Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện hoàng mạnh linh

TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE
CHO TRẠM BIẾN ÁP 220/110/22kV

Giảng viên hướng dẫn : ThS. NGUYỄN THỊ THANH LOAN
Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH LINH
Chuyên ngành : HỆ THỐNG ĐIỆN
Lớp : Đ4H1
Khoá : 2009 - 2014




Hà Nội, 01 - 2014


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh

LỜI NÓI ĐẦU
Điện năng là phần năng lượng vô cùng quan trọng đối với đời sống con người.
Nó được sử dụng trong hầu hết các ngành của nền kinh tế quốc dân như: Nông
nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải, dịch vụ
Điện năng được sản xuất, truyền tải, phân phối rộng khắp với nhiều cấp điện áp

từ cấp hạ áp, trung áp, cao áp, siêu cao áp và cực siêu cao áp với số lượng thiết bị
rất lớn. Tỷ lệ thuận với độ phức tạp của lưới điện là khả năng xảy ra các sự cố và
hậu quả do các sự cố này gây ra.
Chính vì vậy, hiểu biết về những hư hỏng và hiện tượng không bình thường có
thể xảy ra trong hệ thống điện với những phương pháp và thiết bị bảo vệ nhằm phát
hiện đúng, nhanh chóng cách ly phần tử hư hỏng ra khỏi hệ thống điện, cảnh báo và
xử lý khắc phục chế độ không bình thường là mảng kiến thức quan trọng của kỹ sư
hệ thống điện.
Chính vì những lý do quan trọng trên, em đã nhận đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế
bảo vệ rơ le cho trạm biến áp 220/110/22 kV” làm nội dung cho đồ án thiết kế tốt
nghiệp của mình.
Tuy nhiên với khả năng và trình độ còn hạn chế nên bản đồ án chắc chắn không
tránh khỏi những thiếu xót. Em rất mong nhận được sự góp ý và chỉ bảo của các
thầy cô giáo trong bộ môn.
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cô giáo ThS Nguyễn Thị Thanh Loan đã tận
tình giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này. Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn của
mình đến toàn bộ các thầy cô giáo trong khoa Hệ Thống Điện đã giúp đỡ em hoàn
thành nhiệm vụ của mình.
Hà nội ngày tháng năm 2013

Sinh viên
Hoàng Mạnh Linh


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh



NHẬN XÉT
(Của giảng viên hướng dẫn)

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………



GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh

NHẬN XÉT
(Của giảng viên phản biện)


………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh

MỤC LỤC
Lời nói đầu

Phần 1: Thiết kế bảo vệ rơ le cho trạm biến áp 220/110/22kV 1
Chương 1: Mô tả đối tượng được bảo vệ - thông số chính 1
1.1. Mô tả đối tượng 1
1.2. Thông số chính 1
Chương 2: Tính ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơ le 2
2.1. Các giả thiết cơ bản để tính ngắn mạch 2
2.2. Chọn các đại lượng cơ bản 2
2.3. Các sơ đồ tính toán 5
2.3.1. Sơ đồ 1 (MAX, 1 MBA) 5
2.3.2. Sơ đồ 2 (MAX, 2 MBA) 13
2.3.3. Sơ đồ 3 (MIN, 1 MBA) 23
2.3.2. Sơ đồ 4 (MIN, 2 MBA) 31
Chương 3: Chọn thiết bị điện cho trạm 42
3.1. Máy cắt điện 42
3.2. Máy biến dòng điện 43
3.3. Máy biến điện áp 43
Chương 4: Lựa chọn phương thức bảo vệ 45
4.1. Các dạng hư hỏng và chế độ làm việc không bình thường của MBA 45
4.2. Các yêu cầu đối với thiết bị bảo vệ 46
4.3. Các loại bảo vệ cần đặt cho MBA tự ngẫu 47
4.4. Sơ đồ phương thức bảo vệ cho trạm biến áp 54
Chương 5: Giới thiệu tính năng và thông số các loại rơle sử dụng 55
5.1. Rơ le bảo vệ so lệch 7UT613 55
5.2. Hợp bộ bảo vệ quá dòng 7SJ621 67
Chương 6: Chỉnh định và kiểm tra sự làm việc của rơle 74


