 6.67
Dòng qua các BI khác bằng không.
a.2. Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1)
Điện kháng phụ
(𝟏,𝟏) X2∑ ×X0∑ 0.15×0.13
𝐗∆ = = = 0.07
X2∑ +X0∑ 0.15+0.13
Các thành phần dòng điện và điện áp.
E 1
𝐈𝟏∑ = = = 4.55
X1∑ +X∆ 0.15+0.07
𝑋0Ʃ 0.13
𝑰𝟐∑ = − 𝐼1Ʃ × = −4.55 × = −2.1125
𝑋2Ʃ +𝑋0Ʃ 0.15+0.13
X2Ʃ 0.15
𝐈𝟎∑ = − I1Ʃ × = −4.55 × = −2.4375
X2Ʃ +X0Ʃ 0.15+0.13
𝐔𝟏𝐍 = U2N = U0N = −I0∑ × X0∑ = −(−2.4375) × 0.13 = 0.317
SVTH: Hoàng Văn Vũ 13
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
Phân bố dòng điện thứ tự không.
−U0∑ −0.317
𝐈𝟎𝐇𝐓 = X = 0.2 = −1.44
X0HT + 0D 0.12+
2
2
−U0∑ −U0∑ −0.317
𝐈𝟎𝐁 = = = = −0.99
X0B XC +XH 0.115+0.205
Phân bố dòng qua các BI:
Điểm N1:
IBI1 = I0B = 0.99
IBI4 = 3.IB0.Icb1 = 3×0.99×0.525 = 1.56 kA
Điểm N’1:
Dòng qua BI1
I1BI1 = 𝐼1∑ = 4.55
I2BI1 = I2∑ = −2.1125
I0BI1 = 𝐼0𝐻𝑇 = −1.44
IBI1 = |𝑎2 𝐼1∑ + 𝑎𝐼2∑ + 𝐼0𝐻𝑇 |
−1 √3 −1 √3
=|( −𝑗 ) 4.55 + ( + 𝑗 ) (−2.1125) − 1.44|=
2 2 2 2
=|−2.66 − 𝑗8.16| = 8.58
Dòng qua các BI khác bằng không.
a.3. Ngắn mạch một pha N(1)
Điện kháng phụ
(𝟏)
𝑿∆ = 𝑋2Ʃ + 𝑋0Ʃ = 0.15 + 0.13 = 0.28
Các thành phần dòng điện và điện áp tại chỗ ngắn mạch:
𝐸 1
𝑰𝟏∑ = 𝐼2∑ = 𝐼0∑ = = = 2.326
𝑋1∑ +𝑋∆ 0.15+0.28
U0N = -𝐼0∑ × 𝑋0∑ = −2.326 × 0.13 = −0.302
SVTH: Hoàng Văn Vũ 14
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
Phân bố dòng thứ tự không:
−𝑈0𝑁 −𝑈0𝑁 −(−0.302)
𝑰𝟎𝑯𝑻 = = 𝑋 = 0.2 = 1.373
𝑋0𝐻𝑇 𝑋0𝐻𝑚𝑎𝑥 + 0𝐷 0.12+
2
2
𝑰𝟎𝑩 = 𝐼0∑ − 𝐼0𝐻𝑇 = 2.326 − 1.373 = 0.953
Trong hệ đơn vị có tên:
I0B = 0.953×Icb1 = 0.953×0.525 = 0.5
Phân bố qua các BI:
Điểm N1:
IBI1 = I0B = 0.953
IBI4 =3. I0B = 3×0.5 = 1.5 kA
Dòng qua các BI khác bằng không.
Điểm N’1:
Dòng qua BI1
I1BI1 = 𝐼1Ʃ = 2.326
I2BI1 = 𝐼2Ʃ = 2.326
I0BI1 = 𝐼0𝐻𝑇 = 1.373
IBI1 = I1BI1+ I2BI1+ I0BI1 = 4.55 + 4.55+1.373 = 6.025
IBI4 =3. I0B = 3×0.5 = 1.5 kA
Dòng qua các BI khác bằng không.
SVTH: Hoàng Văn Vũ 15
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
b. Ngắn mạch phía 110kV:
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thứ tự không.
Hình 2.8: Sơ đồ thay thế thứ tự thuận
Hình 2.9: Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch
Hình 2.10: Sơ đồ thay thế thứ tự không
SVTH: Hoàng Văn Vũ 16
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
Trong đó :
𝑋 0.1
𝑿𝟏∑ = 𝑋2∑ = 𝑋1𝐻𝑚𝑎𝑥 + 1𝐷 + 𝑋𝐶 + 𝑋𝑇 = 0.1 + + 0.115 = 0.265
2 2
𝑋
𝑋0𝐷 (𝑋0𝐻𝑚𝑎𝑥+ 0𝐷 +𝑋𝐶 )×𝑋𝐻
2
𝑿𝟎∑ = [(𝑋0𝐻𝑚𝑎𝑥+ + 𝑋𝐶 ) //𝑋𝐻 ] + 𝑋𝑇 = 𝑋 =
2 𝑋0𝐻𝑚𝑎𝑥+ 0𝐷 +𝑋𝐶 +𝑋𝐻
2
0.2
(0.12+ 2 +0.115)×0.205
= 0.2 = 0.127
0.12+ 2 +0.115+0.205
b.1. Ngắn mạch 3 pha N(3):
Dòng ngắn mạch từ hệ thống đến điểm ngắn mach N2
(3) 𝐸 1
𝐼𝑁 = 𝐼1∑ = = = 3.77
𝑋1∑ 0.265
Phân bố dòng qua các BI
Điểm N2:
IBI1 = 𝐼1∑ = 3.77
IBI2 = 𝐼1∑ = 3.77
Điểm N’2:
IBI1 = 𝐼1∑ = 3.77
Dòng qua các BI khác bằng không.
