BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH

Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch
A. NGẮN MẠCH BA PHA N(3)
1) Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb các cấp, lập sơ đồ thay thế
Sơ đồ thay thế:

Giá trị các điện kháng được tính như sau:

Scb

"
X ND1 = X 1 = X dND
.

X B1 = X 2 =

100
= 0,1207
176, 5

U NB1 % Scb
10, 5 100
.
=
.
= 0, 0525
100 S dmB1 100 200

X D 2 = X 3 = x0 .lD 2 .
X B2 = X 4 =

S dmND1

= 0, 213.

Scb
100
= 0, 4.23.
= 0, 0696
2
U tbD 2
1152

U N 0 .Scb
0

100.S dmB 2

"
X ND 2 = X 5 = X dND
.

X D1 = X 6 = x0 .l1.

=

10, 5.100
= 0, 0525
100.200

Scb
S dmND 2

= 0, 213.

100
= 0,1207
176, 5

Scb
100
=
0,
4.45.
= 0,1361
U tb2
1152

X D 3 = X 7 = x0 .lD 3 .

Scb
100
=
0,
4.40.
= 0.121
2
U tbD
1152
3
1

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch
1
1
C
U NTN
% = .(U NCT + U NCH − U NTH ) = .(11 + 31 − 19) = 11,5%
2
2
1
1
T
U NTN
% = .(U NCT + U NTH − U NCH ) = .(11 + 19 − 31) ≈ 0%
2
2
1
1
H
U NTN
% = .(U NCH + U NTH − U NCT ) = .(31 + 19 − 11) = 19,5%
2
2
T
U % S
T
X TN
= NTN . cb ≈ 0

100 S dmTN
C
X TN
= X8 =

C
U NTN
% Scb
11,5 100
.
=
.
= 0,092
100 S dmTN 100 125

X D 4 = X 9 = x0 .
X B 3 = X 10 =

lD 4 Scb
100 100
. 2 = 0,4.
.
= 0,0378
2 U tbD 4
2 2302

U NB 3 % Scb
11.100
.
=

= 0,088
100 S dmB 3 100.125

Scb
100
= 0,21.
= 0,1784
S dmTD
117,7
2) Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản
"
X TD = X 11 = X dTD
.

•

Bước 1:

X12 = X1 + X2 = 0,1207+0,0525 =0,1732
2

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch
X13 = X4 + X5 = 0.0525+0,1207=0,1732
X14 = X8 + X9 + X10 + X11 = 0,092+0,0378+0,088+0,1784 = 0,3962
Biến đổi ∆ 3, 6, 7 thành sao 15, 16, 17
D = X3 + X6 + X7 = 0,1361+0,0696+0,121=0,3267

X 3 . X 6 0,1361.0, 0696
=
= 0, 029
D
0, 3267
X .X
0, 0696.0,121
X 16 = 3 7 =
= 0, 0258
D
0, 3267
X .X
0,1361.0,121
X 17 = 6 7 =
= 0, 0504
D
0, 327
X 15 =

•

Bước 2:

X18 = X13 + X16 = 0,1732 + 0,0258 = 0,199
X19 = X14 + X17 = 0,3962 + 0,0504 = 0.4466

3

Trường Đại Học Điện Lực

Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch
• Bước 3:
Biến đổi Y 15, 18, 19 thành tam giác thiếu 21, 21

X 20 = X 15 + X 18 +

X 15 . X 18
0, 029.0,199
= 0, 029 + 0,199 +
= 0, 2409
X 19
0, 4466

X 21 = X tdTD = X 15 + X 19 +

X 15 . X 19
0, 029.0, 4466
= 0, 029 + 0, 4466 +
= 0, 5407
X 18
0,199

• Bước 4:

X tdND = X 22 =

X 12 . X 20
0,1732.0, 2409
=

= 0,1008
X 12 + X 20 0,1732 + 0, 2409

Vậy sơ đồ thay thế đơn giản là:

3) Tính dòng ngắn mạch tại t = 0,2s
• Nhánh nhiệt điện:

4

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch

X ttND
I dmND

∑
S dmND
2.176, 5
= X 22 .
= 0,1008.
= 0, 3558
Scb
100
∑
SdmND
2.176, 5
=

=
= 1, 772(kA)
U tbNM . 3 115. 3

Tra đường cong tính toán được: I(0,2) ≈2,28
⇒ IND(0,2) = 2,28.1,772 = 4,04 (kA)

• Nhánh thủy điện:

X ttTD = X 21.
I dmTD =

S dmTD
117, 7
= 0, 5407.
= 0, 6364
Scb
100

S dmTD
117, 7
=
= 0, 591(kA)
U tbNM . 3 115. 3

Tra đường cong tính toán được I(0,2) ≈ 1,58
⇒ ITD(0,2) = 1,58.0,591 = 0,9338 (kA)
Vậy ta có dòng ngắn mạch tại t = 0,2s là:
IN(0,2) = IND(0,2) + ITD(0,2) = 4,04 + 0,9338 = 4,9738 (kA)
4) Xác định áp và dòng tại đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch

• Dòng tại đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch:

'
I ND
1 = I ND (0, 2).

