Đồ án tốt nghiệp ngành hệ thống điện Nguyễn Quốc Cường

Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp

PHỤ LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................2
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP .....................................................................3
CHƢƠNG I:MÔ TẢ ĐỐI TƢỢNG ĐƢỢC BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ CHÍNH .....5
1.1. Mô tả đối tƣợng ....................................................................................................... 5
1.2. Các thông số chính .................................................................................................. 6
CHƢƠNG II: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE ..................7
2.1. Các giả thiết cơ bản trong tính toán ngắn mạch .................................................. 7
2.2 Chọn các đại lƣợng cơ bản và tính thông số các phần tử .................................... 7
2.3. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch .............................................................................. 9
2.4. Các phƣơng án tính toán ngắn mạch .................................................................. 10
2.4.1. Trƣờng hợp một máy biến áp làm việc (SNmax) ............................................ 11
2.4.2 Trƣờng hợp hai máy biến áp làm việc song song(SNmax) .............................. 20
2.4.3.Trƣờng hợp một máy biến áp làm việc (SNmin) ............................................. 29
2.4.4.Trƣờng hợp 2 máy biến áp làm việc song song, SNmin .................................. 40
CHƢƠNG III: LỰA CHỌN PHƢƠNG THỨC BẢO VỆ ........................................50
3.1. Các hƣ hỏng và chế độ làm việc không bình thƣờng của các máy biến áp ..... 50
3.2. Các loại bảo vệ cần đặt ......................................................................................... 51
3.3. Sơ đồ phƣơng thức bảo vệ .................................................................................... 62
3.4 Chọn máy cắt máy biến d ng điện máy biến điện áp ....................................... 63
CHƢƠNG IV: GIỚI THIỆU TÍNH NĂNG VÀ THÔNG SỐ CỦA CÁC LOẠI
RƠLE ĐỊNH SỬ DỤNG ...........................................................................................67
4.1. Hợp bộ bảo vệ so lệch 7UT613 ............................................................................. 67
4.2. Hợp bộ bảo vệ quá d ng 7SJ621 ........................................................................... 84
CHƢƠNG V: CHỈNH ĐỊNH VÀ KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA RƠLE ..........94
5.1. Tính toán các thông số của bảo vệ ....................................................................... 94
5.2. Kiểm tra sự làm việc của rơle bảo vệ ................................................................ 104

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

1

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp

LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế quốc dân, hệ thống điện Việt Nam không
ngừng phát triển, luôn di trước một bước nhằm phục vụ đắc lực cho sự nghiệp công
nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Điện năng là nguồn năng lượng rất quan trọng đối
với cuộc sống con người. Nó được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế
quốc dân như: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt, dịch vụ ...
Chính vì thế khi thiết kế hay vận hành bất cứ một hệ thống điện nào cũng cần phải
quan tâm đến khả năng phát sinh hư hỏng và tình trạng làm việc bình thường của
chúng. Hệ thống điện là một mạng lưới phức tạp gồm rất nhiều phần tử cùng vận
hành nên hiện tượng sự cố xảy ra rất khó có thể biết trước. Vì vậy, để đảm bảo cho
lưới điện vận hành an toàn, ổn định thì không thể thiếu các thiết bị bảo vệ, tự động
hoá. Hệ thống bảo vệ rơle có nhiệm vụ ngăn ngừa sự cố hạn chế tối đa các thiệt hại
do sự cố gây nên và duy trì khả năng làm việc liên tục của hệ thống. Việc hiểu biết về
những hư hỏng và hiện tượng không bình thường có thể xảy ra trong hệ thống điện
cùng với những phương pháp và thiết bị bảo vệ nhằm phát hiện đúng và nhanh chóng
cách ly phần tử hư hỏng ra khỏi hệ thống, cảnh báo và xử lý khắc phục chế độ không
bình thường là mảng kiến thức quan trọng của kỹ sư ngành hệ thống điện.
Với mong muốn được học hỏi và nâng cao hiểu biết của bản thân về các thiết bị bảo