b.2. Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1).
Điện kháng phụ
(𝟏,𝟏) 𝑋2∑ ×𝑋0∑ 0.265×0.127
𝑿∆ = = = 0.086
𝑋2∑ +𝑋0∑ 0.265+0.127
SVTH: Hoàng Văn Vũ 17
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
Các thành phần dòng điện và điện áp.
𝐸 1
𝑰𝟏∑ = = = 2.85
𝑋1∑ +𝑋∆ 0.265+0.086
𝑋0∑ 0.127
𝑰𝟐∑ = − 𝐼1∑ × = −2. 85 × = −0.923
𝑋2∑ +𝑋0∑ 0.265+0.127
𝑋2∑ 0.265
𝑰𝟎∑ = − 𝐼1∑ × = −2.85 × = −1.927
𝑋2∑ +𝑋0∑ 0.265+0.127
𝑼𝟏𝑵 = 𝑼𝟐𝑵 = 𝑼𝟎𝑵 = −𝐼0∑ × 𝑋0∑ = −(−1.927) × 0.127 = 0.245
Phân bố dòng điện thứ tự không.
Dòng thứ tự không chạy qua phía 110kV của máy biến áp:
I0T = 𝑰𝟎∑ =−1.927
Dòng thứ tự không từ hệ thống về điểm ngắn mạch:
−𝑈0𝑁 −0.245
𝑰𝟎𝑯𝑻 = 𝑰𝟎𝑪 = 𝑋 = 0.2 = −0.73
𝑋0𝐻𝑚𝑎𝑥 + 0𝐷 +𝑋𝐶 0.12+
2
+0.115
2
Dòng thứ tự không qua cuộn chung của máy biến áp (hệ đơn vị có tên)
I0ch = I0T. Icb2 – I0C. Icb1= 1.927× 1.05 – 0.73× 0.525 = 0.768 kA
Dòng qua dây trung tính của máy biến áp:
ITT = 3. I0ch = 3× 0.768 = 2.304 kA
Phân bố dòng qua các BI:
Điểm N2:
Dòng qua BI1
I1BI1 = 𝐼1∑ = 2.85
I2BI1 = 𝐼2∑ = −0.923
I0BI1 = 𝐼0𝐻𝑇 = −0.73
SVTH: Hoàng Văn Vũ 18
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
IBI1 = |𝑎2 𝐼1∑ + 𝑎𝐼2∑ + 𝐼0𝐻𝑇 |=
−1 √3 −1 √3
=|( −𝑗 ) × 2.85 + ( + 𝑗 ) . (−0.923) − 0.73| =
2 2 2 2
=|−1.6935 − 𝑗6.535| = 6.75
Dòng Qua BI2
I1BI2 = 𝐼1∑ = 2.85
I2BI2 = 𝐼2∑ = −0.923
I0BI2 = 𝐼0𝑇 = −1.927
IBI2 = |a2 I1∑ + aI2∑ + I0T |=
−1 √3 −1 √3
=|(
2
−𝑗
2
) × 2.85 + ( 2 + 𝑗 2 ) . (−0.923) − 1.927|=
=|−2.8905 − 𝑗3.2675| = 4.3625
𝑰𝑩𝑰𝟒 = 𝐼𝑇𝑇 = 2.304 𝑘𝐴
ĐIỂM N’2:
IBI1 = 6.75
IBI4 = ITT = 2.304 kA
Dòng qua các BI khác bằng không.
b.3. Ngắn mạch một pha N(1).