X 20
0, 2409
= 4, 04.
X 12 + X 20
0, 2409 + 0,1732
= 2,3502 (kA)

"
'
I ND
1 = I ND .K B1 = 2, 3502.

121
= 15, 799 (kA)
18

• Áp tại đầu cực máy phát khi xảy ra ngắn mạch:
5

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch

"
"
I ND
I ND
1
1.
U ND1 =
. X 2 .U dm =
. X 2 .U dm =
Scb
I cb
3.U tb

=

15, 799
.0, 0525.18 = 4, 6547
100
(kV)
18. 3

B. NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N(1,1)
1) Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb các cấp, lập sơ đồ thay thế thứ tự Thuận, Nghịch, Không
• Sơ đồ thay thế thứ tự Thuận: như sơ đồ ngắn mạch 3 pha

• Sơ đồ thay thế thứ tự Nghịch: vì X = X2 nên sơ đồ thay thế thứ tự Nghịch
giống như sơ đồ thay thế thứ tự Thuận nhưng không có suất điện động E

6

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch

• Sơ đồ thay thế thứ tự Không:

Tính lại điện kháng cho các đường dây và tính thêm cho MBA TN phía hạ áp:
XD1’ = X6’ = 3,5.X6 = 3,5.0,1361 = 0,476
XD2’ = X3’ = 3,5.X3 = 3,5.0,0696 = 0,245
XD3’ = X7’ = 3,5.X7 = 3,5.0,121 = 0,424
7

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch
XD4’ = X9’ = 3,5.X9 = 3,5.0,0378 = 0,133

X

H
TN

= X 22

H
U NTN
S
19,5 100

=
. cb =
.
= 0,156
100 S dmTN 100 125

2. Biến đổi các sơ đồ về dạng đơn giản:
• Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Thuận: như sơ đồ tính ngắn mạch 3 pha và có
kết quả như ở phần A

Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Thuận

• Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Nghịch:
Biến đổi như sơ đồ tính ngắn mạch 3 pha và có kết quả như phần A ta có:

Vì không có suất điện động nên có thể nhập song song hai nhánh ND và TD

Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Nghịch

0,1008.0,5407
X 22 . X 21
X = X24 = X22 // X21 = X + X = 0,1008 + 0,5407 = 0,085
22
21

• Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Không:
 Bước 1:

8

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch

X25 = X10 + X9’ + X8 = 0,088 + 0,133 + 0,092 = 0,313
Biến đổi ∆ 3’, 6’, 7’ thành sao 26, 27, 28
D = X3’ + X6’ + X7’ = 0,476 + 0,245 + 0,424 = 1,145

X 26 =
X 27 =
X 28 =

X 3' . X 6'
D
X 3' . X 7'
D
X 6' . X 7'
D

=

0, 245.0, 476
= 0,102
1,145

=

0, 245.0, 424
= 0, 091

1,145

=

0, 476.0, 424
= 0,176
1,145

 Bước 2:

9

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch

X29 = X4 + X27 = 0,0525 + 0,091 = 0,144
X30 =

X 23 . X 25
0,156.0,313
=
= 0,104
X 23 + X 25 0,156 + 0,313

 Bước 3:

X31 = X28 + X30 = 0,176 + 0,104 = 0,280
10 Trường Đại Học Điện Lực

Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch

 Bước 4:

Biến đổi Y 26, 29, 31 thành ∆ thiếu 32, 33

X 32 = X 26 + X 31 +

X 26 . X 31
0,102.0, 280
= 0,102 + 0, 280 +
= 0, 580
X 29
0,144

X 33 = X 26 + X 29 +

X 26 . X 29
0,102.0,144
= 0,102 + 0,144 +
= 0, 298
X 31
0, 280

 Bước 5:

X34 = X2 // X33 =

X 2 . X 33
0, 0525.0, 298
=
= 0, 045
X 2 + X 33 0, 0525 + 0, 298
11 Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch
 Bước 6:

X = X35 = X34 // X32 =

X 34 . X 32
0,045.0,580
=
= 0,042
X 34 + X 32 0,045 + 0,580

 Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự không

Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Không

3. Tính dòng ngắn mạch siêu quá độ I” tại điểm ngắn mạch:
•

Vì ngắn mạch 2 pha chạm đất nên ta có:

X 2∑ . X 0∑
0, 085.0, 042

∑
∑
=
X∆ = X 2 // X 0 = ∑
= 0,028
0, 085 + 0, 042
X 2 + X 0∑
M (1,1) = 3. 1 −

X 2 .X 0
0, 085.0, 042
= 3. 1 −
= 1,528
2
(X2 + X0 )
(0, 085 + 0, 042) 2

•

Sơ đồ phức hợp :

