CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HỆ THỐNG ĐIỆN Giáo viên hướng dẫn LÃ MINH KHÁNH

CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 1
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP
TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HỆ THỐNG ĐIỆN
eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 2
Ổn định động của hệ thống là khả năng của hệ thống khôi phục lại chế độ làm
việc ban đầu hoặc gần ban đầu sau khi bị các kích động ( kích động lớn và
kích động nhỏ ).
Các kích động lớn tuy xảy ra ít nhưng có biên độ lớn. Chúng xuất hiện khi
các:
- Cắt hoặc đóng đột ngột các phụ tải lớn.
- Cắt đường dây tải điện hoặc máy biến áp đang mang tải.
- Cắt máy phát điện đang mang tải.
- Ngắn mạch các loại.
Trong các dạng kích động nói trên thì ngắn mạch là nguy hiểm hơn cả, vì
vậy ổn định của hệ thống điện được xét cho trường hợp xảy ra ngắn mạch.
Khi xảy ra ngắn mạch sự cân bằng công suất cơ điện bị phá hoại lớn, trong
máy phát điện sẽ xuất hiện quá trình quá độ cơ điện dẫn đến sự dao động góc
quay tương đối của rôto với từ trường phần tĩnh theo thời gian. Do vậy nghiên
cứu ổn định động của hệ thống điện là nghiên cứu sự chuyển động tương đối
của δ trong quá trình quá độ cơ điện của máy phát, xuất phát từ giá trị ban đầu
δ
0
( khi t = 0 ). Nếu hệ thống có ổn định thì sau thời gian t nào đó, sau khi bị
kích động góc δ(t) sẽ trở về giá trị ban đầu δ
0
hoặc gần δ
0
, tức hệ thống có ổn

định. Ngược lại nếu góc δ(t) tăng lên thì hệ thống sẽ mất ổn định.
Trong các loại ngắn mạch thì ngắn mạch ba pha nguy hiểm nhất, mặc dù
tuy ít xảy ra ( chiếm 5 ÷ 10% trong tổng số các loại ngắn mạch ) nhưng nó
làm cho các máy phát điện dao động mạnh.
Nhiệm vụ tính toán ổn định động là xác định thời gian cắt giới hạn để hệ
thống có ổn định động khi ngắn mạch ba pha trên đầu của một trong hai
đường dây nối giữa hai nhà máy. Vì là ngắn mạch ba pha nên trong máy phát
điện chỉ có dòng điện thứ tự thuận.
Khi xác định được thời gian cắt chậm nhất, từ đó mà sẽ chỉnh định rơ le
bảo vệ. Đó là thời gian mà rơ le bảo vệ căt sớm hơn thì hệ thống sẽ ổn định,
nếu muộn hơn thì hệ thống sẽ mất ổn định.
eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 3
I. Sơ đồ hệ thống điện và các thông số
1. Sơ đồ hệ thống điện.
N§1
N§2
6
4
SN§1-6
MFMBAMBAMF
Nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn 1 Nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn 2
S4-6 SN§2-4
SptN§1 SptN§2
S4S6
2. Thông số các phần tử:
2.1. Máy phát điện:
Bảng thông số máy phát điện của NMNĐ 1 và NMNĐ2
Nhà máy

S
đm
(MVA)
P
đm
(MW)
U
đm
(kV)
cosϕ
X'
d
J
o
(TM
2
)
NMNĐ
1
62.5
50
10.5
0.8
0.1786
2.125
NMNĐ
2
78.75
63
10.5

0.8
0.224
2.425
2.2. Máy biến áp tăng áp:
Bảng thông số máy biến áp tăng áp TDH-63000/110 của NMNĐ 1
eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 4
S
đm
MVA
Số liệu kỹ thuật
Số liệu tính toán
U
đm
(kV)
U
N
%
∆P
N
kW
∆P
0
kW
I
0
%
R
Ω

X
Ω
∆Q
0
kVAr
Cao
Hạ
63
115
10.5
10.5
260
59
0.65
0.87
22
410
Bảng thông số máy biến áp tăng áp TDH-80000/110 của NMNĐ 2
S
đm
MVA
Số liệu kỹ thuật
Số liệu tính toán
U
đm
(kV)
U
N
%
∆P

N
kW
∆P
0
kW
I
0
%
R
Ω
X
Ω
∆Q
0
kVAr
Cao
Hạ
80
121
10.5
10.5
315
70
0.6
0.65
17.3
480
2.3. Thông số đường dây:
Lộ đường dây kép NĐ1-6 (dây dẫn AC-70)
L

NĐ1-6
= 41.98 km, Z
NĐ1-6
= 9.66 + j 9.24 Ω,
4
N§1-6
B
10 1.08
2
−
× =
S
Lộ đường dây kép NĐ2-4 (dây dẫn AC-150)
L
NĐ2-4
= 48.97 km, Z
NĐ2-4
= 5.14 + j 10.19 Ω,
4
N§2-4
B
10 1.34
2
−
× =
S
Lộ đường dây kép NĐ1-6 (dây dẫn AC-70)
L
4-6
= 43.72 km, Z