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh

6.1. Tính toán các thông số của bảo vệ 74

6.2. Kiểm tra sự làm việc của bảo vệ 77
Phần 2: Tìm hiểu về rơle SEL387 84
1. Tổng quan rơle SEL387 84
2. Các chức năng chính 85
I. Chức năng bảo vệ so lệch 86
II. Chức năng bảo vệ chạm đất hạn chế (REF): 88
III. Chức năng bảo vệ quá dòng 89
IV. Chức năng bảo vệ quá tải nhiệt 91
3.Giao diện với rơle 92
4.Đo lường 100
5. Bản ghi sự cố 101
Bản vẽ 102
Tài liệu tham khảo


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh

DANH MỤC CÁC HÌNH, BẢNG
Trang
Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý và các vị trí đặt bảo vệ của trạm biến áp 1
Hình 2.1 Sơ đồ thay thế TTT 4
Hình 2.2 Sơ đồ thay thế TTN 4
Hình 2.3 Sơ đồ thay thế TTK 4
Hình 2.4 Sơ đồ nối điện chính của trạm và các điểm cần tính ngắn mạch 5
Hình 2.5 Sơ đồ thay thế TTT 6
Hình 2.6 Sơ đồ thay thế TTN 6
Hình 2.7 Sơ đồ thay thế TTK 6
Hình 2.8 Sơ đồ thay thế TTT 9
Hình 2.9 Sơ đồ thay thế TTN 9
Hình 2.10 Sơ đồ thay thế TTK 9

Hình 2.11 Sơ đồ thay thế TTT 12
Hình 2.12 Sơ đồ thay thế TTT 13
Hình 2.13 Sơ đồ thay thế TTN 14
Hình 2.14 Sơ đồ thay thế TTK 14
Hình 2.15. Sơ đồ thay thế TTT 17
Hình 2.16. Sơ đồ thay thế TTN 17
Hình 2.17. Sơ đồ thay thế TTK 17
Hình 2.18. Sơ đồ thay thế TTT 21
Hình 2.19. Sơ đồ thay thế TTT 23
Hình 2.20 Sơ đồ thay thế TTN 23
Hình 2.21 Sơ đồ thay thế TTK 23
Hình 2.22.Sơ đồ thay thế TTT 26
Hình 2.23. Sơ đồ thay thế TTN 26
Hình 2.24 Sơ đồ thay thế TTK 26


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh

Hình 2.25. Sơ đồ thay thế TTT 29
Hình 2.26. Sơ đồ thay thế TTT 31
Hình 2.27. Sơ đồ thay thế TTN 31
Hình 2.28. Sơ đồ thay thế TTK 31
Hình 2.29. Sơ đồ thay thế TTT 34
Hình 2.30. Sơ đồ thay thế TTN 35
Hình 2.31. Sơ đồ thay thế TTK 35
Hình 2.32. Sơ đồ thay thế TTT 39
Hình 2.33. Kết quả tính ngắn mạch dòng điện I
Nmax
, I
Nmin

qua các BI 41
Hình 4.1. Sơ đồ nguyên lý bải vệ so lệch có hãm dùng cho MBA tự ngẫu 48
Hình 4.2 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế MBA tự ngẫu 49
Hình 4.3. Sơ đồ nguyên lý cấu tạo và vị trí đặt Rơ le khí trên MBA 50
Hình 4.4 Sơ đồ phương thức bảo vệ cho trạm biến áp 54
Hình 5.1. Cấu trúc phần cứng của bảo vệ so lệch 7UT613 58
Hình 5.2 Nguyên lí bảo vệ so lệch dòng điện trong rơle 7UT613 60
Hình 5-3 Đặc tính tác động của rơle 7UT613. 62
Hình 5.4 .Nguyên tắc hãm của chức năng bảo vệ so lệch trong 7UT613 63
Hình 5.5. Nguyên lí bảo vệ chống chạm đất hạn chế trong 7UT613. 64
Hình 5.6. Đặc tính tác động của bảo vệ chống chạm đất hạn chế 66
Hình 5.7. Cấu trúc phần cứng của rơle 7SJ621. 69
Hình 5.8.Đặc tính thời gian tác động của 7SJ621 70
Hình 6.1. Đặc tính làm việc của rơle 7UT613 75
Hình 6.2. Đặc tính an toàn hãm khi ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ 78
Hình 6.3 Đặc tính độ nhạy khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ 80
Hình 7.1. Hình ảnh mặt trước – mặt sau của rơle SEL387 84
Hình 7.2. Hình vẽ ví dụ các chức năng bảo vệ của rơle so lệch SEL387. 85
Hình 7.3. Sơ đồ nguyên lý làm việc bảo vệ so lệch 87