•

Biến đổi sơ đồ phức hợp về dạng đơn giản

12 Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch

Xtd1 = X36 = X tdnd + X ∆ +

X tdnd . X ∆
0,1008.0,028
= 0,1008 + 0,028 +
= 0,134
X tdnd
0,5407

Xtd2 = X37 = X tdtd + X ∆ +

X tdtd . X ∆
0,5407.0,028
= 0,5407 + 0,028 +
= 0,719
X tdtd
0,1008

Dòng điện pha A thứ tự thuận dạng tdcb:
I a"1 =

1
1
+
= 8,854(kA)
0,134 0,719

Dòng ngắn mạch siêu quá độ là:
I = m(1,1).I. = 1,528.8,854.

100
= 6, 792 (kA)
3.115

4. Tình áp và dòng các pha đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch:
•

Dòng các pha đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch:
I = 8,854

Theo sơ đồ thuận xác định dòng phía máy phát

I aND
1 = 8,854.

0, 5407
= 7, 463
0,1008 + 0, 5407

Dòng điện phía nhiệt điện

1
I aND
= 7, 463.
1

0, 2409
= 4, 342
0,1732 + 0, 2409
13 Trường Đại Học Điện Lực

Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch

Ia2

X 0∑
0, 042
= − I a1 . ∑
= −8,854.
= −2, 928
∑
X0 + X2
0, 042 + 0, 085

I aND
2 = −2, 928.

0, 5407
= −2, 468
0,1008 + 0, 5407

1
I aND
= −2, 468.
2

0, 2409
= −1, 436
0, 2409 + 0,1732

Dòng trên các pha A,B,C đầu cực máy phát ND1 có xét đến tổ đấu dây của MBA
B1 (tổ đầu dây 11 giờ):
 Pha A:
0

1 j 30
1 − j 30
I AND1 = I aND
+ I aND
1 .e
2 .e

0

= 4,342.( + j ) – 1,436.( – j )
= 2,517 + 2,889j

I AND1 = 2, 517 2 + 2,8892 = 3,832
Dạng có tên:

I AND1 = 3,832.

100
= 12, 291(kA)
3.18

 Pha B:
1 j 30 j 240
1 j −30 120

I BND1 = I aND
.e
+ I aND
.e
1 .e
2 .e
1
ND1
= I aND
1 .( − j ) + I a 2 .( j )

= −4, 342 j − 1, 436 j = −5, 778 j

Dạng có tên:

I BND1 = 5, 778.

100
= 18, 533(kA)
3.18

14 Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch
 Pha C:
1 j 30 j120
1 j −30 240
I CND1 = I aND
.e

+ I aND
.e
1 .e
2 .e

= 4,342.( – + j ) – 1,436.(– – j )
= – 2,517 + 2,889j

I CND1 = 2, 517 2 + 2,889 2 = 3, 832
Dạng có tên:

I CND1 = 3,832.

•

100
= 12, 291( kA)
3.18

Điện áp các pha đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch:

Điện áp tại điểm ngắn mạch:
Ua1 = j.Ia1. X∆ = j.8,854.0,028 = j0,248
Ua2 = Ua1 = Ua0 = 0,248j
Điện áp đầu cực máy phát dạng tddm chưa quy đổi theo tổ đấu dây
Ua1ND1

= Ua1 + j.Ia1ND1.X2
= j0,248 + j4,342.0,0525

Ua2ND1 = Ua2 + j.Ia2ND1.X2

≈ j0,476

= j0,248 + j.-1,436.0,0525
= 0,173j

Điện áp trên các pha A,B,C đầu cực máy phát ND1 có xét đến tổ đấu dây của MBA
B1 (tổ đầu dây 11 giờ):
 Pha A:
UAND1 = Ua1ND1.e j30 + Ua2ND1.e -j30
= j0,476.( + j ) + j0,173.( – j )
= -0,152 + j0,562
15 Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch

U AND1 = 0,1522 + 0, 5622 = 0, 582
U AND1 = 0, 582.

18
= 6, 048(kV )
3

 Pha B:
UBND1 = Ua1ND1.e j30e j240 + Ua2ND1.e -j30e j120
= j0,476.(– j) + j0,173.j
= 0,303

U BND1 = 0, 303
U BND1 = 0, 303.

18
= 3,149( kV )
3

 Pha C:
UCND1 = Ua1ND1.e j30e j120 + Ua2ND1.e -j30e j240
= j0,476.( – + j ) + j0,173.( – – j )
= – 0,152– j0,562

U CND1 = 0,1522 + 0, 5622 = 0, 582
U CND1 = 0, 582.

18
= 6, 048(kV )
3

16 Trường Đại Học Điện Lực