vệ các hệ thống điện nên em đã nhận đề tài tốt nghiệp “Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm
biến áp 110/35/22 kV”. Đồ án gồm 5 chương:
Chương 1: Mô tả đối tượng được bảo vệ, thông số chính
Chương 2: Tính toán ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơle
Chương 3: Lựa chọn phương thức bảo vệ
Chương 4: Giới thiệu tính năng và thông số của các loại rơle được chọn
Chương 5: Tính toán các thông số của bảo vệ, kiểm tra sự làm việc của rơle
Trong thời gian qua, nhờ sự hướng dẫn tận tình của cô giáo Th.S Ngô Thị Ngọc
Anh, đã giúp em trang bị cho em những kiến thức chuyên ngành cần thiết. Em xin
chân thành cảm ơn Th.S Ngô Thị Ngọc Anh em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của
mình. Tuy nhiên, với khả năng và trình độ còn hạn chế nên không tránh khỏi những
thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô giáo.

Sinh viên
Nguyễn Quốc Cường

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

2

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp
NHIỆM VỤ

THIẾT KẾ BẢO VỆ CHO TRẠM BIẾN ÁP
Họ và tên:

Nguyễn Quốc Cường

Khoa:

Hệ thống điện

-

Lớp : Đ4 - H1

Trường Đại Học Điện Lực

1. Đầu đề thiết kế:
Thiết kế bảo vệ cho trạm biến áp 110/35/22 kV -2  50 MVA
2. Các số liệu ban đầu:
22 kV

110 kV
B1
HTĐ 1

HTĐ 2

D1

D2

B2

35 kV

Hệ thống điện:
HTĐ1 : S1Nmax = 1250 MVA ; S1Nmin = 0,7 S1Nmax ; X0H1 = 1,2 X1H
HTĐ2: S2Nmax = 2000 MVA ; S2Nmin = 0,75 S2Nmax ; X0H2 = 1,35 X1H
Đƣờng dây:
D1 : L1 = 70 km ; X1 = 0,401/ km ;

X0 = 2 X 1

D2: L2 = 60 km ; X1 = 0,392 / km ; X0 = 2 X1
Máy biến áp B1, B2:
B1,B2- Sdđ = 50 MVA
Cấp điện áp: 121/ 38,5/ 24 kV
UNC-T= 10,5 %
UNC-H = 17 %
UNT-H = 6 %
Giới hạn điều chỉnh Uđc =  15%

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

3

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp

3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
a. Mô tả đối tượng được bảo vệ, thông số chính.
b. Tính toán ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơle.
c. Lựa chọn phương thức bảo vệ.
d. Giới thiệu tính năng và thông số các loại rơle định sử dụng.
e. Tính toán các thông số của bảo vệ, kiểm tra sự làm việc của bảo vệ.
4. Các bản vẽ A 0
a. Sơ đồ đấu dây và thông số chính.
b. Kết quả tính toán ngắn mạch.
c. Phương thức bảo vệ.
d. Tính năng và thông số của rơle.
e. Kết quả tính toán bảo vệ.
f. Kết quả kiểm tra sự làm việc của bảo vệ.
5. Cán bộ hƣớng dẫn:

Th.S: Ngô Thị Ngọc Anh

Toàn bộ.
6. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế:
6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ thiết kế:

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Ngày…..tháng…..năm 2014

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

4

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh

Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp
CHƢƠNG I

MÔ TẢ ĐỐI TƢỢNG ĐƢỢC BẢO VỆ VÀ CÁC THÔNG SỐ CHÍNH
1.1. Mô tả đối tƣợng
Đối tượng bảo vệ là trạm biến áp 110/35/22kV gồm 2 máy biến áp làm việc song
song có công suất mỗi máy là 50 MVA, Uđc =  15%. Trạm được cung cấp điện từ
hệ thống 2 đường dây D1 và D2. Công suất ngắn mạch lớn nhất của hệ thống là
SN1max và SN2max