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh

Hình 7.4. Thành phần sóng hài: bậc 2 và bậc 4 87
Hình 7.5. Các thành phần sóng hài bậc 5 và dc tính toán tương tự 87
Hình 7.6. Đặc tính của bảo vệ so lệch 88
Hình 7.7.Đồ thị đặc tính U5 và C1 91
Hình 7.8. Các kiểu làm việc của bảo vệ quá tải nhiệt 91

Bảng 2.1. Bảng tổng kết tính ngắn mạch cho sơ đồ 1 13

Bảng 2.2. Bảng tổng kết tính ngắn mạch cho sơ đồ 2 22
Bảng 2.3. Bảng tổng kết tính ngắn mạch cho sơ đồ 3 31
Bảng 2.4. Bảng tổng kết tính ngắn mạch cho sơ đồ 4 40
Bảng 3.1.Thông số tính toán lựa chọn thiết bị 42
Bảng 3.2.Thông số máy cắt 43
Bảng 3.3.Thông số máy biến dòng điện 43
Bảng 3.4 Thông số máy biến điện áp 44
Bảng 4.1: Các loại hư hỏng và loại bảo vệ thường dùng 45
Bảng 5.1 60
Bảng 5-2: 73
Bảng 6.1.Thông số của máy biến áp 230/110/22kV 74
Bảng 6.2. Kết qủa kiểm tra hệ số an toàn hãm của bảo vệ 78
Bảng 6.3. Kết quả kiểm tra hệ số độ nhạy của bảo vệ 81






1


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh

PHẦN 1: THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠ LE CHO TRẠM BIẾN ÁP 220/110/22kV
CHƯƠNG 1
MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG ĐƯỢC BẢO VỆ - THÔNG SỐ CHÍNH
1.1 . MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG
Đối tượng bảo vệ là trạm biến áp 220/110/22kV có hai máy biến áp tự ngẫu B
1

và B
2
được mắc song song với nhau.Hai máy biến áp này được cung cấp từ một nguồn
của HTĐ.Hệ thống điện (HTĐ) cung cấp trực tiếp đến thanh góp 220kV của trạm biến
áp. Phía trung và hạ áp của trạm có điện áp 110kV và 22kV để đưa đến các phụ tải.



Hình 1.1.Sơ đồ nguyên lý và các vị trí đặt bảo vệ của trạm biến áp
1.2. THÔNG SỐ CHÍNH
1.2.1. Hệ thống điện: có trung tính nối đất
Chế độ Điện kháng
Chế độ cực đại (S
N
= S
Nmax
)
Thứ tự không

0,06
Thứ tự thuận, nghịch

0,031
Chế độ cực tiểu (S
N
= S
Nmin
)
Thứ tự không

0,06
Thứ tự thuận, nghịch

0,044
1.2.2. Máy biến áp:
Loại tự ngẫu 3 pha 3 cuộn dây
Có 3 cấp điện áp : 230/121/23 kV
Công suất 250/250/50MVA
Sơ đồ đấu dây: Y
0N
-∆-11
Giới hạn điều chỉnh điện áp: ∆U
dc
= ±10%
Điện áp ngắn mạch phần trăm của các cuộn dây
C-T C-H T-H
N N N
U %=11% U %=32% U %=17,93%

2


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh

CHƯƠNG 2
TÍNH 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 rowle 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, cụ 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 (I
max
) để phục vụ cho việc chỉnh định rơle và dòng ngắn mạch nhỏ nhất (I
min
)
để kiểm tra độ nhạy cho rơle đã được chỉnh định. Trong hệ thống 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)
.
2.1. 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 véctơ sức điện động của máy phát là không thay đổi và xấp 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 làm cho phép tính đơn giản đi rất
nhiều bởi vì ta xem mạch là tuyến tính nên có thể dùng phương pháp xếp chồng để tính

toán.
- Bỏ qua điện trở:
Với điện áp > 1000V thì bỏ qua điện trở vì R << X.
Với điện áp < 1000V thì không thể bỏ qua R vì R > 1/3 X.
- 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
2.2. CHỌN CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN
Ta chọn S
cb
= S
dmB
= 250 MVA;
U
cb
= U
tb
(điện áp trung bình của các cấp tương ứng)
- U
cb1
= 230 kV;
- U
cb2
= 121 kV;
- U
cb3
= 23 kV.
3

