Chuong 2 cac chi dan tinh toan

Chương 2
Các chỉ dẫn tính toán
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 1
Các chỉ dẫn tính toán ngắn mạch

Các
giả
thiết
cơ
bản
Hướng dẫn thay thế các phần
tử, hệ thống điện để tính toán
ngắn mạch.
Mục đích
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 2

Các
giả
thiết
cơ
bản
 Hệ đơn vị tương đối
 Thành lập sơ đồ thay thế
 Biến đổi sơ đồ thay thế
 Công suất ngắn mạch
Nội dung
Các giả thiết cơ bản
 Hệ thống 3 pha đối xứng
 Bỏ qua hiện tượng bão hoà mạch từ
 Bỏ qua dòng điện từ hoá máy biến áp


Bỏ
qua dung
dẫn
của
đường
dây
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 3

Bỏ
qua dung
dẫn
của
đường
dây
 Xét phụ tải gần đúng
 Bỏ qua hiện tượng dao động công suất
Hệ đơn vị tương đối
*
cb
A
A =
A


A: Đại lượng thực


A
cb
: Đại lượng cơ bản

September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 4
Ví dụ: I = 10 kA
Chọn I
cb
= 2 kA
*
cb
I 10
I = = = 5
I 2
Hệ đơn vị tương đối
MF TBΦ-60-2: 75 MVA; 10,5 kV; X
”
d
= 0,146
Kháng điện PbA-10-1000-8: X = 8%

P
hần
lớn
các
thiết
bị
điện
có
thông
số
cho
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 5


P
hần
lớn
các
thiết
bị
điện
có
thông
số
cho
trong hệ đơn vị tương đối
 Trị số trong đvtđ có thể biểu diễn theo %
 Thông số trong đvtđ phải có đại lượng cơ
bản đi kèm
Hệ đơn vị tương đối
 Đại lượng cơ bản
S
cb
, Z
cb
, U
cb
, I
cb
, t
cb
, ω
cb
…

cb cb cb
S = 3.U .I
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 6
cb cb cb
cb cb cb
U = 3.Z .I
 Chọn tuỳ ý 2 trong 4 đại lượng cơ bản
Thường chọn S
cb
, U
cb
Tính chất hệ đơn vị tương đối
 Các đại lượng pha và dây có trị số trong đvtđ
bằng nhau
 Giá trị trong đvtđ của một trị số thực khác
nhau
với
các
lượng
cơ
bản
khác
nhau
và
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 7
nhau
với
các
lượng
cơ

bản
khác
nhau
và
ngược lại.
 Lượng cơ bản toàn phần cũng sử dụng cho
các đại lượng thành phần
S
cb
- S, P, Q Z
cb
- Z, R, X
Tính chất hệ đơn vị tương đối
 Tính toán rất hiệu quả khi hệ thống điện có
nhiều cấp điện áp
 Thông số của thiết bị cho trong đvtđ có lượng
cơ
bản
là
các
giá
trị
định
mức
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 8
cơ
bản
là
các
giá

trị
định
mức
2
dm dm
*(dm) dm *(dm) *(dm)
dm
dm
U U
Z = Z .Z = Z . = Z .
S
3.I
dm
K
K *(dm) dm
dm
U
X %
X = X .X = .
100
3.I
Tính toán qui đổi trong hệ đvtđ
A = A
*(cb1)
. A
cb1
= A
*(cb2)
. A
cb2

CB1 (S
cb1
, U
cb1
, I
cb1
)  CB2 (S
cb2
, U
cb2
, I
cb2
)
U
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 9
2
cb2 cb1 cb2 cb1
*(cb2) *(cb1) *(cb1)
2
cb1 cb2 cb1 cb2
I U S U
Z = Z . . = Z . .
I U S U
cb1
*(cb2) *(cb1)
cb2
U
E = E .
U
Tính toán qui đổi trong hệ đvtđ

ĐM (S
dm
, U
dm
, I
dm
)  CB (S
cb
, U
cb
, I
cb
)
2
cb dm cb dm
I U S U
Z = Z . . = Z . .
dm
*(cb) *(dm)
cb
U
E = E .
U
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 10
cb dm cb dm
*(cb) *(dm) *(dm)
2
dm cb dm cb
I U S U
Z = Z . . = Z . .