4-6
= 10.06 + j 9.62 Ω,
4
4-6
B
10 1.13
2
−
× =
S
2.4. Phụ tải:
S
pt1
= S
NĐ1-1
+ S
NĐ1-2
+ S
NĐ1-7
= (37.435 + j 20.892) + (37.96 + j 21.596) + (40.176 + j 22.15)
= 115.571 + j 64.638 MVA
S
pt2
= S
NĐ2-3
+ S
NĐ2-5
+ S
NĐ2-8
+ S

NĐ2-9
= (31.51 + j 18.768) + (33.59 + j 16.679) + (27.826 + j 20.726) +
+ (31.382 + j 21.055) = 124.308 + j 77.228 MVA
eBook for You
CHUYấN TT NGHIP: TNH TON N NH CHO HT
Thc hin: Nguyn Anh Tun 5
S
4
= S
c4
= 43.255 + j 27.982 MVA
S
6
= S
c6
= 40.223 + j 24.342 MVA
Ch ban u:
Trong phn I, khi tớnh toỏn iu chnh in ỏp ta cú : U
4
= 111.67 kV, U
6
=
112.49 kV v nỳt 6 l im phõn cụng sut gia hai nh mỏy in.
Cụng sut truyn ti trờn ng dõy N1-6 :
S
N1-6
= 33.626 + j 29.215 MVA
Cụng sut truyn ti trờn ng dõy N2-4 :
S
N2-4

= 52.863 + j 17.742 MVA
Cụng sut truyn ti trờn ng dõy 4-6 :
S
4-6
= 8.356 - j 9.48 MVA.
II. Tớnh quy i cỏc thụng s v bin i s
1. S thay th h thng in:
- Mỏy phỏt c thay th bi : E' v X'
d
- Mỏy bin ỏp c thay th bi : X
B
- Cỏc ph ti c thay th bng tng tr c nh Z
pt
- ng dõy c thay th bng tng tr Z
d
Da vo nhng gi thit trờn ta cú s thay th ton h thng nh sau:
S6 S4
SptNĐ2SptNĐ1
ZNĐ2-4Z4-6
Nhà máy nhiệt điện 2Nhà máy nhiệt điện 1
ZNĐ1-6
4
6
NĐ2
NĐ1
XB1X'dF1 XB2 X'dF2
E'2E'1
eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 6

2. Tính quy đổi các thông số
Chọn S
cb
= 100 MVA , U
cb
= 110 kV
Z
cb
=
2
2
cb
cb
U
110
121
S 100
= =
Ω
* Quy đổi thông số máy phát điện và máy biến áp của NMNĐ1:
' 2
2
' 2 2
d ®m cs
dF1 1
2 2
F®m cs
X U S
0.1786 10.5 100 115
X k ( ) 0.312

10.5
S U 62.5 110
× ×
× ×
= × = × =
× ×
2
2
N% ®m cs
B1
2 2
B1®m cs
U U S
10.5 115 100
X 0.182
100 S U 100 63 110
× ×
× ×
= = =
× × × ×
j1 F1®m
' 2 6
j o
cb
T S
2.125 62.5
T 1.328 J 10
S 100
−
×

×
= = = ×Ω ×
[MWS]
Hằng số quán tính thay thế của NMNĐ1 là :
T
j1
= 4×1.328 = 5.313 (s)
Điện kháng thay thế của NMNĐ1 :
X
F1
= (
'
dF1
X
+ X
B1
)/4 = (0.312 + 0.182)/4 = 0.124
* Quy đổi thông số máy phát điện và máy biến áp của NMNĐ2:
' 2
2
' 2 2
d2 ®m cs
dF2 2
2 2
F2®m cs
X U S
0.224 10.5 100 121
X k ( ) 0.344
10.5
S U 78.75 110

× ×
× ×
= × = × =
× ×
2
2
N% ®m cs
B2
2 2
B2®m cs
U U S
10.5 121 100
X 0.159
100 S U 100 80 110
× ×
× ×
= = =
× × × ×
j2 F1®m
' 2 6
j o
cb
T S
2.425 78.75
T 1.91 J 10
S 100
−
×
×
= = = Ω ×

[MWS]
Hằng số quán tính thay thế của NMNĐ2 là :
T
j2
= 4×1.91 = 7.639 (s)
Điện kháng thay thế của NMNĐ2 :
X
F2
= (
'
dF2
X
+ X
B2
)/4 = (0.344 + 0.159)/4 = 0.126
* Quy đổi các thông số đường dây:
eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 7
N§1-6
N§1-6
cb
Z
9.66 + j 9.24
Z 0.08 j0.076
Z 121
= = = +
N§2-4
N§2-4
cb

