Giáo án điện tử công nghệ: bài tập cung cấp điện potx

Nhóm 4 2
Nhóm thuyết trình:
Phạm Minh Thành
Lê Thành Thảo
Trần Duy Thế
Trương Văn Thi
Trần Quốc Thịnh
Hoàng Trung Thông
Trần Đức Thương
Nguyễn Trung Tín
Nguyễn Hữu Trường
Võ Thành Trung
Phan Thanh Tùng
Nguyễn Hoàng Vân
Dương Lê Văn
Phan Ngọc Vũ
Nhóm 4 3
Nội dung tóm tắt tính toán ngắn
mạch:
•
Mục đích:
(3)
(3) 2
xk
(3)
xk
3
I = 1 2( 1)
i = 2 .
N N

N xk
xk N
S UI
I k
k I
=
= −
Nhóm 4 4
Bài toán có thể chia làm 4 bước:
•
Bước 1: Lập sơ đồ thay thế chọn mức điện
áp cơ bản
•
Bước 2: Tính toán các điện trở và điện kháng
của hệ thống, các phần tử của hệ thống và
điện trở đến điểm ngắn mạch
Các điện trở và điện kháng nếu đề bài không
cho có thể căn cứ vào mã hiệu của dây dẫn
để tra (bảng 17.pl) [1]
Nhóm 4 5
•
Bước 3: Tính hệ số xung kích dựa vào (bảng
6.pl.BT) và dòng điện ngắn mạch 3 pha tại
điểm ngắn mạch
K
xk
phụ thuộc vào tỉ lệ
N HT
N HT
X X

R R
=
=
∑
∑
N
N
X
R
(3)
3
cb
N
N
U
I
Z
=
2 2
N N N
Z X R= +
Nhóm 4 6
•
Bước 4: Tính giá trị dòng điện xung kích
(i
xk
), giá trị hiệu dụng của dòng xung
kích (I
xk
), và công suất ngắn mạch (S

N
).
(3)
(3) 2
xk
(3)
xk
3
I = 1 2( 1)
i = 2 .
N N
N xk
xk N
S UI
I k
k I
=
= −
Nhóm 4 7
Nội dung tóm tắt bảo vệ rơle:
•
Mục đích: Lựa chọn được rơle dựa vào
(bảng 48.pl.BT) và độ nhạy của bảo vệ
minN
nh
kd
I
K
I
=

Nhóm 4 8
Bài tập bảo vệ rơle được chia làm
5 bước:
•
Bước 1: Dòng khởi động của Bảo vệ:
Đối với bảo vệ cực đại :
Bảo vệ cắt nhanh:I
kd
>I
N.max.ng
Bảo vệ so lệch: I
kd
=k
tc
.k
a
.k
cl
.Si.I
N.max.ng
ax
tc
kd mm lvM
t v
k
I k I
k
=
Nhóm 4 9
•

Bước 2: Dòng khởi động của rơle:
•
Dòng bảo vệ cực đại:
•
Bảo vệ cắt nhanh:
•
Bảo vệ so lệch:
ax
.
.
tc
kdR sd mm lvM
t v i
k
I k k I
k n
=
axng
.
sd
kdRCN tc kM
i
k
I k I
n
=
ax
.
ax a cl i NMax.ng
: .

:
3.
=k .k .S .I
sd
kdR tc kcbM
i
MF
dm MF
MF
kcbM
k
MBA I k I
n
S
MF I
U
I
+ =
+ =
I
kđ
>I
n.MF
;
I
kđ
>I
kcb.Max
;
Nhóm 4 10

•
Bước 3: Chọn rơle dựa vào dòng khởi động
của rơle và (bảng 48.pl.BT)
•
Bước 4: Tính toán dòng khởi động thực tế
của bảo vệ:
•
Bước 5: Độ nhạy của rơle bảo vệ theo hệ số
nhạy
xk i
sd
I .n
K
BVTT
I =
minN
nh
kdTTBV
I
K
I
=
Nhóm 4 11
•
Tính toán lựa chọn thiết bị:
•
Mục đích:
•
Lựa chọn được thiết bị điện dựa vào các bảng
tra tương ứng và kiểm tra được chế độ ổn định

nhiệt và chế độ ổn định động
(3)
min
1 1
N N N
B I t
F
C C
= =
W
tt
M
σ
=
2 2
8
1,76.10 .
10.
xk
l i
M
a
−
=
2
W=0,167b h
Nhóm 4 12
Bài tập tính toán lựa chọn thiết bị
được chia làm:
Nhóm 4 13

Bài 1:
•
Tính toán ngắn mạch 3
pha tại điểm N1 và N2 trên
sơ đồ mạng điện (như
hình1.a) được cung cấp từ
hệ thống có điện áp không
đổi là 115kV và công suất
ngắn mạch là 950 MVA,
đường dây cung cấp ĐD1
dài 70 km, được làm bằng
dây AC-95, đường dây
phân phối dài 5,3 km bằng
dây AC-50, máy biến áp
mã hiệu TMTH-6,3/110 có
công suất định mức
SnBA= 6,3 MVA, điện áp
ngắn mạch Uk = 10,5%.
Hình1a: Sơ đồ mạng điện bài toán 1
Nhóm 4 14
Giải :
•
Giải trong hệ đơn vị có
tên
•
Trước hết cần thiết lập
sơ đồ thay thế (hình
1.b), chọn điện áp cơ
bản là 10,5kV:
•

Xác định điện trở của
các phần tử: Căn cứ
vào mã hiệu của dây
dẫn ta tra bảng tìm các
giá trị (bảng 17.pl) [1].
Hình1aHình1a
Nhóm 4 15
•
AC-95 có r0 = 0,33 và x0 = 0,415 Ω/km; dây
AC-50 có r0 = 0,64 và x0 = 0,392 Ω /km
•
Điện trở của hệ thống:
•
Điện trở đường dây:
2
2
1
10,5
0,116
950
cb
ht
kht
U
X X
S
= = = = Ω
2
d1 01 1
1

2
2
1 01 1
1
2
2
2 02 2
2
2
2 01 1
2
10,5
. 0,33.70. 0,192
115
10,5
. 0,423.70. 0, 247
115
10,5
. 0,64.5,3. 3,392
10,5
. 0,392.5,3 2,078
cb
d
cb
d
d
cb
d
d
cb

d
d
U
R r l
U
U
X x l
U
U
R r l
U
U
X x l
U
 
 
= = = Ω
 ÷
 ÷
 
 
 
 
= = = Ω
 ÷
 ÷
 
 
 
 

= = = Ω
 ÷
 ÷
 
 
 
= = =
 ÷
 
Ω
•
(bảng 17.pl) [1]. Hình1a hình 1.b
Nhóm 4 16
•
Điện trở máy biến áp:
•
Điện trở ngắn mạch đến điểm N1:
•
Điện trở ngắn mạch đến điểm N2:
2
2
.
10,5.10,5
1,838
100. 100.6,3
k cb
BA
BA
U U
X

S
= = = Ω
2 2 2 2
1 1 1
( ) 0,192 (0,116 00, 247) , 41
k d ht d
Z R X X= + + = + + = Ω
2 2
2 1 2 1 2
( ) ( )
k d d ht d BA d
Z R R X X X X= + + + + +
2 2
(0,192 3,392) (0,116 0, 247 1,838 2,078) 5.581= + + + + + = Ω

•
(bảng 17.pl) [1]. Hình1a hình 1.b
Nhóm 4 17
•
Dòng điện ngắn mạch 3 pha tại điểm N1 ứng
với cấp điện áp cơ bản:
•
Giá trị dòng ngắn mạch thực tế tại điểm xảy
ra ngắn mạch
•
Hệ số xung kích kxk được xác định phụ
thuộc vào tỷ lệ Xkl/Rkl
•
Xkl = Xht + Xđl = 0,116+0,247=0,363 Ω
•

Rk1=Rd1=0,92 Ω, vậy
Xk1/Rk1=0,363/0,192=1,884
•
từ đó ta tìm được kxkl = 1.198 (bảng 6.pl.BT).
(3)
k1
1
10,5
I 14,756
3. 3.0, 41
cb
k
U
kA
Z
= =
0(3) (3)
k1 k1
10,5
I I 14,756. 1,347
115
cb
d
U
kA
U
= = =
•
(bảng 17.pl) [1]. Hình1a hình 1.b
Nhóm 4 18

•
Giá trị dòng điện xung kích:
•
Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích:
•
Công suất ngắn mạch:
•
Dòng điện ngắn mạch 3 pha tại điểm N2 ứng
với cấp điện áp cơ bản:
(3)
xk 1 k1
i = 2. .I 2.1,198.1,347 2, 283
xk
k kA= =
(3) 2 2
xk k
I =I 1 2( 1) 1,347. 1 2(1,198 1) 1, 4
xk
k kA= + − = + − =
(3)
1 1
3. . 3.115.1,347 268,362 .
k k
S U I MVA= = =
(3)
2
2
10,5
1,086
3. 3.5,581

cb
k
k
U
I kA
Z
= = =
•
(bảng 17.pl) [1]. (bảng 6.pl.BT). Hình1a hình 1.b
Nhóm 4 19
•
Hệ số xung kích kxk được xác định phụ
thuộc vào tỷ lệ Xk2/Rk2
•
Xk2 = Xht + Xdl + XBA + Xd2 = 4,28 Ω
•
Rk2 = Rdl + Rd2 = 3,58 ,vậy Xkl/Rkl= 4,28/3,58
= 1,19 Ω
•
từ đó ta tìm được kxkl = 1,12 (bảng 6.pl.BT);
•
Giá trị dòng điện xung kích:
•
Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích:
•
Công suất ngắn mạch:
(3)
xk2 2 2
i = 2. . 2.1,12.1,086 1, 72
xk k

k I kA= =
(3) 2 2
xk2 2
1 2( 1) 1,086. 1 2(1,12 1) 1,1
k xk
I I k kA= + − = + − =
(3)
2 2
3. . 3.10,5.1,086 19,75
k k
S U I MVA= = =
•
(bảng 17.pl) [1]. Hình1a hình 1.b
Nhóm 4 20
Bài 2:
•
Hãy tính toán ngắn mạch tại điểm N trên sơ đồ mạng
điện như hình 2.a các phần tử của hệ thống có các
tham số như sau:
•
Máy phát: công suất định mức Smp = 16 MVA, điện
trở siêu quá độ dọc trục x’’d = 0,125, suất điện động
trong hệ đơn vị tương đối E* =1,12, điện áp định
mức Ump = 6,3 kV;
•
Máy tăng áp 6,3/37 kV có công suất định mức SBA1
= 10 MVA, điện áp ngắn mạch Ukl = 7,5%, máy giảm
áp 37/10,5 kV có công suất định mức SBA2 = 5,6
MVA, Uk2 = 7,5%;
•

Đường dây 35 kV dài 42 km làm bằng dây AC-120 có
điện trở r0 = 0,27 và x0 = 0,393 Ω /km;
•
Phụ tải mắc trên thanh cái 10,5 kV của trạm biến áp
có giá trị Spt = 4,5 MVA, cos φ = 0,8
Nhóm 4 21
Nhóm 4 22
Giải:
•
Thiết lập sơ đồ thay
thế (H2.a)
•
Bài toán được giải
trong hệ tương đối.
Ta chọn các tham số
cơ bản:
•
Scb = 100 MVA,
Ucb=10,5kV
cb
cb
S
100
I = 5,5 ,
3 3.10,5
cb
kA
U
= =
Nhóm 4 23

•
Dòng điện của phụ tải
•
Sđđ của phụ tải
•
Điện trở của các phần tử:
•
Máy phát:
•
Máy BA 1:
pt
pt
S
4,5
I = 0, 247
3 3.10,5
kA
U
= =
2 2
2 2
*
10,5 0,66
os sin 0,8 0, 6 0,35 0,991
10,5 5,5
pt
pt pt
cb cb cb
I
U U

E c X
U U I
ϕ ϕ
   
   
= + − = + − =
 ÷  ÷
 ÷  ÷
   
   
"
mp* d
100
X =x 0,13 0,813
16
cb
mp
S
S
= =
1*
1
7,5.100
0,75
100 100.10
k cb
B
BA
U S
X

S
= = =
hình 2.a hình 2.b
Nhóm 4 24
•
Đường dây:
•
Máy BA 2:
•
Phụ tải:
•
Sđđ tương đương
2 2 2 2
0 0 0
dd* 0
2 2
0, 27 0,393 0, 477 /
100
= . 0, 477.42 1,635
35
cb
d
z r x km
S
Z z l
U
= + = + = Ω
= =
2*
2

7,5.100
1,339
100 100.5,6
k cb
B
BA
U S
X
S
= = =
''
*
100
0,35 7,111
4,5
cb
pt pt
pt
S
X x
S
= = =
1* mp* 1* dd* 2*
1
1* *
X 0,813 0,75 1,635 1,339 4,537
1 1 1 1
0, 220; 0,141
4,537 7,111
B B

pt
pt
Z X Z X
g g
Z X
∑
∑
∑
= + + + = + + + =
= = = = = =
* 1 *
*
1
*
1
. .
1,12.0, 229 0,991.0,141
1,071
0, 229 0,141
1 1
2,770
0, 220 0,141
ht mp pt
td
pt
k
pt
E g E g
E
g g

Z
g g
∑
∑
∑
+
+
= = =
+ +
= + =
+ +
hình 2.a hình 2.b
Nhóm 4 25
•
Giá trị dòng điện ngắn mạch 3 pha trong hệ
đơn vị cơ bản
•
Giá trị dòng điện ngắn mạch 3 pha trong hệ
đơn vị có tên
(3)
*
*
*
1.071
0,386;
2,770
td
k
k
E

I
Z
= = =
(3) (3)
*
(3)
xk xk
(3) 2 2
xk
(3)
*
0,386.5,5 2,123
i =k 2. 1,8. 2.2,123 5, 404
I = 1 2( 1) 2,123 1 2(1,8 1) 3, 20
3. . 3.10,5.2,123 38,61
k k cb
k
k xk
k k
I I I kA
I kA
I k kA
S U I MVA
= = =
= =
+ − = + − =
= = =
hình 2.a hình 2.b