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh

Do đó dòng điện cơ bản tương ứng với các cấp điện áp là:
cb
cb1
cb1
S 250
I = = =0,628kA
3.U 3.230

cb
cb2
cb2
S 250
I = = =1,193kA
3.U 3.121



2.2.1. Tính toán thông số các phần tử
1) Hệ thống điện
Chế độ Điện kháng
Chế độ cực đại (S
N
= S
Nmax
)
Thứ tự không

0,06
Thứ tự thuận, nghịch

0,031
Chế độ cực tiểu (S
N
= S
Nmin
)

Thứ tự không

0,06
Thứ tự thuận, nghịch

0,044
2) Máy biến áp tự ngẫu
a) Điện áp ngắn mạch phần trăm của cuộn dây MBA tự ngẫu được tính theo
công thức sau:
C C-T C-H T-H
k k k k
1
U %= .(U %+U %-U %)
2
1
= .(11%+32%-17,93%)=12,535%
2

T C-T T-H C-H
k k k k

1
U %= .(U %+U %-U %)
2
1
= .(11%+17,93%-32%)=-1,535%
2

H C-H T-H C-T
k k k k
1
U %= .(U %+U %-U %)
2
1
= .(32%+17,93%-11%)=19,465%
2


b) Tính điện kháng của các cuộn dây
Cuộn cao: X
C
=
C
cb
k
dm
SU % 12,535 250
. = . = 0,125
100 S 100 250

Cuộn trung: X

T
=
T
cb
k
dm
SU % -1,535 250
. = . =-0,015 0
100 S 100 250


cb
cb3
cb3
S
250
I = = =6,276kA
3.U 3.23
4


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh

Cuộn hạ: X
H
=
H
cb
k
dm

SU % 19,465 250
. = . =0,973
100 S 100 50

2.2.2. Sơ đồ thay thế
1) Thứ tự thuận:

Hình 2.1.Sơ đồ thay thế TTT
2) Thứ tự nghịch:

Hình 2.2. Sơ đồ thay thế TTN
3) Thứ tự không:

Hình 2.3. Sơ đồ thay thế TTK

2.2.3. Tính toán ngắn mạch của trạm
5


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh


Hình 2.4. Sơ đồ nối điện chính của trạm và các điểm cần tính ngắn mạch

2.3. CÁC SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN
Tính toán dòng ngắn mạch được thực hiện trong chế độ cực đại và chế độ cực
tiểu bao gồm 4 sơ đồ:
Sơ đồ1:khi hệ thống ở chế độ cực đại và vận hành 1 MBA độc lập (MAX, 1 MBA);
Sơ đồ 2:khi hệ thống ở chế độ cực đại và vận hành 2 MBA song song (MAX, 2 MBA);
Sơ đồ3:khi hệ thống ở chế độ cực tiểu và vận hành 1 MBA độc lập (MIN, 1 MBA);

Sơ đồ 4:khi hệ thống ở chế độ cực tiểu và vận hành 2 MBA song song (MIN, 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: N
1
và N’
1
;
Phía 110kV: N
2
và N’
2
;
Phía 22kV: N
3
và N’
3

;

2.3.1. Sơ đồ 1 (MAX, 1 MBA)
1) Ngắn mạch phía 220kV
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thứ tự không
6


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh


Hình 2.5. Sơ đồ thay thế TTT

Hình 2.6. Sơ đồ thay thế TTN

Hình 2.7. Sơ đồ thay thế TTK
Trong đó:
1 2 1Hmax
X =X =X =0,031
 


0Hmax C H
0 0Hmax C H
0Hmax C H
X .(X +X )
X =X //(X +X )=
X +X +X


0,06.(0,125 0,973)
0,057
0,06 0,125 0,973

 
 

a) Ngắn mạch 3 pha N
(3)