22 kV

110 kV
BI4

BI5

BI1

D1

N’3

HTĐ 1

N’1

BI3

N3

N1

D2
HTĐ 2

N’2
BI2
35 kV
N2

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

5

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp

1.2. Các thông số chính
1.2.1 Thông số hệ thống điện
a. Hệ thống điện 1:
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực đại : S1Nmax = 1250 MVA

Công suất ngắn mạch ở chế độ cực tiểu : S1Nmin = 0,7 S1Nmax MVA
Điện kháng thứ tự không: X0H1 = 1,2 X1H
b. Hệ thống điện 2:
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực đại : S1Nmax = 2000 MVA
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực tiểu : S1Nmin = 0,75 S1Nmax MVA
Điện kháng thứ tự không: X0H1 = 1,35 X1H
1.2.2 Thông số đƣờng dây
a. Đường dây 1:
Chiều dài đường day :L1 = 70 Km ;
Điện kháng trên một km đường day: X1 = 0,401 / km
Điện kháng thứ tự không : X0 = 2 X1
b. Đường dây 2:
Chiều dài đường day :L1 = 60 Km ;
Điện kháng trên một km đường day: X1 = 0,392 / km
Điện kháng thứ tự không : X0 = 2 X1
1.2.3 Thông số máy biến áp
Máy biến áp B1, B2 :
Sdđ = 50MVA
Cấp điện áp 121/ 38,5/ 24 kV
U

%
N

C  T  10, 5
C  H  17
T H 6

Giới hạn điều chỉnh: Uđc =  15

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

6

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp

CHƢƠNG II
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE
2.1. Các giả thiết cơ bản trong tính toán ngắn mạch
- Tần số hệ thống không thay đổi. Có nghiã là trong suốt quá trình ngắn mạch, góc
lệch pha của các sức điện động giữa các máy phát là không đổi. Do đó dòng ngắn
mạch chỉ đi từ nguồn đến điểm ngắn mạch
- Các mạch từ không bị băo hoà, tức là điện cảm của phần tử là hằng số và
mạch điện là tuyến tính
- Bỏ qua phụ tải (coi phụ tải không ảnh hưởng trong quá trình tính toán ngắn mạch)
- Bỏ qua các lượng nhỏ trong thông số của một số phần tử (Do các bài toán thiết kế
đòi hỏi độ chính xác không cao có thể áp dụng ):
+ Bỏ qua dung dẫn của các đưòng dây điện áp thấp
+ Bỏ qua mạch không tải của các máy biến áp
+ Bỏ qua điện trở của cuộn dây máy phát điện, máy biến áp và cả điện trở
đường dây trong nhiều trường hợp
- Hệ thống sức điện động ba pha của nguồn là đối xứng:
+ Khi ngắn mạch không đối xứng phản ứng phần ứng các pha lên từ trường
quay không hoàn toàn giống nhau. Tuy nhiên, từ trường vẫn được quay đều với tốc
độ không đổi. Khi đó sức điện động 3 pha luôn đối xứng.Thực tế hệ số không đối

xứng của các sức điện động không đáng kể.
2.2 Chọn các đại lƣợng cơ bản và tính thông số các phần tử
2 2.1. Chọn đại lƣợng cơ bản
Chọn Scb = SdđMBA = 50 MVA ;
-

Cấp điện áp 110 kV có Utb1= 115 kV:
Icb1=

-

Scb
=
3  U cb1

50
= 0, 24 kA
3  121

Cấp điện áp 35 kV có Utb2= 37,5 kV
Icb2=

-

Ucb=Utb (121 /38,5 /24)

Scb
50
=
= 0,75 kA

3  38,5
3  U cb2

Cấp điện áp 22 kV có Utb3 = 24 kV
Icb3=

Scb
=
3  U cb 3

50
= 1,203 kA
3  24

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

7

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp

2.2.2 Thông số của các phần tử
a. Điện kháng của hệ thống:
- Hệ thống điện 1:
X1H1max = X2H1max =

Scb
50
=
= 0,04
SNmax 1250

X0H1max = 1,2 X1H1max = 1,2 . 0,04 = 0,048
S1Nmin = 0,7 S1Nmax = 0,7 . 1250 = 875 MVA
X1H1min = X2H1min =