Điện kháng phụ
(𝟏)
𝑿∆ = 𝑋2∑ + 𝑋0∑ = 0.265 + 0.127 = 0.392
Các thành phần dòng điện và điện áp tại chỗ ngắn mạch:
𝐸 1
𝑰𝟏∑ = 𝑰𝟐∑ = 𝑰𝟎∑ = = = 1.522
𝑋1∑ +𝑋∆ 0.265+0.392
SVTH: Hoàng Văn Vũ 19
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
U0N = -𝐼0∑ × 𝑋0∑ = −1.522 × 0.127 = −0.193
Phân bố dòng thứ tự không:
Dòng thứ tự không chạy qua cuộn trung về điểm ngắn mạch N2
I0T = 𝐼0∑ = 1.522
Dòng thứ tự không từ hệ thống về điểm ngắn mạch
−𝑈0𝑁 −𝑈0𝑁 −(−0.193)
𝑰𝟎𝑯𝑻 = = 𝑋 = 0.2 = 0.576
𝑋0𝐻𝑇 𝑋0𝐻𝑚𝑎𝑥+ 0𝐷 +𝑋𝐶 0.12+
2
+0.115
2
Dòng thứ tự không chạy qua cuộn cao về điểm ngắn mạch N2:
I0C = I0HT = 0.576
Dòng thứ tự không qua cuộn chung của máy biến áp (hệ đơn vị có tên)
I0ch = I0T. Icb2 – I0C. Icb1 = (1.522× 1.05) – ( 0.576× 0.525) = 1.296 kA
Dòng qua dây trung tính của máy biến áp:
ITT = 3. I0ch = 3× 1.296 = 3.888 kA
Phân bố dòng qua các BI:
ĐIỂM N2:
Dòng qua BI1
I1BI1 = 𝐼1∑ = 1.522
I2BI1 = 𝐼2∑ = 1.522
I0BI1 = 𝐼0𝐻𝑇 = 0.576
IBI1 = 𝐼1∑ + 𝐼2∑ + 𝐼0𝐻𝑇 = 1.522+ 1.522+ 0.576 = 3.62
IBI2 = 3. I1∑ = 3 ×1.522= 4.566
IBI4 = ITT = 3.888 kA
Dòng qua các BI khác bằng không.
ĐIỂM N’2:
IBI1 = 3.62
IBI4 = ITT = 3.888 kA
Dòng qua các BI khác bằng không.
SVTH: Hoàng Văn Vũ 20
PHẦN II
TÍNH TOÁN BẢO VỆ
RƠLE CHO TBA
SVTH: Hoàng Văn Vũ 1
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
CHƯƠNG I: MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG ĐƯỢC BẢO VỆ
I. MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG :
Đối tượng bảo vệ là trạm biến áp 220/110/22 KV, có 2 máy biến áp tự
ngẫu B1 và B2 mắc song song với nhau. Hai máy biến áp này được cung cấp từ
một nguồn của hệ thống điện(HTĐ). Hệ thống điện cung cấp đến thanh góp
220kV của trạm biến áp qua đường dây kép D. Phía trung và hạ áp của trạm có
điện áp 110kV và 22kV đưa đến các phụ tải.
SVTH: Hoàng Văn Vũ 2
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
II. THÔNG SỐ CHÍNH :
1. Hệ Thống Điện HTĐ: có trung tính nối đất
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực đại: SNmax = 2000MVA
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực tiểu: SNmin = 1700MVA
X0HT max = 1,2 X1
X0HT min = 0,9 X1
2. Đường Dây D
Chiều dài đường dây: L = 70 km
3. Máy Biến Áp
Loại từ ngẫu 3 pha 3 cuộn dây
Có 3 cấp điện áp: 230/121/38,5kV
Tỷ số điện áp: 230 kV 8 1.25%/121 kV /38.5 kV 2 2,5%.
Công suất 200 MVA
Sơ đồ đấu dây: Y0TN/∆-11
Điện áp ngắn mạch phần trăm của các cuộn dây:
𝑈𝑁 𝐶−𝑇 = 11%
𝑈𝑁% {𝑈𝑁 𝐶−𝐻 = 32%
𝑈𝑁 𝑇−𝐻 = 20%
𝑃𝑁𝐶−𝑇 = 430𝑘𝑊
∆𝑃𝑁 {𝑃𝑁𝐶−𝐻 = 360𝑘𝑊
𝑃𝑁𝑇−𝐻 = 320𝑘𝑊
I0 = 0.5%
∆P0 = 125kW
SVTH: Hoàng Văn Vũ 3
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
III. CHỌN MÁY CẮT, MÁY BIẾN DÒNG, MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP:
1. Máy Cắt Điện:
Máy cắt điện được chọn theo điều kiện sau:
Điện áp: 𝑈đ𝑚 𝑀𝐶 ≥ 𝑈𝑚𝑔
Dòng điện: 𝐼đ𝑚 𝑀𝐶 ≥ 𝐼𝑙𝑣𝑐𝑏
Ổn định nhiệt: 𝐼𝑛ℎ
2
. 𝑡𝑛ℎ ≥ 𝐵𝑁 (chỉ kiểm tra với máy cắt có 𝐼đ𝑚 ≥ 1000𝐴)
Ổn định lực động điện: 𝑖𝑙đ ≥ 𝑖𝑥𝑘
điều kiện cắt: 𝐼𝑐ắ𝑡 𝑀𝐶 ≥ 𝐼 ′′
Trong đó:
𝐼𝑙𝑣𝑐𝑏 : dòng điện làm việc cưỡng bức lớn nhất qua máy cắt ứng với dòng
công suất lớn nhất đi qua khi quá tải sự cố.
𝑆đ𝑚 𝐵
𝐼𝑙𝑣𝑐𝑏 = 𝑘𝑞𝑡𝑠𝑐 𝐼đ𝑚 𝐵 = 1,4.
√3𝑈đ𝑚 𝐵
𝐼𝑥𝑘 = √2. 1,8. 𝐼 ′′
′′
𝐼 ′′ = 𝐼𝑁𝑚𝑎𝑥 . 𝐼𝑐𝑏
𝐼 ′′ :dòng ngắn mạch hiệu dụng toàn phần lớn nhất khi ngắn mạch
Bảng thông số máy cắt đã chọn cho các cấp điện áp:
Máy cắt Uđm Iđm ICđm Ilđđ Inh tnh
(kV) (A) (kA) (kA) (kA) (s)
Я℈220 − 11 − 74 220 1250 40 50 50 3
Я℈110 − 23 110 1250 40 50 50 3
8𝐴𝑗20 24 2000 20 50
2. Máy Biến Dòng Điện:
Biến dòng được chọn theo các điều kiện (riêng từng mạch)
Điện áp định mức BI: 𝑈đ𝑚.𝐵𝐼 ≥ 𝑈𝐻𝑇
Dòng định mức của BI: 𝐼đ𝑚.𝐵𝐼 ≥ 𝐼𝑐𝑏.𝑚𝑎𝑥
SVTH: Hoàng Văn Vũ 4
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
𝑍2đ𝑚.𝐵𝐼 ≥ 𝑍2Ʃ ≈ 𝑅2Ʃ
Kiểm tra ổn định động : √2. 𝑘𝑙đđ . 𝐼1đ𝑚 ≥ 𝐼𝑥𝑘
Kiểm tra ổn định nhiệt: (𝑘𝑛ℎ . 𝐼đ𝑚 )2 . 𝑡𝑛ℎ ≥ 𝐵𝑁
Chọn biến dòng có các thông số như sau:
Uđm Iđm (A) Cấp chính Z2đm Ilđđ Inh/tnh
Kiểu BI
(kV) Sơ cấp Thứ cấp xác (Ω) (kA) (kA/s)
T3M220B-III 220 600 5 10 1.2 50 19.6/3
T3M110B-I 110 800 5 5 1.2 62-124 14-28/3
T3M22B-III 22 1600 5
3. Máy Biến Điện Áp:
BU được chọn theo các điều kiện sau:
Điện áp định mức: UđmBI UđmHT
Cấp chính xác phù hợp với yêu cầu của các dụng cụ đo.
Công suất định mức: S2đmBU S2
Trong đó: S2 = ( Pdc) 2 ( Qdc) 2
Với Pdc , Qdc là tổng công suất tác dụng và phản kháng của các dụng
cụ đo.
Chọn BU một pha có thông số sau :(tra trong sách THIẾT KẾ NHÀ
MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP của Huỳnh Nhơn trang 297 )
Công suất tương ứng
Kiểu U1đm U 2đm với cấp chính xác
(VA)
VCU-245 220 / 3 100 / 3 150
VCU-245 110 / 3 100 / 3 150
SVTH: Hoàng Văn Vũ 5
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
CHƯƠNG II:TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ
BẢO VỆ RƠLE
Ngắn mạch là hiện tượng nối tắt hai điểm có điện thế khác nhau của mạch
điện bằng một vật dẫn có tổng trở không đáng kể
Trạm biến áp chỉ làm việc an toàn, tin cậy với hệ thống bảo vệ rơle tác
động nhanh, nhạy và đảm bảo tính chọn lọc để lựa chọn và chỉnh định các thiết
bị này phải dựa trên kết quả tính toán ngắn mạch, củ thể là dòng ngắn mạch đi
qua các BI khi xảy ra các dạng ngắn mạch.
Yêu cầu của việc tính toán ngắn mạch là phải xác định được dòng ngắn
mạch lớn nhất (Imax) để phục vụ cho việc chỉnh định rơle và dòng ngắn mạch
nhỏ nhất (Imin) để kiểm tra độ nhạy cho các rơle đã được chỉnh định. Trong hệ
thống điện điện(HTĐ) người ta thường xét các dạng ngắn mạch sau:
Ngắn mạch 3 pha N(3)
Ngắn mạch 2 pha N(2)
Ngắn mạch 2 pha chạm đất N(1,1)
Ngắn mạch 1 pha N(1)
I. CÁC GIẢ THIẾT CƠ BẢN ĐỂ TÍNH NGẮN MẠCH:
Các máy phát điện không có hiện tượng dao động công suất nghĩa là góc
lệch pha giữa các vectơ sức điện động của máy phát là không đổi và sấp xỉ bằng
không.
Tính toán thực tế cho thấy phụ tải hầu như không tham gia vào dòng ngắn
mạch quá độ ban đầu, do vậy ta bỏ qua phụ tải khi tính toán ngắn mạch quá độ
ban đầu.
Hệ thống từ không bão hòa: giả thiết này là cho phép tính toán đơn giản
đi rất nhiều bởi vì ta xem mạch là tuyết tính nên có thể dùng phương pháp xếp
chông để tính toán.
SVTH: Hoàng Văn Vũ 6
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
Bỏ qua điện trở
Với điện áp > 1000v thì bỏ qua điện trở R vì R<
Bỏ qua điện dung
Bỏ qua dòng điện từ hóa của máy biến áp
Hệ thống điện 3 pha là đối xứng
Các tính toán được thực hiện trong hệ đơn vị tương đối.
II. CHỌN CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN:
Ta chọn: 𝑆𝐶𝐵 = 𝑆đ𝑚𝐵 = 200𝑀𝑉𝐴
𝑈𝐶𝐵 = 𝑈𝑇𝐵 ( điện áp trung bình của các cấp tương ứng )
UCB1 = 220KV
UCB2 = 110KV
UCB1 = 22KV
Do đó dòng điện cơ bản trong các cấp điện áp là:
𝑆𝑐𝑏 200
𝑰𝒄𝒃𝟏 = = = 0.525 𝐾𝐴
√3𝑈𝑐𝑏1 √3.220
𝑆𝑐𝑏 200
𝑰𝒄𝒃𝟐 = = = 1.05 𝐾𝐴
√3𝑈𝑐𝑏2 √3.110
𝑆𝑐𝑏 200
𝑰𝒄𝒃𝟑 = = = 5.25 𝐾𝐴
√3𝑈𝑐𝑏3 √3.22
1. Tính Toán Thông Số Các Phần Tử:
a. Hệ thống điện:
Ở chế độ cực đại (SN = SNmax ):
Điện kháng thứ tự thuận và điện kháng thứ tự nghịch:
𝑆𝑐𝑏 200
𝑿𝟏𝑯𝒎𝒂𝒙 = 𝑿𝟐𝑯𝒎𝒂𝒙 = = = 0.1
𝑆𝑁𝑚𝑎𝑥 2000
Điện kháng thứ tự không:X0Hmax = 1.2X1Hmax = 1.2 × 0.1 = 0.12
SVTH: Hoàng Văn Vũ 7
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
Ở chế độ cực tiểu (SN = SNmin ):
Điện kháng thứ tự thuận và điện kháng thứ tự nghịch:
𝑆𝑐𝑏 200
𝑿𝟏𝑯𝒎𝒊𝒏 = 𝑿𝟐𝑯𝒎𝒊𝒏 = = = 0.117
𝑆𝑁𝑚𝑎𝑥 1700
Điện kháng thứ tự không:
𝑿𝟎𝑯𝒎𝒊𝒏 = 0.9𝑋1𝐻𝑚𝑖𝑛 = 0.9 × 0.117 = 0.1053
b. Đường dây:
Điện kháng thứ tự thuận và điện kháng thứ tự nghịch:
𝑆𝑐𝑏 200
𝑿𝟏𝑫 = 𝑿𝟐𝑫 = 𝑋1 . 𝐿. 2 = 0.35 × 70 × = 0.1
𝑈𝐶𝐵 2202
Điện kháng thứ tự không:𝑋0𝐷 = 2𝑋1𝐷 = 2 × 0.1 = 0.2
c. Máy biến áp tự ngẫu:
Điện áp ngắn mạch phần trăm của MBA tự ngẫu được tính theo công thức
sau:
1
𝑼𝑵𝑪 % = [𝑈𝑁𝐶−𝑇 % + 𝑈𝑁𝐶−𝐻 % − 𝑈𝑁𝑇−𝐻 %]
2
1
= [11% + 32% − 20%] = 11.5%
2
1
𝑼𝑵𝑻 % = [𝑈𝑁𝐶−𝑇 % + 𝑈𝑁𝑇−𝐻 % − 𝑈𝑁𝐶−𝐻 %]
2
1
= [11% + 20% − 32%] = −0.5% = 0
2
1
𝑼𝑵𝑯 % = [𝑈𝑁𝐶−𝐻 % + 𝑈𝑁𝑇−𝐻 % − 𝑈𝑁𝐶−𝑇 %]
2
1
= [32% + 20% − 11%] = 20.5%
2
Tính điện kháng của các cuộn dây:
UNC % Scb 11.5 200
Cuộn cao: 𝐗 𝐜 = × = × = 0.115
100 Sđm 100 200
𝑈𝑁𝑇 % 𝑆𝑐𝑏
Cuộn trung: 𝑿𝑻 = × =0
100 𝑆đ𝑚
SVTH: Hoàng Văn Vũ 8
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
𝑈𝑁𝐻 % 𝑆𝑐𝑏 20.5 200
Cuộn hạ: 𝑿𝑯 = × = × = 0.205
100 𝑆đ𝑚 100 200
2. Sơ Đồ Thay Thế:
a. Thứ tự thuận:
Hình2.1: Sơ đồ thay thế TTT
b. Thứ tự ngịch:
Hình 2.2: Sơ đồ thay TTN
SVTH: Hoàng Văn Vũ 9
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
c. Thứ tự không:
Hình 2.3: Sơ đồ thay thế TTK
Tính Toán Ngắn Mạch Của Trạm:
Hình 2.4: Sơ đồ nối điện chính của trạm và
các điểm cần tính ngắn mạch
SVTH: Hoàng Văn Vũ 10
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
III. CÁC SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN:
Tính toán các dòng điện ngắn mạch được thưc hiện trong chế độ cực đại
và chế độ cực tiểu bao gồm 4 sơ đồ;
Sơ đồ 1: khi hệ thống ở chế độ cực đại và trạm vận hành 1 máy biến áp
độc lập (𝑆𝑁𝑚𝑎𝑥 , 1 𝑀𝐵𝐴)
Sơ đồ 2: khi hệ thống ở chế độ cực đại và trạm vận hành 2 máy biến áp
song song (𝑆𝑁𝑚𝑎𝑥 , 2 𝑀𝐵𝐴)
Sơ đồ 3: khi hệ thống ở chế độ cực tiểu và trạm vận hành 1 máy biến áp
độc lập (𝑆𝑁𝑚𝑖𝑛 , 1 𝑀𝐵𝐴)
Sơ đồ 4: khi hệ thống ở chế độ cực tiểu và trạm vận hành 2 máy biến áp
song song (𝑆𝑁𝑚𝑖𝑛 , 2 𝑀𝐵𝐴).
Ở sơ đồ 1 và sơ đồ 2 dạng ngắn mạch tính toán: 𝑁 (3) , 𝑁 (1,1) , 𝑁 (1)
Ở sơ đồ 3 và sơ đồ 4 dạng ngắn mạch tính toán :𝑁 (2) , 𝑁 (1,1) , 𝑁 (1)
Điểm ngắn mạch tính toán:
Phía 220KV: N1 và N1 ′ ;
Phía 110KV: N2 và N2 ′ ;
Phía 22KV: N3 và N3 ′ ;
1. Sơ Đồ 1 (𝐒𝐍𝐦𝐚𝐱 , 𝟏 𝐌𝐁𝐀):
a. Ngắn mạch phía 220KV:
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận, thứ tự ngịch và thứ tự không:
SVTH: Hoàng Văn Vũ 11
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
Hình 2.5: Sơ đồ thay thế thứ tự thuận
Hình2. 6: Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch
Hình 2.7: Sơ đồ thay thế thứ tự không
SVTH: Hoàng Văn Vũ 12
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
Trong đó :
𝑋 0.1
𝑿𝟏∑ = 𝑿𝟐∑ = 𝑋1𝐻𝑚𝑎𝑥 + 1𝐷 = 0.1 + = 0.15
2 2
𝑋
𝑿𝟎∑ = (𝑋0𝐻𝑚𝑎𝑥+ 0𝐷 ) //(𝑋𝐶 + 𝑋𝐻 )
2
𝑋 0.2
(𝑋0𝐻𝑚𝑎𝑥+ 0𝐷 )×(𝑋𝐶 +𝑋𝐻 ) (0.12+ )×(0.115+0,205)
2 2
= 𝑋0𝐷 = 0.2 = 0.13
𝑋0𝐻𝑚𝑎𝑥 + +𝑋𝐶 +𝑋𝐻 0.12+ +0.115+0.205
2 2
a.1. Ngắn mạch 3 pha N(3):
Dòng ngắn mạch từ hệ thống đến điểm ngắn mach N1
(𝟑) 𝐸 1
𝑰𝑵 = 𝑰𝟏∑ = = = 6.67
𝑋1∑ 0.15
Phân bố dòng qua các BI
Điểm N1: không có dòng qua các BI
Điểm N’1: IBI1 = 𝐈𝟏∑ = 6.67
Dòng qua các BI khác bằng không.
a.2. Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1)
Điện kháng phụ
(𝟏,𝟏) X2∑ ×X0∑ 0.15×0.13
𝐗∆ = = = 0.07
X2∑ +X0∑ 0.15+0.13
Các thành phần dòng điện và điện áp.
E 1
𝐈𝟏∑ = = = 4.55
X1∑ +X∆ 0.15+0.07
𝑋0Ʃ 0.13
𝑰𝟐∑ = − 𝐼1Ʃ × = −4.55 × = −2.1125
𝑋2Ʃ +𝑋0Ʃ 0.15+0.13
X2Ʃ 0.15
𝐈𝟎∑ = − I1Ʃ × = −4.55 × = −2.4375
X2Ʃ +X0Ʃ 0.15+0.13
𝐔𝟏𝐍 = U2N = U0N = −I0∑ × X0∑ = −(−2.4375) × 0.13 = 0.317
SVTH: Hoàng Văn Vũ 13
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
Phân bố dòng điện thứ tự không.
−U0∑ −0.317
𝐈𝟎𝐇𝐓 = X = 0.2 = −1.44
X0HT + 0D 0.12+
2
2
−U0∑ −U0∑ −0.317
𝐈𝟎𝐁 = = = = −0.99
X0B XC +XH 0.115+0.205
Phân bố dòng qua các BI:
Điểm N1:
IBI1 = I0B = 0.99
IBI4 = 3.IB0.Icb1 = 3×0.99×0.525 = 1.56 kA
Điểm N’1:
Dòng qua BI1
I1BI1 = 𝐼1∑ = 4.55
I2BI1 = I2∑ = −2.1125
I0BI1 = 𝐼0𝐻𝑇 = −1.44
IBI1 = |𝑎2 𝐼1∑ + 𝑎𝐼2∑ + 𝐼0𝐻𝑇 |
−1 √3 −1 √3
=|( −𝑗 ) 4.55 + ( + 𝑗 ) (−2.1125) − 1.44|=
2 2 2 2
=|−2.66 − 𝑗8.16| = 8.58
Dòng qua các BI khác bằng không.
a.3. Ngắn mạch một pha N(1)
Điện kháng phụ
(𝟏)
𝑿∆ = 𝑋2Ʃ + 𝑋0Ʃ = 0.15 + 0.13 = 0.28
Các thành phần dòng điện và điện áp tại chỗ ngắn mạch:
𝐸 1
𝑰𝟏∑ = 𝐼2∑ = 𝐼0∑ = = = 2.326
𝑋1∑ +𝑋∆ 0.15+0.28
U0N = -𝐼0∑ × 𝑋0∑ = −2.326 × 0.13 = −0.302
SVTH: Hoàng Văn Vũ 14
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
Phân bố dòng thứ tự không:
−𝑈0𝑁 −𝑈0𝑁 −(−0.302)
𝑰𝟎𝑯𝑻 = = 𝑋 = 0.2 = 1.373
𝑋0𝐻𝑇 𝑋0𝐻𝑚𝑎𝑥 + 0𝐷 0.12+
2
2
𝑰𝟎𝑩 = 𝐼0∑ − 𝐼0𝐻𝑇 = 2.326 − 1.373 = 0.953
Trong hệ đơn vị có tên:
I0B = 0.953×Icb1 = 0.953×0.525 = 0.5
Phân bố qua các BI:
Điểm N1:
IBI1 = I0B = 0.953
IBI4 =3. I0B = 3×0.5 = 1.5 kA
Dòng qua các BI khác bằng không.
Điểm N’1:
Dòng qua BI1
I1BI1 = 𝐼1Ʃ = 2.326
I2BI1 = 𝐼2Ʃ = 2.326
I0BI1 = 𝐼0𝐻𝑇 = 1.373
IBI1 = I1BI1+ I2BI1+ I0BI1 = 4.55 + 4.55+1.373 = 6.025
IBI4 =3. I0B = 3×0.5 = 1.5 kA
Dòng qua các BI khác bằng không.
SVTH: Hoàng Văn Vũ 15
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
b. Ngắn mạch phía 110kV:
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thứ tự không.
Hình 2.8: Sơ đồ thay thế thứ tự thuận
Hình 2.9: Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch
Hình 2.10: Sơ đồ thay thế thứ tự không
SVTH: Hoàng Văn Vũ 16
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
Trong đó :
𝑋 0.1
𝑿𝟏∑ = 𝑋2∑ = 𝑋1𝐻𝑚𝑎𝑥 + 1𝐷 + 𝑋𝐶 + 𝑋𝑇 = 0.1 + + 0.115 = 0.265
2 2
𝑋
𝑋0𝐷 (𝑋0𝐻𝑚𝑎𝑥+ 0𝐷 +𝑋𝐶 )×𝑋𝐻
2
𝑿𝟎∑ = [(𝑋0𝐻𝑚𝑎𝑥+ + 𝑋𝐶 ) //𝑋𝐻 ] + 𝑋𝑇 = 𝑋 =
2 𝑋0𝐻𝑚𝑎𝑥+ 0𝐷 +𝑋𝐶 +𝑋𝐻
2
0.2
(0.12+ 2 +0.115)×0.205
= 0.2 = 0.127
0.12+ 2 +0.115+0.205
b.1. Ngắn mạch 3 pha N(3):
Dòng ngắn mạch từ hệ thống đến điểm ngắn mach N2
(3) 𝐸 1
𝐼𝑁 = 𝐼1∑ = = = 3.77
𝑋1∑ 0.265
Phân bố dòng qua các BI
Điểm N2:
IBI1 = 𝐼1∑ = 3.77
IBI2 = 𝐼1∑ = 3.77
Điểm N’2:
IBI1 = 𝐼1∑ = 3.77
Dòng qua các BI khác bằng không.
b.2. Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1).
Điện kháng phụ
(𝟏,𝟏) 𝑋2∑ ×𝑋0∑ 0.265×0.127
𝑿∆ = = = 0.086
𝑋2∑ +𝑋0∑ 0.265+0.127
SVTH: Hoàng Văn Vũ 17
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
Các thành phần dòng điện và điện áp.
𝐸 1
𝑰𝟏∑ = = = 2.85
𝑋1∑ +𝑋∆ 0.265+0.086
𝑋0∑ 0.127
𝑰𝟐∑ = − 𝐼1∑ × = −2. 85 × = −0.923
𝑋2∑ +𝑋0∑ 0.265+0.127
𝑋2∑ 0.265
𝑰𝟎∑ = − 𝐼1∑ × = −2.85 × = −1.927
𝑋2∑ +𝑋0∑ 0.265+0.127
𝑼𝟏𝑵 = 𝑼𝟐𝑵 = 𝑼𝟎𝑵 = −𝐼0∑ × 𝑋0∑ = −(−1.927) × 0.127 = 0.245
Phân bố dòng điện thứ tự không.
Dòng thứ tự không chạy qua phía 110kV của máy biến áp:
I0T = 𝑰𝟎∑ =−1.927
Dòng thứ tự không từ hệ thống về điểm ngắn mạch:
−𝑈0𝑁 −0.245
𝑰𝟎𝑯𝑻 = 𝑰𝟎𝑪 = 𝑋 = 0.2 = −0.73
𝑋0𝐻𝑚𝑎𝑥 + 0𝐷 +𝑋𝐶 0.12+
2
+0.115
2
Dòng thứ tự không qua cuộn chung của máy biến áp (hệ đơn vị có tên)
I0ch = I0T. Icb2 – I0C. Icb1= 1.927× 1.05 – 0.73× 0.525 = 0.768 kA
Dòng qua dây trung tính của máy biến áp:
ITT = 3. I0ch = 3× 0.768 = 2.304 kA
Phân bố dòng qua các BI:
Điểm N2:
Dòng qua BI1
I1BI1 = 𝐼1∑ = 2.85
I2BI1 = 𝐼2∑ = −0.923
I0BI1 = 𝐼0𝐻𝑇 = −0.73
SVTH: Hoàng Văn Vũ 18
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
IBI1 = |𝑎2 𝐼1∑ + 𝑎𝐼2∑ + 𝐼0𝐻𝑇 |=
−1 √3 −1 √3
=|( −𝑗 ) × 2.85 + ( + 𝑗 ) . (−0.923) − 0.73| =
2 2 2 2
=|−1.6935 − 𝑗6.535| = 6.75
Dòng Qua BI2
I1BI2 = 𝐼1∑ = 2.85
I2BI2 = 𝐼2∑ = −0.923
I0BI2 = 𝐼0𝑇 = −1.927
IBI2 = |a2 I1∑ + aI2∑ + I0T |=
−1 √3 −1 √3
=|(
2
−𝑗
2
) × 2.85 + ( 2 + 𝑗 2 ) . (−0.923) − 1.927|=
=|−2.8905 − 𝑗3.2675| = 4.3625
𝑰𝑩𝑰𝟒 = 𝐼𝑇𝑇 = 2.304 𝑘𝐴
ĐIỂM N’2:
IBI1 = 6.75
IBI4 = ITT = 2.304 kA
Dòng qua các BI khác bằng không.
b.3. Ngắn mạch một pha N(1).
Điện kháng phụ
(𝟏)
𝑿∆ = 𝑋2∑ + 𝑋0∑ = 0.265 + 0.127 = 0.392
Các thành phần dòng điện và điện áp tại chỗ ngắn mạch:
𝐸 1
𝑰𝟏∑ = 𝑰𝟐∑ = 𝑰𝟎∑ = = = 1.522
𝑋1∑ +𝑋∆ 0.265+0.392
SVTH: Hoàng Văn Vũ 19
Đồ Án Chuyên Nghành GVHD: Cô Phan Thị Hạnh Trinh
U0N = -𝐼0∑ × 𝑋0∑ = −1.522 × 0.127 = −0.193
Phân bố dòng thứ tự không:
Dòng thứ tự không chạy qua cuộn trung về điểm ngắn mạch N2
I0T = 𝐼0∑ = 1.522
Dòng thứ tự không từ hệ thống về điểm ngắn mạch
−𝑈0𝑁 −𝑈0𝑁 −(−0.193)
𝑰𝟎𝑯𝑻 = = 𝑋 = 0.2 = 0.576
𝑋0𝐻𝑇 𝑋0𝐻𝑚𝑎𝑥+ 0𝐷 +𝑋𝐶 0.12+
2
+0.115
2
Dòng thứ tự không chạy qua cuộn cao về điểm ngắn mạch N2:
I0C = I0HT = 0.576
Dòng thứ tự không qua cuộn chung của máy biến áp (hệ đơn vị có tên)
I0ch = I0T. Icb2 – I0C. Icb1 = (1.522× 1.05) – ( 0.576× 0.525) = 1.296 kA
Dòng qua dây trung tính của máy biến áp:
ITT = 3. I0ch = 3× 1.296 = 3.888 kA
Phân bố dòng qua các BI:
ĐIỂM N2:
Dòng qua BI1
I1BI1 = 𝐼1∑ = 1.522
I2BI1 = 𝐼2∑ = 1.522
I0BI1 = 𝐼0𝐻𝑇 = 0.576
IBI1 = 𝐼1∑ + 𝐼2∑ + 𝐼0𝐻𝑇 = 1.522+ 1.522+ 0.576 = 3.62
IBI2 = 3. I1∑ = 3 ×1.522= 4.566
IBI4 = ITT = 3.888 kA
Dòng qua các BI khác bằng không.
ĐIỂM N’2:
IBI1 = 3.62
IBI4 = ITT = 3.888 kA
Dòng qua các BI khác bằng không.
SVTH: Hoàng Văn Vũ 20