Dòng ngắn mạch từ hệ thống đến điểm ngắn mạch N
1

(3)
N 1
1
E 1
I =I = = =32,258
X 0,031



Phân bố dòng qua các BI.
Điểm N
1
: Không có dòng qua các BI
Điểm N
1
’
:

Dòng qua BI1:
BI1
I
=I
1Σ

= 32,258
Trong hệ đơn vị có tên:
7


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh

I
BI1
= 32,258. I
cb1
= 32,258.0,628 = 20,258 kA
Dòng qua các BI khác bằng không.
b) Ngắn mạch hai pha chạm đất N
(1,1)

Điện kháng phụ.
(1.1)
2 0
2 0
X .X
0,031.0,057
X = = =0,02
X +X 0,031+0,057

 

 

Các thành phần dòng điện và điện áp
1
1
E 1
I = = =19,608
X +X 0,031+0,02

 

0
2 1
2 0
X
0,057
I =-I . =-19,608. =-12,7
X +X 0,031+0,057

 
 

2
0 1
2 0
X
0,031
I =-I . =-19,608 =-6,907

X +X 0,031+0,057

 
 

2 0
0N 1
2 0
X .X
0,031.0,057
U = I . = -19,608. =0,394
X +X 0,031+0,057
 

 

Phân bố dòng thứ tự không
0N
0HT
0HT
U
0,394
I = - = - = - 6,567
X 0,06

0N 0N
0B
0B C H
U U 0,394
I =- = - = - = - 0,359

X X +X 0,125+0,973

Phân bố dòng qua các BI:
Điểm N
1
:
Dòng qua BI1
I
BI1
= I
0B
= 0,359
Trong hệ đơn vị có tên:
I
BI1
= 0,359.I
cb1
= 0,359.0,628 =0,225kA
Dòng qua BI4
I
BI4
= 3.I
0B
.I
cb1
= 3.0,359.0,628 = 0,676kA
Dòng qua các BI khác bằng không.
Điểm N’
1
:

Dòng qua BI1
I
1BI1
=
1
I

= 19,608
8


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh

I
2BI1
=
2
I

= -12,7
I
0BI1
=
0HT
I
= -6,567
2
BI1 1 2 0HT
I =|a I +a.I +I |
 

  

=
1 3 1 3
| ( ).19,608 ( ).( 12,7) 6,567 |
2 2 2 2
j j      

=
| 10,021 27,978| 29,718
j
  

Trong hệ đơn vị có tên: I
BI1
= 29,718.I
cb1

= 29,718.0,628=18,662 kA
Dòng qua BI4:
I
BI4
= 3.I
0B
.I
cb1
= 3.0,359.0,628 = 0,676kA
Dòng qua các BI khác bằng không.
c) Ngắn mạch 1 pha N
(1)

Điện kháng phụ:
1 2 0
X X X 0,031 0,057= 0,088
  
   

Các thành phần dòng điện và điện áp tại chỗ ngắn mạch:
1 2 0
1 Δ
E 1
I =I =I = = = 8,403
X +X 0,031+0,088
  

0N 1 0
U I .X = 8,403.0,057 0,479
 
    
Phân bố dòng thứ tự không:
0N 0N
0HT
0HT 0Hmax
-U -U -(-0,479)
I = = = = 7,983
X X 0,06

0B 0 0HT
I =I -I =8,403-7,983=0,42


Phân bố dòng qua các BI.
Điểm N1:
Dòng qua BI1
I
BI1
= I
0B
= 0,42
Trong hệ đơn vị có tên
BI1 0B cb1
I =I 0,42.I 0,42.0,628 0,264kA
  

Dòng qua BI4
I
BI4
= 3.I
0B
.I
cb1
= 3.0,42.0,628 = 0,791kA
Dòng qua các BI khác bằng không.
Điểm N’1:
9


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh

Dòng qua BI1.