Scb
50
=
= 0,057
SNmin 875

X0H1min = 1,2 X1H1min = 1,2 . 0,057 = 0,068
- Hệ thống điện 2:
X1H2max = X2H2max =

S cb
S Nmax

=

50
= 0,025
2000

X0H2max = 1,35 X1H2max = 1,35 . 0,025 = 0,034

S2Nmin = 0,75 S2Nmax = 0,75.2000 = 1500 MVA
X1H2min = X2H2min =

S cb
50
=
= 0,033
S Nmin 1500

X0H2min = 1,35 X1H2min = 1,35 . 0,033 = 0,045
b. Điện kháng của đƣờng dây:
Đường dây D1: L1 = 70 km; X1 = 0,401  km
X1D1 = X2D1 = X1.LD1 .

S cb
50
=
0,401.
70.
= 0,106
2
1152
U cb

X0D1 = 2X1D1 = 2 . 0,106 = 0,212
Đường dây D2: L2 = 60 km; X2 = 0,392 
X1D2 = X2D2 = X2.LD2 .

km

Scb
50
= 0,089
2 = 0,392. 60.
1152
U cb

X0D2 = 2X1D2 = 2. 0,089 = 0,178

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

8

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp

c. Điện kháng của máy biến áp:
U CN % =

1
1
 U CNT %  U CNH %  U TNH % =  (10,5% +17% - 6%) = 21,5%
2
2

U TN % =

1
1
 U CNT %  U TNH %  U CNH % =  (10,5% +6%-17%) = 0%
2
2

U HN % =

1
1
 U CNH %  U TNH %  U CNT % =  (17% +6%-10,5%) = 12,5%
2
2

d. Điện kháng các cuộn dây:

(Vì lấy Scb=SdđMBA nên ta có):

U CN % = 21,5 = 0,215
100
100
XT = 0
XC =

XH =

U HN % 12,5
=
= 0,125

100
100

.
2.3. Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch
a. Sơ đồ thứ tự thuận (nghịch :E=0)
110 kV

X 1H 1max

X 1D1

0, 04

0,106

XC

XH

0, 215

0,125
XT

X 1H 1min
X 1H 2 max 0, 057
0, 04

22 kV

0

X 1D 2
0, 089

X 1H 2 min
0, 033
35 kV

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

9

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp

b. Sơ đồ thứ tự không:

X 0 H 1max

X 0 D1

0, 048

0, 212

XC

XH

0, 215

0,125
XT

X 0 H 1min
X 0 H 2 max 0, 068
0, 034

0

X 0D2
0,178

X 0 H 2 min
0, 045

22 kV

110 kV

2.4. Các phƣơng án tính toán ngắn mạch
- Sơ Đồ 1 : S N max : 1MBA làm việc
- Sơ Đồ 2 : S N max : 2MBA làm việc song song
+Các dạng ngắn mạch cần tính toán:

Ngắn mạch ba pha N(3)
Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1)
Ngắn mạch một pha N(1)
- Sơ Đồ 3 : S N min : 1MBA làm việc
- Sơ Đồ 4 : S N min : 2MBA làm việc song song
+ Các dạng ngắn mạch cần tính toán :
Ngắn mạch hai pha N(2)
Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1)
Ngắn mạch một pha N(1)

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

10

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp

2.4.1. Trƣờng hợp một máy biến áp làm việc (SNmax)
2.4.1.1. Ngắn mạch phía 110kV
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận; ( thứ tự nghịch E=0):

X 1H 1max
0,04

X 1D1
0,106

X 1H 2 max
0,025

X 1D 2
0,089

N1
N’1

BI1

110 kV

Trong đó:
X1Σ  X 2 Σ =

=

X

1H1max

 X1D1  X1H2maxx  X1D2 

X1H1maxx  X1D1  X1H2maxx  X1D2

(0, 04  0,106)  (0, 025  0, 089)
=0,064
0, 04  0,106  0, 025  0, 089

Sơ đồ thay thế thứ tự không:

X 0 H 1max
0,048

X 0 D1
0,212

N1
N’1

XC
0,215

BI1

X 0 H 2 max
0,045

XT
0

X 0D2
0,178



U0N
110 kV

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

11

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp

X OH
0,117

N1
N’1

X OB
0,34

BI1

U0N
110 kV

X0H 



 X0H1max  X0D1    X0H2max  X0D2 
X0H1max  X0D1  X0H2max  X0D2

 0,048  0, 212   0,034  0,178  0,117
0,048  0, 212  0,034  0,178

X0B  XC  XT  0, 215  0  0, 215

X 0Σ 

X0HT  X0B 0,117  0, 215

 0,076
X0HT  X0B 0,117  0, 215

X 0
0,076

N1

I0
U0N

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

12

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh

Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp

a. Ngắn mạch ba pha N(3): ( E* 

I N  I  I1Σ 

E
 1)
U cb

E
1

 15,625
X1Σ 0,064

Điểm N1 :

IBI1 = 0

(không có dòng qua BI1)

Điểm N’1:

IBI1 = IN = 15,625
IBI2 = 0
Dòng qua các BI khác = 0

b. Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1):
- Điện kháng phụ:
XΔ  X 2Σ //X0Σ 

X 2Σ X0Σ 0,064  0,076

 0,035
X 2Σ  X0Σ 0,064  0,076

- Các thành phần dòng điện tại chỗ ngắn mạch:

I1Σ 

1
1

 10,101
X1Σ  XΔ 0,064  0,035

I2Σ  I1Σ 
I0Σ  I1Σ 

XO
0,076
 10,101
 5, 483
X 2Σ  X0Σ
0,064  0,076

X 2

0,064
 10,101
 4,618
X 2Σ  X0Σ
0,064  0,076

- Điện áp thứ tự không tại chỗ ngắn mạch
U0N  I0Σ  X 0  14, 618  0,076  0,351

- Phân bố dòng I0:
I OH  

U ON
0,351

 3
X OH
0,117

I OB  

U ON
0,351

 1, 633
X OB
0, 215

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

13

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp

Điểm N1:
IBI1 = IOB = -1,633
IBI4 = 3xIOB = 3.(-1,633) = -4,899
Dòng qua các BI khác = 0
Điểm N’1:


I BI1







 a 2  I1 BI1  a  I1 BI1  I0 BI1 =


 1
 1
3 

3 
I BI 1     j
 . I 1     j
 . I 2   I OH
 2
 2
2 
2 

 1
 1
3
3
    j  10,101     j    5, 483  3  14,503
2 
2 
 2
 2

IBI1 = 14,503
IBI4 = 3 x IOB = 3. (-1,633) = -4,899
Dòng qua các BI khác = 0
c. Ngắn mạch một pha N(1)
- Điện kháng phụ:
X = X 2Σ  X 0Σ = 0,064 + 0,076 = 0,14
- Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch

I 1Σ  I 2  I O 

1

1

 4,902
X1Σ  XΔ 0,064  0,14

- Điện áp chỗ ngắn mạch

U0N  I0Σ  X0Σ  4,902  0,076  0,373
- Phân bố dòng điện trên các nhánh

I0B  

U0N 0,373

 1,735
X0B 0, 215

I OH  

U ON 0,373

 3,188
X OH 0,117

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

14

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh

Trường Đại Học Điện Lực
Điểm N1:

Đồ án tốt nghiệp

IBI1 = IOB = 3,188
IBI4 = 3xIOB = 3.3,188 = 9,564
Dòng qua các BI khác = 0

Điểm N’1:

I BI 1  I1BI1  I2BI2  I0BI1  2  4,902  3,188  12,992
IBI4 = 3.IOB = 3.3,188 = 9,564
Dòng qua các BI khác = 0
2.4.1.2. Ngắn mạch phía 35 kV (Trung điểm không nối đất, chỉ tính N(3) )
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận:

X 1 ( N 1)
0,064

XC
0,215

N1

BI1

XT
0

BI2

X 1
0,279

N’2

N2

N2

I1

UN1

X1  X1 ( N1)  X C  X T = 0,064 + 0,215 + 0 = 0,279
Điểm N2:

I1  I BI 1  I BI 2 

Điểm N’2:

E
1
= 3,584

X 1
0,279

Dòng qua các BI khác bằng không.