I U S U
*(cb) *(dm)
cb cb
*(cb) *(dm) *(dm)
dm dm
E = E
I S
Z = Z . = Z .
I S
U
cb
= U
dm
Thành lập sơ đồ thay thế
 Sơ đồ tương đương về một pha (một sợi)
 Thay thế các phần tử thực ở sơ đồ nguyên lý
 Tính toán ở chế độ đối xứng

Tính
toán
trong
đvct
hoặc
đvtđ
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 11

Tính
toán
trong
đvct

hoặc
đvtđ
 Phương pháp chính xác hoặc gần đúng
U
đm2
U
đmn
U’
đmn-1
U
đm1
U’
đm1
U
đmcs
Qui đổi chính xác trong hệ đvct
 Xác định các cấp điện áp

Chọn
một
cấp
điện
áp
làm
cơ
sở
U
đm2
U
đmn

U’
đmn-1
U
đm1
U’
đm1
U
đmcs
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 12

Chọn
một
cấp
điện
áp
làm
cơ
sở
 Xác định các tỷ số biến áp K
i
 Tính đổi thông số các thiết bị ở các đoạn
khác về đoạn cơ sở:
E
n
, U
n
, I
n
, Z
n

 E
nqd
, U
nqd
, I
nqd
, Z
nqd
Qui đổi chính xác trong hệ đvct
 E
n
, U
n
, I
n
, Z
n
 E
nqd
, U
nqd
, I
nqd
, Z
nqd
n n
1 2
nqd
E = (k .k k )E
U

đm2
U
đmn
U’
đmn-1
U
đm1
U’
đm1
U
đmcs
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 13
n n
1 2
nqd
n n
1 2
nqd
n
nqd
n
1 2
2
n n
1 2
nqd
E = (k .k k )E
U = (k .k k )U
1
I = I

k .k k
Z = (k .k k ) Z
Ví dụ
Quy đổi điện kháng của
kháng điện K về đoạn cơ sở
(đoạn có nối F1).
Dùng phép qui đổi chính
xác trong hệ đơn vị có tên.
Điện kháng thực của K:
âmK
K
I
.
3
U
.
100
%
X

X
=
2
.
3
10
.
100
5

=
Ω
=
0,144

B3
B3B3
B3 B4
B4B4
B4
D1
D1D1
D1
D2
D2D2
D2
D3
D3D3
D3
PT1
PT1PT1
PT1
PT2
PT2PT2
PT2
KV
35
115
KV5,10
115

September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 14
âm
K
I
.
3
.
100

X
=
2
.
3
.
100

Ω
=
0,144

Điện kháng qui đổi của K:
K
2
Kqâ
X
)

(
X

=
k
1
.
121
5
,
10



=
.0,144
5,10
110
2



. k
5
X
Kqâ
= 0,119
0,1190,119
0,119Ω
∼∼
F1
F1F1
F1 F2

F2F2
F2
B1
B1B1
B1 B2
B2B2
B2
B5
B5B5
B5
PT3
PT3PT3
PT3
K
KK
K
KV5,10
121
KV5,10
110
10KV
2KA
X%=5
KV5,10
121
Qui đổi gần đúng trong hệ đvct
U
đm2
U
đmn

U’
đmn-1
U
đm1
U’
đm1
U
đmcs
 Xác định các cấp điện áp

Giả
thiết
U
dm
=
U
tb
[kV]
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 15

Giả
thiết
U
dm
=
U
tb
[kV]
500 330 230 154 115 37 23
15,75 13,8 10,5 6,3 3,15 0,525

tbcs tb1 tbn-1 tbcs
n n
nqd
tb1 tb2 tbn tbn
U U U U
E = . .E = .E
U U U U
2
tbcs
nqd n
tbn
U
Z = Z
U
 
 
 
Ví dụ
Quy đổi điện kháng của
kháng điện K về đoạn cơ sở
(đoạn có nối F1).
Dùng phép qui đổi gần
đúng trong hệ đơn vị có tên.
Điện kháng thực của K:
tbK
K
I
.
3
U

.
100
%
X

X
=
2
.
3
5
,
10
.
100
5

=
Ω
=
0,152

B3
B3B3
B3 B4
B4B4
B4
D1
D1D1
D1

D2
D2D2
D2
D3
D3D3
D3
PT1
PT1PT1
PT1
PT2
PT2PT2
PT2
KV
35
115
KV5,10
115
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 16
âm
K
I
.
3
.
100

X
=
2
.

3
.
100

Ω
=
0,152

Điện kháng qui đổi của K:
(
)
K
2
Kqâ
X X =
.0,152
5,10
5,10
2






=
X
Kqđ
= 0,152 Ω
tbn

tbcs
U
U
∼∼
F1
F1F1
F1 F2
F2F2
F2
B1
B1B1
B1 B2
B2B2
B2
B5
B5B5
B5
PT3
PT3PT3
PT3
K
KK
K
KV5,10
121
KV5,10
110
10KV
2KA
X%=5

KV5,10
121
Qui đổi chính xác trong hệ đvtđ
 Xác định các cấp điện áp, chọn một cấp cơ
sở
,
xác
định
các
tỷ
số
biến
áp
K
U
đm2
U
đmn
U’
đmn-1
U
đm1
U’
đm1
U
đmcs
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 17
sở
,
xác

định
các
tỷ
số
biến
áp
K
i
 Chọn S
cb
chung và U
cbcs
của cấp cơ sở
cbn cbcs
n
1 2
cbn cbcs cb
1
U = U
k .k k
(S = S = S )
Qui đổi chính xác trong hệ đvtđ
 Tính đổi tham số các phần tử ở mỗi đoạn
trong hệ đvtđ theo lượng cơ bản đã chọn
S
U
 Đơn vị có tên  đơn vị tương đối
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 18
cb
*(cb) *(cb)

2
cb
cb
S
U
U = Z = Z.
U
U
2
cb dm cb dm
*(cb) *(dm) *(dm)
2
dm cb dm
cb
I U S U
Z = Z . . = Z . .
I U S
U
 Đơn vị tương đối(cũ)đơn vị tương đối(mới)
Qui đổi gần đúng trong hệ đvtđ
 Xác định các cấp điện áp và U
dmtb(n)
 Chọn S
cb
chung và U
cb(n)
= U
tb(n)
 Tính qui đổi thông số các phần tử ở mỗi đoạn
trong

hệ
đvtđ
theo
lượng
cơ
bản
đã
chọn
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 19
trong
hệ
đvtđ
theo
lượng
cơ
bản
đã
chọn
 Đơn vị có tên  đơn vị tương đối
 đvtđ (cũ)  đvtđ (mới)
Bỏ tỷ số U
dm
/U
cb
x .
d
"
U
S
âm

âm
2
x . .
d
"
S
S
U
U
cb
âm
âm
cb
2
2
x .
d
"
S
S
cb
âm
u
U
N
âm
%
2
u
S

U
N
cb
âm
%
2
u
S
N
cb
%
THIẾT BỊ
SƠ ĐỒ
THAY THẾ
THAM
SỐ TRA
ĐƯỢC
TÍNH
TRONG ĐƠN
VỊ CÓ TÊN
TÍNH
CHÍNH XÁC
TRONG ĐVTĐ
TÍNH
GẦN ĐÚNG
TRONG ĐVTĐ
Máy
phát
X”
d

S
dm
U
dm
Máy
biến
U
N
%
Tính toán thông số các phần tử
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 20
u
U
S
N
âm
âm
%
100
2
.
u
S
S
U
U
N
cb
âm
âm

cb
%
100
2
2
. .
u
S
S
N
cb
âm
%
100
.
X
U
I
âm
âm
%
.
100
3
.
X
I
I
U
U

cb
âm
âm
cb
%
100
. .
X
I
I
cb
âm
%
100
.
X .l.
1
S
U
cb
cb
2
X .l.
1
S
U
cb
tb
2
Máy

biến
áp 2 cuộn
dây
U
N
%
k
S
dm
Kháng
điện
X%
I
dm
U
dm
Đường
dây
x
0
[Ω/km]
x
0
.l
Tính toán thông số các phần tử
Máy biến áp 3 cuộn dây
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 21
Ví dụ
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 22
Lập sơ đồ thay thế, thực hiện tính toán trong hệ đơn vị tương

đối bằng cách quy đổi gần đúng. Xác định trị số của dòng điện
khi ngắn mạch 3 pha lần lượt tại các điểm N.1 và N.2, biết rằng
ban đầu máy phát làm việc ở chế độ không tải với điện áp định
mức. (Các đường dây trên không có điện kháng x
0
= 0,4 Ω/Km)
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 23
E
1
N3
X
1
N1
X
2
X
3
X
4
N2
X
5
X
6
X
11
X
12
X
7

X
8
X
9
X
10
r
10
Sơ đồ thay thế
Quy
đổi
gần
đúng
trong
hệ
đơn
vị
tương
đối
E
1
N3
X
1
N1
X
2
X
3
X

4
N2
X
5
X
6
X
11
X
12
X
7
X
8
X
9
X
10
r
10
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 24
Chọn S
cb
= 1000 MVA
U
cb110
= 115 kV  I
cb110
= 5 kA
U

cb10
= 10,5 kV  I
cb10
= 54,8 kA
U
cb220
= 230 kV  I
cb220
= 2,5 kA
U
cb13,8
= 13,8 kV  I
cb13,8
= 41,8 kA
Quy
đổi
gần
đúng
trong
hệ
đơn
vị
tương
đối
Tính đổi tham số của các phần tử ở mỗi đoạn sang
đvtđ theo các biểu thức gần đúng:
1000
E
1
N3

N3N3
N3
x
1
N1
N1N1
N1
x
2
x
3
x
4
N2
N2N2
N2
x
5
x
6
x
11
x
12
x
7
x
8
x
9

x
10
r
10
0,72
0,78
1,13
September 1, 2011Ir. Phuong, NHV 25
1 F
1000
X = X = 0,12 = 0,72
167
2 B2
14 1000
X = X = . = 0,78
100 180
3 D1
2
1000
X = X = 0,4.150 = 1,13
230