I
1BI1
=
1
I

= 8,403
I
2BI1
=
2
I

= 8,403
I
0BI1
= I
0HT
= 7,983
I
BI1
=
1
I

+
2
I

+ I

0HT
= 8,403+8,403+ 7,983=24,789.
Trong hệ đơn vị có tên: I
BI1
= 24,789.I
cb1
=24,789.0,628=15,567 kA
Dòng qua BI4
I
BI4
= 3.I
0B
.I
cb1
= 3.0,42.0,628 = 0,791kA
Dòng qua các BI khác bằng không.
2) 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 TTT

Hình 2.9. Sơ đồ thay thế TTN

Hình 2.10. Sơ đồ thay thế TTK
Trong đó:
1 2 1Hmax C T
X X X X X
 
   

0,031 0,125 0,156
  



   
0 0Hmax C H T
0Hmax C H
0Hmax C H
X X X //X X
X X .X 0,06 0,125 .0,973
0,155
X X X 0,06 0,125 0,973

 
  
 
 
  
   

a) Ngắn mạch 3 pha N
(3)

10


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh

Dòng ngắn mạch từ hệ thống đến điểm ngắn mạch N

2

(3)
N 1
1
E 1
I I 6,41
X 0,156


   

Phân bố dòng qua các BI
Điểm N
2
:
I
BI1
= I
1∑
= 6,41
I
BI2
= I
1
∑
= 6,41
Trong hệ đơn vị có tên:
I
BI1

= 6,41.I
cb1
= 6,41.0,628 = 4,025kA
I
BI2
= 6,41.I
cb2
= 6,41.1,193 = 7,647kA
Dòng qua các BI khác bằng không.
Điểm N
2
’
:
I
B11
= I
1∑
= 6,41
Trong hệ đơn vị có tên:
I
BI1
= 6,41.I
cb1
= 6,41.0,628 = 4,025kA
Dòng qua các BI khác bằng không.

b) Ngắn mạch 2 pha chạm đất N
(1,1)

Điện kháng phụ

(1,1)
2 . 0
2 . 0
X X
0,156.0,155
X 0,078
X X 0,156 0,155
 

 
  
 

Các thành phần dòng điện và điện áp:
1
1 .
0
2 1
2 . 0
2
0 1
2 . 0
2 0
0N 1
2 0
1
I 4,274
X X 0,156 0,078
X
0,155

I I . 4,274. 2,13
X X 0,156 0,155
X
0,156
I I . 4,274. 2,14
X X 0,156 0,155
X .X
0,156.0,155
U = I . = 4,274. 0,332
X +X 0,156 0,155
E

 

 
 

 
 
 

 
  
 
     
 
     
 



Phân bố dòng điện thứ tự không
Dòng thứ tự không qua bảo vệ
0N
0BI1 0HT
0Hmax C
U
0,332
I = I 1,795
X X 0,06 0,125


   
 

Phân bố dòng qua các BI:
Điểm N
2
:
Dòng qua BI
1
11


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh

1BI1 1
2BI1 2
0BI1 0HT
* * *

2
BI1 1 2 0HT
I I 4,274
I =I = -2,13
I =I = - 1,795
I = a I +aI +I
1 3 1 3
= - -j .4,274+ - +j .(-2,13)-1,795
2 2 2 2
= -2,867-5,545j =6,242


 
 
   
   
   
   

Trong hệ đơn vị có tên: I
BI1
= 6,242.I
cb1
= 6,242.0,628=3,92 kA
Dòng qua BI
2
I
1BI2
= I
1

∑
= 4,274
I
2BI2
= I
2
∑
= - 2,13
I
0BI2
= I
0∑
= - 2,14
* * *
2
BI2 1 2 0T
I = a I +a I +I
1 3 1 3
= - -j .4,274+ - +j .(-2,13)-2,14
2 2 2 2
= -3,212-5,545j =6,408
 
   
   
   
   

Trong hệ đơn vị có tên: I
BI2
= 6,408.I

cb2
= 6,408.1,193=7,645kA
Dòng qua BI4:
BI4 0BI1 cb1
I =3.I .I = 3.1,795.0,628=3,382kA

Dòng qua các BI khác bằng không
Điểm N’
2
:
BI1
BI4
I
I
3,92
3, 2k
kA
38
A



Dòng qua các BI khác bằng không
c) Ngắn mạch 1 pha N
(1)

Điện kháng phụ:
(1)
Δ 2 0
X X X 0,156 0,155 0,311

 
    

Các thành phần dòng điện và điện áp tại chỗ ngắn mạch:
1 2 0
1 . Δ
0N 1 0
E 1
I I I 2,141
X X 0,156 0,311
U I .X = 2,141.0,155 0,331
  

 
    
 
    

Phân bố dòng thứ tự không:
12


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh

0N
0BI1 0HT
0Hmax C
-U -(-0,331)
I =I =1,789
X X 0,06+0,125

 


Phân bố dòng qua các BI
Điểm N
2

Dòng qua BI
1
1BI1 1
2BI1 2
0BI1 0HT
I I 2,141
I I 2,141
I I 1,789


 
 
 

I
BI1
= I
1
∑
+ I
2
∑
+ I

0HT
= 2,141 + 2,141 + 1,789 = 6,071
Trong hệ đơn vị có tên: I
BI1
= 6,071.I
cb1
= 6,071.0,628=3,813kA
Dòng qua BI2
I
BI2
= 3. I
1∑
= 3.2,141 = 6,423
Trong hệ đơn vị có tên: I
BI2
= 6,423.I
cb2
= 6,423.1,193 = 7,663kA
Dòng qua BI4
I
BI4
= 3.I
0BI1
.I
cb1
=3.1,789.0,628 = 3,37kA
Dòng qua các BI khác bằng không
Điểm N’
2
:

BI1
BI4
I =6,071kA
I =3,37kA

3) Ngắn mạch phía 22kV
Cuộn dây 22kV của máy biến áp nối ∆ do vậy chỉ tính ngắn mạch 3 pha N
(3)
Sơ đồ thay thế:

Hình 2.11. Sơ đồ thay thế TTT
Trong đó:
1 1Hmsx C H
X X X X
0,031 0,125 0,973 1,129

  
   

Dòng ngắn mạch từ hệ thống đến điểm ngắn mạch N
3
(3)
N 1
1
E 1
I I 0,886
X 1,129


   

Phân bố dòng qua các BI
Điểm N
3:
13


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh

I
BI1
= I
BI3
= I
1Σ
= 0,886
Trong hệ đơn vị có tên:



 
BI1 BI1 cb1
BI3 BI3 cb3
I kA I . I 0,886.0,628 0,556kA
I kA I . I 0,886.6,276 5,56kA
  
  

Dòng qua các BI khác bằng không
Điểm N’

3

I
BI1
= I
1Σ
= 0,556kA
Dòng qua các BI khác bằng không

Từ kết quả tính toán trên ta có bảng tổng kết tính ngắn mạch cho sơ đồ 1 (MAX,
1MBA)
Phía
NM
Điểm
NM
Dạng
NM
Dòng qua các BI
BI
1
BI
2
BI
3
BI
4
(kA)

220kV

N
1
N
(3)

0 0 0 0
N
(1,1)
0,225 0 0 0,676
N
(1)
0,264 0 0 0,791

N’
1
N
(3)

20,258 0 0 0
N
(1,1)
18,662 0 0 0,676
N
(1)
15,567 0 0 0,791

110kV

N
2
N
(3)

4,025 7,647 0 0
N
(1,1)
3,92 7,645 0 3,382
N
(1)
3,813 7,663 0 3,37

N’
2
N
(3)

4,025 0 0 0
N
(1,1)
3,92 0 0 3,382
N
(1)
3,813 0 0 3,37
22kV
N

3
N
(3)
0,556 0 5,56 0
N’
3
N
(3)
0,556 0 0 0

Bảng 2.1. Bảng tổng kết tính ngắn mạch cho sơ đồ 1
2.3.2. Sơ đồ 2 (MAX, 2 MBA)
1) Ngắn mạch phía 220kV
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thứ tự không

Hình 2.12. Sơ đồ thay thế TTT
14


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh


Hình 2.13. Sơ đồ thay thế TTN



Hình 2.14. Sơ đồ thay thế TTK
Trong đó:
X
1∑

=X
2∑
=X
1Hmax
=0,031
X
0B
= (X
0
+ X
H
) //(X
C
+ X
H
)=
C H
X X
2

=
0,125 0,973
2

=0,549
0HT 0B
0 0HT 0B
0HT 0B
X .X 0,06.0,549
X =X //X 0,054

X +X 0,06 0,549

  


a) Ngắn mạch 3 pha N
(3)