IBI1 = 3,584
Dòng qua các BI khác bằng không.

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

15

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp

2.4.1.3 Ngắn mạch phía 22 kV
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận (nghịch E = 0):

X 1 ( N 1)
0,064

XC
0,215

N1

XH
0,125

N3

BI3

BI1

N1

X 1
0, 404

I1

U1

X1  X1 ( N1)  X C  X H = 0,064 + 0,215 + 0,125 =0,404

X1  X 2  0,404
Sơ đồ thay thế thứ tự không:
N3

XH
0,125

XT
0



I0

N3

XH
0,125

BI3

I0

U0N

BI3
U0N

X 0  X H  0,125

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

16

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp

a. Ngắn mạch 3 pha:

I N  I1 

1
1

 2,475
X 1
0,404

Điểm N3:

Điểm N3’:

IBI1 = IBI3 = IN = 2,475
Dòng qua các BI khác bằng không.
IBI1 = IN = 2,475
Dòng qua các BI khác bằng không.

b. Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1):
- Điện kháng phụ: X  

X 2  X 0
0,404  0,125

 0,096
X 2  X 0
0,404  0,125

- Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch:

I1 

E
1

2
X 1  X  0,404  0,096

I 2    I1 .

X 0
0,125
 2.
 0,5
X 2  X 0
0,404  0,096

I0   I 2 .

X 2
0,404
 2.
 1,527
X 2  X 0
0,404  0,125

- Điện áp thứ tự không tại chỗ ngắn mạch:

UON   I 0 . X 0  0,125.1,527  0,191
IOH = 0
Điểm N3:








I BI 1  a 2 . I 1( BI 1)  a. I 2( BI 1)  I 0( BI 1)

 1
 1
3 
3 
I BI 1     j
 . I 1     j
 . I 2   I OH
 2
 2
2 
2 

 1
 1
3
3
I BI 1     j
 .2     j
 . 0,5   0
 2
 2

2 
2 

 0,75  j 2,165
IBI1 = 2,291  109,107 = 2,291

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

17

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp









I BI 3  a 2 . I 1( BI 3)  a. I 2( BI 3)  I 0( BI 3)

 1
 1
3 

3 
I BI 3     j
 . I 1     j
. I 2  I 0
 2
 2
2 
2 
 1
 1
3
3
I BI 3     j
 .2     j
 . 0,5   1,527 
 2
 2
2 
2 

 2,277  j 2,165
IBI3 =  2,277  j 2,165  3,142  136,444 = 3,142
IBI4 = 0
IBI5 = 3.I 0  = 3 . (-1,527) = -4,581
IBI2 = 0
Điểm N3’:
IBI1 = 2,291
IBI4 = 0
IBI5 = -4,581
IBI3 = 0

IBI2 = 0
c. Ngắn mạch 1 pha N(1):
- Điện kháng phụ:

X   X 2  X 0 = 0,404 + 0,125 = 0,529
- Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch:

E
1

 1,072
X 1  X  0,404  0,529

I1  I 2   I 0  

- Điện áp thứ tự không tại chỗ ngắn mạch:

U ON   I 0  . X 0  = -1,072. 0,125 = -0,134
IOH = 0
Điểm N3:






I BI 1  I 1BI 1  I 2 BI 1  I 0 BI 1 = I1  I 2  IOH =2 . 1,072 = 2,144

I BI 3  3.I1 = 3 . 1,072 = 3,216
IBI4 = 0

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

18

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp

I BI 5  3.I 0  = 3 . 1,072 = 3,216
IBI2 = 0
Điểm N3’:






I BI 1  I 1BI 1  I 2 BI 1  I 0 BI 1 = I1  I 2   IOH =2 . 1,072 = 2,144
IBI3 = 0
IBI4 = 0

I BI 5  3.I 0  = 1,072 = 3,216
IBI2 = 0
Kết quả tính toán ngắn mạch :

Phía ngắn

mạch

Điểm ngắn
mạch

N1

Dòng qua các BI

N(3)

BI1
0

BI2
0

BI3
0

BI4
0

BI5
0

N(1,1)

-1,633

0

0

-4,899

0

N

(1)

3,188

0

0

9,564

0

N

(3)

15,625

0

0

0

0

N(1,1)

14,503

0

0

-4,899

0

N(1)

12,992

0

0

9,564

0

N2

N(3)

3,584

3,584

0

0

0

N'2

N

(3)

3,584

0

0

0

0

N

(3)

2,475

0

2,475

0

0

2,291

0

3,142

0

-4,581

2,144

0

3,216

0

3,216

2,475

0

0

0

0

2,291

0

0

0

-4,581

2,144

0

0

0

3,216

110 kV
N'1

35 kV

Dạng ngắn
mạch

N3
22 kV
N'3

N

(1,1)

N

(1)

N

(3)

N

(1,1)

N

(1)

Bảng 2.4.1 Trƣờng hợp SNmax một MBA làm việc

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

19

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp

2.4.2 Trƣờng hợp hai máy biến áp làm việc song song(SNmax)
2.4.2.1 Ngắn mạch phía 110 kV điểm ngắn mạch N1
- Sơ đồ thay thế thứ tự thự thuận, nghịch:

X 1H 1max
0,04

X 1D1
0,106

N1

X 1H 2 max
0,025

X 1D 2
0,089

BI1

N’1

110 kV

X 1
0, 064

N1

I1
U0N

Trong đó:
X 1  X 2 =

X

1H 1max



 X 1D1 .  X 1H 2 max  X 1D 2 

X 1H 1max  X 1D1  X 1H 2 max  X 1D 2

= 0,064

- Sơ đồ thay thế thứ tự không:

X 0 H 1max
0,048

N1

X 0 D1
0,212

N’1

XC
0,215

XT
0

XC
0,215

XT
0

BI1

X 0 H 2 max
0,034

X 0D2
0,178
110 kV

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

20

BI1

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp
N1

X OH
0,117

N’1

IOH

X OB
0,215

BI1

IOB

U0N

X0HT 

 X0H1  X0D1  .  X0H2  X0D2   0,117
X0H1  X0D1  X0H2  X0D2

X0B 

X C  XT
0, 215  0

 0,1075
2
2

X 0Σ 

X0HT  X0B 0,117  0,1075

 0, 056
X0HT  X0B 0,117  0,1075

a. Ngắn mạch ba pha N(3):

I N  I  I1Σ 

E
1

 15,625
X1Σ 0,064

Điểm N1 :

IBI1 = 0 không có dòng qua BI1

Điểm N’1 :
IBI1 = IN = 15,625
IBI2 = 0
Dòng qua các BI khác = 0
b. Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1):
- Điện kháng phụ:
XΔ  X 2Σ //X0Σ 

X 2Σ X0Σ 0,064  0,056

 0,03
X 2Σ  X0Σ 0,064  0,056

- Các thành phần dòng điện tại chỗ ngắn mạch:
+Dòng điện thứ tự thuận:
I1Σ 

1
1

 10,638
X1Σ  XΔ 0,064  0,03

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

21

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp

+Dòng điện thứ tự nghich:
I2Σ  I1Σ 

XOΣ
0,056
 10,638 
 4,964
X 2Σ  X0Σ
0,064  0,056

+Dòng điện thứ tự không:
I0Σ  I1Σ 

X 2Σ
0,064
 10,638 
 5,674
X 2Σ  X0Σ
0,064  0,056

- Điện áp thứ tự không tại chỗ ngắn mạch
U0N  I0Σ  X 0  5,674  0,056  0,318

- Phân bố dòng I0:
I OH  

Điểm N1 :