Z
5.14 + j 10.19
Z 0.042 j0.084
Z 121
= = = +
4-6
4-6
cb
Z
10.06 + j 9.62
Z 0.083 j0.079
Z 121
= = = +
* Quy đổi các thông số chế độ:
Công suất phụ tải: Trong quá trình quy chuyển thì tính luôn công suất phản
kháng do dung dẫn đường dây sinh ra vào công suất phụ tải:
S
NĐ1
=
pt1 c®N§1-6
cb
S jQ
115.571 + j 64.638 j1.307
1.156 j0.633
S 100
−
−
= = +
6
S

=
6 ccN§1-6 cc4-6
cb
S jQ jQ
40.223 + j 24.342 j1.307 j1.367
S 100
− −
− −
=
= 0.402 + j 0.217
4
S
=
4 c®4-6 ccN§2-4
cb
S jQ jQ
43.255 + j 27.982 j1.367 1.621
S 100
− −
− −
=
= 0.433 + j 0.25
S
NĐ2
=
pt2 c®N§2-4
cb
S jQ
124.308 + j 77.228 j1.621
S 100

−
−
=
= 1.243 + j 0.756
Công suất truyền tải trên đường dây liên lạc:
N§1-6
N§1-6
cb
S
33.626 + j 29.215
S
S 100
= =
= 0.336 + j 0.292
N§2-4
N§2-4
cb
S
52.863 + j 17.742
S
S 100
= =
= 0.529 + j 0.177
4-6
4-6
cb
S
8.356 - j 9.48
S
S 100

= =
= 0.084 – j 0.095
Giá trị điện áp quy đổi là:
4
U
= 111.67/110 = 1.015
6
U
= 112.49/110 = 1.023
eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 8
Nút 6 là điểm phân công suất, ta chọn nút 6 (
6
U
= 1.023∠0
0
) làm điểm
tính toán về hai phía nhà máy.
3. Tính chế độ xác lập của mạng điện trước lúc ngắn mạch:
0.042 + j 0.084
ZN§2-4
0.083 + j 0.079
Z4-6
0.08 + j 0.076
ZN§1-6
j 0.124
j XF1 j XF2
j 0.126
E'1

N§1
6
4
N§2
E'2
SN§1
1.156 + j 0.633
0.402 + j 0.217
S6
0.433 + j 0.25
S4
1.243 + j 0.756
SN§2
0.336 + j 0.292
SN§1-6
0.084 - j 0.095
S4-6
0.529 + j 0.177
SN§2-4
* Tính từ nút 6 về phía NMNĐ 1:
Điện áp tại đầu đường dây NMNĐ1:
*
N§1 6
N§1 6
*
6
S 0.336 j0.292
I
1.023
U

−
−
−
= =
= 0.328 - j 0.285 = 0.435∠- 40.992
0
N§1
U
=
6
U
+
N§1-6 N§1-6
I Z× =
1.023 + (0.328 - j 0.285)×(0.08 + j 0.076)
= 1.071 + j 0.002 = 1.071∠0.114
0
Vậy U
NĐ1
= 1.071; δ
NĐ1-6
= 0.114
0
Tổn thất công suất trên đoạn NĐ1-6 là:
2
N§1-6 N§1-6 N§1-6
S I Z∆ = ×
= 0.435
2
×(0.08 + j 0.076) = 0.016 + j 0.013

Công suất NMNĐ1 phát lên thanh góp là:
F1 N§1 N§1-6 N§1-6
S S S S= + + ∆
eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 9
= (1.156 + j 0.633) + (0.336 + j 0.292) + (0.016 + j 0.013)
= 1.508 + j 0.938 = 1.776∠31.882
0
Sức điện động tương đương của NMNĐ1 là:
*
0
F1
N§1
* 0
N§1
S 1.776 -31.882
I
1.071 -0.114
U
∠
= =
∠
= 1.658∠- 31.768
'
1 N§1 N§1 F1
E U I jX= + ×
= 1.071∠0.114 + 1.658∠- 31.768×j 0.124 = 1.192∠8.534
0
Vậy

'
1
E
= 1.192 ; δ
1
= 8.534
0
; P
10
= 1.508.
* Tính từ nút 6 về phía NMNĐ 2:
Điện áp tại nút 4 :
*
0
6
4 6 6 N§1 6 N§1 6
*
6
S 0.402 - j 0.217
I I I I = 0.435 -40.992
1.023
U
− − −
= − = − − ∠
= 0.098∠48.652
0
4
U
=
6

U
+
4-6 4-6
I Z× =
1.023 + 0.098∠48.652
0
×(
0.083 j0.079+
)
= 1.023∠0.627
0
Vậy U
4
= 1.023; δ
NĐ4-6
= 0.627
0
Điện áp tại đầu đường dây NMNĐ2:
*
N§2-4
N§2-4
* 0
4
S 0.529 j 0.177
I
1.023 0.627
U
−
= =
∠ −

= 0.545∠- 17.873
0
N§2
U
=
4
U
+
N§2-4 N§2-4
I Z×
= 1.023∠0.627
0
+ 0.545∠-17.873
0
×(0.042 + j 0.084) =
1.06∠2.582
0
Vậy U
NĐ2
= 1.06; δ
NĐ1-6
= 2.582
0
Tổn thất công suất trên đoạn NĐ2-4 là:
2
N§2-4 N§2-4 N§2-4
S I Z∆ = ×
= 0.545
2
×(0.042 + j 0.084) = 0.012 + j 0.025

eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 10
Công suất NMNĐ2 phát lên thanh góp là:
F2 N§2 N§2-4 N§2-4
S S S S= + + ∆
= (1.243 + j 0.756) + (0.529 + j 0.177) + (0.012 + j 0.025)
= 1.784 + 0.958 = 2.025∠28.228
0
Sức điện động tương đương của NMNĐ2 là:
*
0
F2
N§2
* 0
N§2
S 2.025 28.228
I
1.06 2.582
U
∠ −
= =
∠ −
= 1.91∠- 25.646
0
'
2 N§2 N§2 F2
E U I jX= + ×
= 1.06∠2.582
0

+ 1.91∠- 25.646
0
×j 0.126
= 1.193∠12.823
0
Vậy
'
2
E
= 1.193 ; δ
2
= 12.823
0
; P
20
= 1.784.
Góc tương đối giữa sức điện động hai nhà máy là:
δ
120
= δ
1
- δ
2
= 8.534
0
– 12.823
0
= - 4.289
0
δ

210
= 4.289
0
Bảng tổng kết kết quả tính chế độ trước lúc ngắn mạch:
Nhà máy nhiệt điện 1
Nhà máy nhiệt điện 2
Sức điện động
'
1
E
= 1.192∠8.534
0
'
2
E
= 1.193∠12.823
0
Công suất phát ban đầu
P
10
= 1.508
P
20
= 1.784
III. Tính ổn định động khi ngắn mạch ba pha tại đầu đường dây liên lạc
phía nhà máy nhiệt điện 1:
* Phụ tải NMNĐ1:
S
NĐ1
=

1.156 j0.633+
= 1.318∠28.704
0
N§1
U
= 1.071∠0.114
0
Tổng trở phụ tải được xác định như sau:
2
2
N§1
ptN§1
* 0
N§1
U
1.071
Z
1.318 28.704
S
= =
∠ −
= 0.763 + j 0.418
eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 11
* Phụ tải NMNĐ2:
S
NĐ2
= 1.243 + j 0.756 = 1.455∠31.308
0

N§2
U
= 1.06∠2.582
0
Tổng trở phụ tải được xác định như sau:
2
2
N§2
ptN§2
* 0
N§2
U
1.06
Z
1.455 31.308
S
= =
∠ −
= 0.66 + j 0.401
* Phụ tải6:
6
S
= 0.402 + j 0.217 = 0.457∠28.36
0
6
U
= 1.023∠0
0
Tổng trở phụ tải được xác định như sau:
2

2
6
6
* 0
6
U
1.023
Z
0.457 28.36
S
= =
∠ −
= 2.015 + j 1.088
* Phụ tải NMNĐ1:
4
S
= 0.433 + j 0.25 = 0.5∠30
4
U
= 1.023∠0.627
0
Tổng trở phụ tải được xác định như sau:
2
2
4
4
* 0
4
U
1.023

Z
0.5 30
S
= =
∠ −
= 1.813 + j 1.047
1. Lập đặc tính công suất khi ngắn mạch:
Sơ đồ thay thế:
eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 12
E'2N§24
6
N§1
E'1
j 0.126
j XF2j XF1
j 0.124
ZN§1-6
0.08 + j 0.076
Z4-6
0.083 + j 0.079
ZN§2-4
0.042 + j 0.084
j 0
j X∆
ZptN§2
0.66 + j 0.401
Z4
1.813 + j 1.047

Z6
2.015 + j 1.088
0.736 + j 0.418
ZptN§1
ZC1
ZB1ZA1
O
I ptN§1
Z jX // Z 0
∆
= =
* Biến đổi ∆( Z
4
; Z
NĐ2-4
; Z
ptNĐ2
) → Y( Z
A1
; Z
B1
; Z
C1
)
Z
Σ1
= Z
4
+ Z
NĐ2-4

+ Z
ptNĐ2
= (1.813 + j 1.047) + (0.042 + j 0.084) + (0.66 + j 0.401)
= 2.515 + j 1.532
4 N§2-4
A1
1
Z Z
(1.813+j1.047) (0.042+j0.084)
Z = =
Z 2.515+j1.532
∑
×
×
= 0.031 + j 0.059
N§2-4 ptN§2
B1
1
Z Z
(0.042+j0.084) (0.66+j0.401)
Z = =
Z 2.515+j1.532
∑
×
×
= 0.011 + j 0.022
4 ptN§2
C1
1
Z Z

(1.813+j1.047) (0.66+j0.401)
Z = =
Z 2.515+j1.532
∑
×
×
= 0.476 + j 0.274
* Ghép các tổng trở nối tiếp:
Z’
A1
= Z
4-6
+ Z
A1
= (0.083 + j 0.079) + (0.031 + j 0.059) = 0.114 + j 0.138
Z’
B1
= Z
B1
+ j X
F2
= (0.011 + j 0.022) + j 0.126 = 0.011 + j 0.148
Ta được sơ đồ sau:
eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 13
E'24
6
N§1
E'1

j XF1
j 0.124
ZN§1-6
0.08 + j 0.076
ZC1
0.476 + j 0.274
Z6
2.015 + j 1.088
0
ZI
ZA2
ZC2
ZB2
Z'A1
0.114 + j 0.138
Z'B1
0.011 + j 0.148
O
* Biến đổi ∆( Z
6
; Z’
A1
; Z
C1
) → Y( Z
A2
; Z
B2
; Z
C2

)
Z
Σ2
= Z
6
+ Z’
A1
+ Z
C1
= (2.015 + j 1.088) + (0.114 + j 0.138) + (0.476 + j 0.274)
= 2.605 + j 1.5
'
6 A1
A2
2
Z Z
(2.015+j1.088) (0.114+j0.138)
Z = =
Z 2.605 + j 1.5
∑
×
×
= 0.09 + j 0.103
'
A1 C1
B2
2
Z Z
(0.114+j0.138) (0.476+j0.274)
Z = =

Z 2.605 + j 1.5
∑
×
×
= 0.021 + j 0.058
6 C1
C2
2
Z Z
(2.015+j1.088) (0.476+j0.274)
Z = =
Z 2.605 + j 1.5
∑
×
×
= 0.368 + j 0.199
* Ghép các tổng trở nối tiếp:
Z’
A2
= Z
NĐ1-6
+ Z
A2
= (0.08 + j 0.076) + (0.09 + j 0.103) = 0.17 + j 0.179
Z’
B2
= Z
B2
+ Z’
B1

= (0.021 + j 0.058) + (0.011 + j 0.148) = 0.032 + j 0.206
Ta được sơ đồ sau:
eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 14
ZB3
ZC3
ZA3
ZI
0
0.368 + j 0.199
ZC2
0.032 + j 0.206
Z'B2
0.17 + j 0.179
Z'A2
j 0.124
j XF1
E'1
N§1
E'2
O
* Biến đổi ∆( Z
I
; Z’
A2
; Z
C2
) → Y( Z
A3

; Z
B3
; Z
C3
)
Z
Σ3
= Z
I
+ Z’
A2
+ Z
C2
= 0 + (0.17 + j 0.179) + (0.368 + j 0.199)
= 0.538 + j 0.378
'
I A2
A3
3
Z Z
0 (0.17 + 0.179)
Z = =
Z 0.538 + j 0.378
∑
×
×
= 0
'
A2 C2
B3

3
Z Z
(0.17+j0.179) (0.368+j0.199)
Z = =
Z 0.538 + j 0.378
∑
×
×
= 0.121 + j 0.101
I C2
C3
3
Z Z
0 (0.368+j0.199)
Z = =
Z 0.538 + j 0.378
∑
×
×
= 0
* Ghép các tổng trở nối tiếp:
Z’
A3
= j X
F1
+ Z
A3
= j 0.124
Z’
B3

= Z
B3
+ Z’
B2
= (0.121 + j 0.101) + (0.032 + j 0.206) = 0.153 + j 0.307
Ta được sơ đồ sau:
eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 15
E'2E'1
Z'A3 Z'B3
0.153 + j 0.307
O
ZC3
0
j 0.124
* Biến đổi Y( Z’
A3
; Z’
B3
; Z
C3
) → ∆( Z
10
; Z
12
; Z
20
)
Z

10
= Z’
A3
+ Z
C3
+ Z’
A3
×Z
C3
/ Z’
B3
= Z’
A3
= j 0.124 = 0.124∠90
0
Z
20
= Z’
B3
+ Z
C3
+ Z’
B3
×Z
C3
/ Z’
A3
= Z’
B3
= 0.153 + j 0.307=

0.343∠63.51
0
Z
12
= Z’
A3
+ Z’
B3
+ Z’
A3
×Z’
B3
/ Z
C3
= ∞
Sơ đồ thay thế:
E'2E'1
Z20
0.153 + j 0.307
j 0.124
Z10
∞
Z12
Ta có:
0
11
10 12
1 1 1 1
Y 0.124 90
Z Z j0.124

= + = + = ∠ −
∞
⇒ Y
11
= 0.124 ; ϕ
11
= -(-90
0
) = 90
0
; α
11
= 90
0
- ϕ
11
= 0
0
0
22
20 12
1 1 1 1
Y 2.915 63.51
Z Z 0.153 + j 0.307
= + = + = ∠ −
∞
⇒ Y
22
= 2.915 ; ϕ
22

= -(-63.51
0
) = 63.51
0
; α
22
= 90
0
- ϕ
22
= 26.49
0
12
12
1 1
y 0
Z
= = =
∞
eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 16
⇒ y
12
= 0 ; ϕ
12
= -(0
0
) = 0
0

; α
12
= 90
0
- ϕ
12
= 90
0
Đặc tính công suất khi ngắn mạch :
P
1II
=
'2
1
E
Y
11
sinα
11
+
'
1
E
'
2
E
y
12
sin(δ
12

- α
12
) =
'2
1
E
Y
11
sinα
11
= 1.192
2
×0.124×sin0
0
= 0
P
2II
=
'2
2
E
Y
22
sinα
22
-
'
1
E
'

2
E
y
12
sin(δ
12
+ α
12
) =
'2
2
E
Y
22
sinα
22
= 1.193
2
×2.915×sin26.49
0
= 1.851
Công suất thừa tác động lên các máy phát điện sau khi ngắn mạch tại mỗi nhà
máy là:
∆P
1II
= P
10
– P
1II
= 1.508

∆P
2II
= P
20
– P
2II
= 1.784 – 1.851 = - 0.067
2. Lập đặc tính công suất sau khi ngắn mạch:
Sau khi ngắn mạch được cắt ra thì trên đoạn đường dây NĐ1-6 chỉ còn 1 lộ
nên tổng trở của nó tăng gấp đôi. Ta có:
Z
NĐ1-6
= 2×(0.08 + j 0.076) = 0.16 + j 0.152
Ngắn mạch được cắt ra thì sơ đồ thay thế:
O
ZA1 ZB1
ZC1
ZptN§1
0.736 + j 0.418
2.015 + j 1.088
Z6
1.813 + j 1.047
Z4
0.66 + j 0.401
ZptN§2
0.042 + j 0.084
ZN§2-4
0.083 + j 0.079
Z4-6
0.16 + j 0.152

ZN§1-6
j 0.124
j XF1 j XF2
j 0.126
E'1
N§1
6
4
N§2
E'2
* Biến đổi ∆( Z
4
; Z
NĐ2-4
; Z
ptNĐ2
) → Y( Z
A1
; Z
B1
; Z
C1
)
Z
Σ1
= Z
4
+ Z
NĐ2-4
+ Z

ptNĐ2
= (1.813 + j 1.047) + (0.042 + j 0.084) + (0.66 + j 0.401)
eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 17
= 2.515 + j 1.532
4 N§2-4
A1
1
Z Z
(1.813+j1.047) (0.042+j0.084)
Z = =
Z 2.515+j1.532
∑
×
×
= 0.031 + j 0.059
N§2-4 ptN§2
B1
1
Z Z
(0.042+j0.084) (0.66+j0.401)
Z = =
Z 2.515+j1.532
∑
×
×
= 0.011 + j 0.022
4 ptN§2
C1

1
Z Z
(1.813+j1.047) (0.66+j0.401)
Z = =
Z 2.515+j1.532
∑
×
×
= 0.476 + j 0.274
* Ghép các tổng trở nối tiếp:
Z’
A1
= Z
4-6
+ Z
A1
= (0.083 + j 0.079) + (0.031 + j 0.059) = 0.114 + j 0.138
Z’
B1
= Z
B1
+ j X
F2
= (0.011 + j 0.022) + j 0.126 = 0.011 + j 0.148
Ta được sơ đồ sau:
O
0.011 + j 0.148
Z'B1
0.114 + j 0.138
Z'A1

ZB2
ZC2
ZA2
2.015 + j 1.088
Z6
0.476 + j 0.274
ZC1
j 0.124
j XF1
E'1
N§1
6
4 E'2
0.736 + j 0.418
ZptN§1
ZN§1-6
0.16 + j 0.152
* Biến đổi ∆( Z
6
; Z’
A1
; Z
C1
) → Y( Z
A2
; Z
B2
; Z
C2
)

Z
Σ2
= Z
6
+ Z’
A1
+ Z
C1
= (2.015 + j 1.088) + (0.114 + j 0.138) + (0.476 + j 0.274)
= 2.605 + j 1.5
'
6 A1
A2
2
Z Z
(2.015+j1.088) (0.114+j0.138)
Z = =
Z 2.605 + j 1.5
∑
×
×
= 0.09 + j 0.103
'
A1 C1
B2
2
Z Z
(0.114+j0.138) (0.476+j0.274)
Z = =
Z 2.605 + j 1.5

∑
×
×
= 0.021 + j 0.058
eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 18
6 C1
C2
2
Z Z
(2.015+j1.088) (0.476+j0.274)
Z = =
Z 2.605 + j 1.5
∑
×
×
= 0.368 + j 0.199
* Ghép các tổng trở nối tiếp:
Z’
A2
= Z
NĐ1-6
+ Z
A2
= (0.16 + j 0.152) + (0.09 + j 0.103) = 0.25 + j 0.255
Z’
B2
= Z
B2

+ Z’
B1
= (0.021 + j 0.058) + (0.011 + j 0.148) = 0.032 + j 0.206
Ta được sơ đồ sau:
O
E'2
N§1
E'1
j XF1
j 0.124
Z'A2
0.25 + j 0.255
Z'B2
0.032 + j 0.206
ZC2
0.368 + j 0.199
ZA3
ZC3
ZB3
ZptN§1
0.736 + j 0.418
* Biến đổi ∆( Z
ptNĐ1
; Z’
A2
; Z
C2
) → Y( Z
A3
; Z

B3
; Z
C3
)
Z
Σ3
= Z
ptNĐ1
+ Z’
A2
+ Z
C2
= (0.736 + j 0.418) + (0.25 + j 0.255) + (0.368 + j 0.199)
= 1.354 + j 0.872
'
ptN§1 A2
A3
3
Z Z
(0.736 + j 0.418) (0.25 + j 0.255)
Z = =
Z 1.354 + j 0.872
∑
×
×
= 0.139 + j 0.127
'
A2 C2
B3
3

Z Z
(0.25 + j 0.255) (0.368+j0.199)
Z = =
Z 1.354 + j 0.872
∑
×
×
= 0.07 + j 0.061
ptN§1 C2
C3
3
Z Z
(0.736 + j 0.418) (0.368+j0.199)
Z = =
Z 1.354 + j 0.872
∑
×
×
= 0.199 + j 0.094
* Ghép các tổng trở nối tiếp:
Z’
A3
= j X
F1
+ Z
A3
= j 0.124 + (0.139 + j 0.127) = 0.139 + j 0.251
Z’
B3
= Z

B3
+ Z’
B2
= (0.07 + j 0.061) + (0.032 + j 0.206) = 0.102 + j 0.267
eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 19
Ta được sơ đồ sau:
O
0.102 + j 0.267
Z'B3
E'1 E'2
Z'A3
0.139 + j 0.251
0.199 + j 0.094
ZC3
* Biến đổi Y( Z’
A3
; Z’
B3
; Z
C3
) → ∆( Z
10
; Z
12
; Z
20
)
Z

10
= Z’
A3
+ Z
C3
+ Z’
A3
×Z
C3
/ Z’
B3
= 0.549 + j 0.41 = 0.685∠36.777
0
Z
20
= Z’
B3
+ Z
C3
+ Z’
B3
×Z
C3
/ Z’
A3
= 0.484 + j 0.482= 0.683∠44.846
0
Z
12
= Z’

A3
+ Z’
B3
+ Z’
A3
×Z’
B3
/ Z
C3
= 0.146 + j 0.878 = 0.89∠80.585
Sơ đồ thay thế:
Z12
Z10
0.484 + j 0.482
Z20
E'1 E'2
0.146 + j 0.878
0.549 + j 0.41
Ta có:
11
10 12
1 1 1 1
Y
Z Z 0.549 + j 0.41 0.146 + j 0.878
= + = +
= 2.4∠- 55.663
0
⇒ Y
11
= 2.4 ; ϕ

11
= -(- 55.663
0
) = 55.663
0
; α
11
= 90
0
- ϕ
11
= 34.337
0
22
20 12
1 1 1 1
Y
Z Z 0.484 + j 0.482 0.146 + j 0.878
= + = +
= 2.465∠- 60.295
0
⇒ Y
22
= 2.465 ; ϕ
22
= -(- 60.295
0
) = 60.295
0
; α

22
= 90
0
- ϕ
22
= 29.705
0
12
12
1 1
y
Z 0.146 + j 0.878
= =
= 1.124∠- 80.559
0
eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 20
⇒ y
12
= 1.124 ; ϕ
12
= -(- 80.559
0
) = 80.559
0
; α
12
= 90
0

- ϕ
12
= 9.441
0
Đặc tính công suất khi ngắn mạch :
P
1III
=
'2
1
E
Y
11
sinα
11
+
'
1
E
'
2
E
y
12
sin(δ
12
- α
12
) =
'2

1
E
Y
11
sinα
11
= 1.192
2
×2.4×sin34.337
0
+ 1.192×1.193×1.124×sin (δ
12
– 9.441
0
)
= 1.923 + 1.598×sin (δ
12
– 9.441
0
)
P
2III
=
'2
2
E
Y
22
sinα
22

-
'
1
E
'
2
E
y
12
sin(δ
12
+ α
12
) =
'2
2
E
Y
22
sinα
22
= 1.193
2
×2.465×sin29.705
0
- 1.192×1.193×1.124×sin (δ
12
+ 9.441
0
)

= 1.738 - 1.598×sin (δ
12
+ 9.441
0
)
Công suất thừa tác động lên các máy phát điện sau khi ngắn mạch tại mỗi nhà
máy là:
∆P
1II
= P
10
– P
1II
= 1.508 – [1.923 + 1.598×sin (δ
12
– 9.441
0
)]
= - 0.415 - 1.598×sin (δ
12
– 9.441
0
)
∆P
2II
= P
20
– P
2II
= 1.784 – [1.738 - 1.598×sin (δ

12
+ 9.441
0
)]
= - 0.046 + 1.598×sin (δ
12
+ 9.441
0
)
3. Tính góc cắt 
12cắt
và thời gian cắt lớn nhất đảm bảo ổn định hệ thống
điện:
Gia tốc riêng của mỗi nhà máy α
1
, α
2
và gia tốc tương đối giữa hai nhà
máy α
12
khi ngắn mạch là:
1II
1
j1
18000 P
18000 1.508
const
T 5.313
× ∆
×

α = = =
= 5108.978
1II
2
j2
18000 P
18000 ( 0.067)
const
T 7.639
× ∆
× −
α = = =
= - 157.874
⇒ α
12
= α
1
- α
2
= 5108.978 – ( -157.874) = 5266.852 = const.
Gia tốc riêng của mỗi nhà máy α’
1
, α’
2
và gia tốc tương đối giữa hai nhà
máy α’
12
sau khi ngắn mạch là:
eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ

Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 21
0
12
'
1III
1
j1
18000 - 0.415 - 1.598 sin ( - 9.441 )
18000 P
T 5.313
 
× δ
× ∆
 
α = =
= - 1405.985 – 5413.89×sin (δ
12
– 9.441
0
)
0
12
'
1III
2
j2
18000 - 0.046 + 1.598 sin ( + 9.441 )
18000 P
T 7.639
 

× δ
× ∆
 
α = =
= - 108.391 + 3765.414× sin (δ
12
+ 9.441
0
)
⇒ α’
12
= α’
1
- α’
2
Thay các giá trị của góc tương đối giữa hai nhà máy từ 10
0
đến 200
0
, ta có
bảng kết quả sau:

12
’
1
’
2
’
12
= ’

1
- ’
2
10
-4277.180
1991.055
-6268.235
20
3500.112
-3570.481
7070.593
30
-6767.922
3602.046
-10369.968
40
2686.016
-2872.945
5558.961
50
-2911.010
820.489
-3731.499
60
-2972.338
1097.370
-4069.707
70
2727.604
-3060.710

5788.314
80
-6776.387
3640.261
-10416.648
90
3472.728
-3446.847
6919.575
100
-4222.761
1745.364
-5968.125
110
-1557.744
119.199
-1676.943
120
1665.465
-2344.075
4009.540
130
-6408.558
3415.816
-9824.374
140
3917.599
-3786.831
7704.430
150

-5337.147
2540.350
-7877.497
160
-132.517
-874.918
742.401
170
388.115
-1470.791
1858.906
eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 22

12
’
1
’
2
’
12
= ’
1
- ’
2
180
-5690.210
2944.437
-8634.647

190
3989.457
-3869.074
7858.531
200
-6176.083
3149.745
-9325.828
Bằng phương pháp diện tích ta xác định được góc cắt δ
cắt
=
* Xác định thời gian cắt t
cắt
ứng với góc cắt δ
cắt
=
Thời gian cắt được xác định bằng phương pháp phân đoạn liên tiếp, tính
cho chế độ trong khi ngắn mạch.
Công thức tổng quát :
∆δ
12(n)
= ∆δ
12(n-1)
+ α
12
×∆t
2
δ
12(n)
= δ

12(n-1)
+ ∆δ
12(n)
Áp dụng công thức tổng quát với:
∆t = 0.05 ; δ
120
= - 4.289
0
α
12
= const = 5266.852
t
i
= i×∆t
Ta có:
- Cho phân đoạn 1:
∆δ
12(1)
= α
12
×
2
t
2
∆
= 5266.852×
2
0.05
2
= 6.584

δ
12(1)
= δ
12(0)
+ ∆δ
12(1)
= - 4.289
0
+ 6.584
0
= 2.295
0
- Cho phân đoạn n:
∆δ
12(n)
= ∆δ
12(n-1)
+ α
12
×∆t
2
= ∆δ
12(n-1)
+ 13.168
δ
12(n)
= δ
12(n-1)
+ ∆δ
12(n)

* Bảng kết quả tính thời gian căt t
cắt
Phân đoạn
t (s)

12
t
2

12(n)

12(n)
1
0.05
6.584
2.295
2
0.1
13.168
19.752
22.047
eBook for You
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO HTĐ
Thực hiện: Nguyễn Anh Tuấn 23
Phân đoạn
t (s)

12
t
2


12(n)

12(n)
3
0.15
13.168
32.92
54.967
4
0.2
13.168
46.088
101.055
5
0.25
13.168
59.256
160.311
Dựa vào đồ thị δ(t) ta xác định được thời gian cắt chậm nhất là t
cắt
= (s)
eBook for You