Dòng ngắn mạch từ hệ thống đến điểm ngắn mạch N
1
:
(3)
N 1
1
E 1
I =I = = =32,258
X 0,031



Phân bố dòng qua các BI:
Điểm N
1
: không có dòng qua các BI
Điểm N
1
’
:
Dòng qua BI1:
BI1 1

I =I =32,258


Trong hệ đơn vị có tên:
I
BI1
= 32,258.I
cb1
= 32,258.0,628 = 20,258kA

Dòng qua các BI khác bằng không.
b) Ngắn mạch 2 pha chạm đất N
(1,1)

Điện kháng phụ:
15


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh


(1,1) 2 0
Δ
2 0
X .X
0,031.0,054
X = = =0,019
X +X 0,031+0,054
 
 

Các thành phần dòng điện và điện áp:
1
1 Δ
E 1
I = = =20
X +X 0,031 + 0,019



0
2 1
2 0
X
0,054
I =-I . =-20. =-12,705
X +X 0,031+0,054

 
 

2
0 1
2 0
X
0,031
I =-I . =-20. 7,294
X +X 0,031+0,054

 

 
 
2 0
10
0
N
2
X .X
0,031.0,054
I . 20.
X +X 0,031+0,054
U 0,394
 

 
  

Phân bố dòng điện thứ tự không :
0N
0HT
0HT
U 0,394
I = - = - = - 6,567
X 0,06

0N 0N
0B
0B C H
U U
0,394

I =- = - = - = - 0,718
X X / 2+X / 2 0,125/2+0,973/2


Phân bố dòng qua các BI:
Điểm N
1
:
Dòng qua BI1
I
BI1
= I
0B
/ 2 = 0,718 / 2 = 0,359
Trong hệ đơn vị có tên:
I
BI1
= 1,16.I
cb1
= 0,359.0,628 =0,225kA
Dòng qua BI4
I
BI4
= 3/2.I
0B
.I
cb1
= 3.0,359.0,628 = 0,676kA
Dòng qua các BI khác bằng không.
Điểm N’

1
:
Dòng qua BI1
I
1BI1
=
1
1 1
I .20 10
2 2

 

I
2BI1
=
2
1 1
I .( 12,705) 6,353
2 2

   

I
0BI1
=
0HT
I
= -6,567
2

BI1 1 2 0HT
I =|a I +a.I +I |
 
  

=
1 3 1 3
| ( ).10 ( ).( 5,353) 6,567
2 2 2 2
j j      

=
| 8,391 j14,162 | 16,461
  

16


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Hoàng Mạnh Linh

Trong hệ đơn vị có tên: I
BI1
= 16,461.I
cb1

= 16,461.0,628=10,338 kA
Dòng qua BI4:
I
BI4
= 0,676kA

Dòng qua các BI khác bằng không.
c) Ngắn mạch 1 pha N
(1)

Điện kháng phụ
(1)
2 0
X =X +X =0,031 0,054 = 0,085
  

Các thành phần dòng điện và điện áp tại chỗ ngắn mạch:
1 2 0
1 Δ
E 1
I =I =I = = = 8,621
X +X 0,031 + 0,085
  


U
0N
=
1 0
I .X
 

= -8,621.0,054= -0,466
Phân bố dòng thứ tự không
0N
0BI1 0HT

0Hmax C
-U
1 1 -(-0,466)
I =I =2,492
2 X X / 2 2 0,031+0,125/2
 


Phân bố dòng qua các BI
Điểm N
1

Dòng qua BI
1
1BI1 1
2BI1 2
0BI1 0HT
1 1
I I .8,621 4,311
2 2
1 1
I I .8,621 4,311
2 2
I I 2,492


  
  
 

I
BI1
= I
1
∑
+ I
2
∑
+ I
0HT
= 4,311+ 4,311 + 2,492 = 9,114
Trong hệ đơn vị có tên: I
BI1
= 9,114.I
cb1
= 9,114.0,628 = 5,724 kA
Dòng qua BI4
I
BI4
= 3.I
0BI1
.I
cb1
=3.2,492.0,628 = 4,695 kA
Dòng qua các BI khác bằng không
Điểm N’
1
:
BI1
BI4

I =5,724kA
I =4,695kA

Dòng qua các BI khác bằng không