U ON
0,318

 2, 718
X OH
0,117

I OB  

U ON
0,318

 2,958
X OB

0,1075

IBI1 =

I OB
2,958

 1, 479
2
2

IBI4 =

3  IOB
3  2,958

 5,916
2
2

Dòng qua các BI khác = 0
Điểm N’1: (a = e j120 )
o









I BI 1  a 2 . I 1( BI 1)  a. I 2( BI 1)  I 0( BI 1)


 1
 1
3 
3 
I OB 

I BI 1     j
 . I 1     j
 . I 2    I OH 
 2
 2

2 
2 
2 

 1
 1
3
3
2,958
I BI 1     j
 .10,638     j
 . 4,964   2,718 
 2

 2
2 
2 
2

 7,034  j13,5117
IBI1  7,034  j13,5117  15,233  117,501

IBI4  3I OB  3.

=15,233

I OB
2,958
 3.
 4, 437
2
2

Dòng qua các BI khác = 0

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

22

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp

c. Ngắn mạch một pha N(1):
- Điện kháng phụ:
X = X 2Σ  X 0Σ = 0,064 + 0,056 = 0,12
- Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch:

I 1Σ 

1
1

 5, 435
X1Σ  XΔ 0,064  0,12

I1Σ  I2Σ  I0Σ  5,435

- Điện áp chỗ ngắn mạch
U0N  I0Σ  X0Σ  5, 435  0,056  0,304

- Phân bố dòng điện trên các nhánh

I0B  

U ON
0,34

 2,828
X OB 0,1075

I OH  

U ON 0,304

 2,598
X OH 0,117

Điểm N1:
IBI1 =

I OB 2,828

 1, 414
2
2

IBI4 =

3  I OB 3  2,828

 4, 242
2
2

Dòng qua các BI khác = 0
Điểm N’1

I BI 1  I1BI1  I 2BI2  I 0BI1

1

1
I BI 1  2.I1  I OH  .I OB  2.5,435  2,598  .2,828  14,882
2
2
IBI4 =

3  I OB 3  2,828

 4, 242
2
2

Dòng qua các BI khác = 0

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

23

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp

2.4.2.2. Ngắn mạch phía 35 kV điểm ngắn mạch N2

X 1H 1max
0,04

X 1D1
0,106

N1

XC
0,215

BI1

X 1H 2 max
0,025

X 1D 2
0,089

XT
0

XC
0,215

N’2

XT
0
N2

X 1
0,1715

N2

I1

UN1

Trong đó:

X1Σ  X2Σ  X1( N1) 

X C  XT
0, 215  0
 0, 064 
 0,1715
2
2

Điểm N2:
Dòng điện tại điểm ngắn mạch:

I1  2 I BI 1  2IBI2 

I BI 1  I BI 2 

E
1

 5,831;
X1Σ 0,1715

5,831
 2,916
2

Dòng qua các BI khác = 0
Điểm N’2:

I BI 1  2,916
IBI2= -2,916
Dòng qua các BI khác = 0

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

24

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh


Trường Đại Học Điện Lực

Đồ án tốt nghiệp

2.4.2.3 Ngắn mạch phía 22 kV điểm ngắn mạch N3
- Sơ đồ thay thế thứ tự thuận ( thứ tự nghịch):

X 1H 1max
0,04

X 1H 2 max

0,025

X 1D1
0,106
BI1

X 1D 2
0,089

XC
0,215

XH
0,125

XC
0,215

XH
0,125

N’3

N3

BI3

BI3

BI1

110 kV

22 kV

X 1
0, 234

I1

N3

U1N

Sơ đồ thay thế thứ tự không :
XH
0,125

XT
0

XT
0



XH
0,125

N’3

N3

X 0
0,0625
I0

BI3

N3

U0N

U0N



Trong đó:

1
1
X1Σ  X 2Σ  X1 N 1   (XCB  X BH )  0,064   (0,215  0,125)  0,234
2
2
X0 

X H 0,125

 0, 0625
2
2

SV: Nguyễn Quốc Cƣờng. Đ4-H1

25

GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh