BÀI tập lớn bảo vệ RƠLE của THẦY TRẦN ĐÌNH LONG

MỤC LỤC
I. ĐẦU ĐỀ…………………………………………………………………….2

1


Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le

II. ĐẦU ĐỀ
Tính toán bảo vệ cắt nhanh, quá dòng điện và quá dòng thứ tự không cho đường dây
cung cấp điện hình tia.

III. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU
1. Hệ thống
SNmax = 2000 MVA
SNmin = 0,8 .SNmax = 0.8.2000 = 1600 MVA
XoH = 0.8 X1H
2. Máy biến áp
S = 2*30 MVA
U1/U2 = 115/24 Kv ,Uk%= 12.5%
3. Đường dây
Đường dây

Loại dây dẫn

Chiều dài

Z1(Ω/km)

Z0(Ω/km)

D1

AC-100

20

0,27+j0,39

0,48+j0,98

D2

AC-75

10

0,36+j0,41

0,56+j1,02

4.Phụ tải
P1= 4 MW, cosφ1 = 0.8 ,tpt1= 0.75 s
P2 = 3 MW, cosφ2 = 0.85 ,tpt2 = 0.5 s
5. Đặc tính thời gian của Rơ le

t

80
Tp
I 1

2
*

(2.1).

2


Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le
IV. NỘI DUNG TÍNH TOÁN
1.Chọn tỷ số biến BI
Chọn tỷ số biến đổi của các máy biến dòng BI 1, BI2 dùng cho bảo vệ đường dây D1,
D2 . Dòng điện sơ cấp danh định của BI chọn theo quy chuẩn lấy theo giá trị dòng làm
việc cực đại qua BI. Dòng thứ cấp lấy bằng 1 A hoặc 5 A.
- Tỷ số biến đổi của các máy biến dòng được chọn theo công thức :

I sdđ
I tdđ

nI 

(3.1)

+ Chọn Itdđ = 1 (A).
+ Dòng Isdđ được chọn theo dòng điện cực đại qua BI Ilvmax
Isdđ ≥ Ilvmax = kqt.Ipt

(3.2)

Trong đó : kqt = 1,4.

1.1. Chọn tỷ số biến đổi của BI2
Tính dòng điện phụ tải

I pt 2

P2
3.103


92,62 A
3.U . cos  2
3.22.0,85

=> Ilvmax2 = 1,4.92,62 = 129,67 (A).
Như vậy ta chọn Isdđ2 = 150 (A).
Vậy nI2 = 150.

1.2. Chọn tỷ số biến đổi của BI1
Ta có :

Cosφ1=0.8 →tg φ1=0,75.
Cosφ1=0.85 →tg φ1=0,62.

Ppt1  j.Q pt1 Ppt 2  j.Q pt 2
I pt1  I pt 2 

*
*
3 .U

3. U
P (1  j.tg 1 ) Ppt 2 (1  tg 2 )
 pt1

*
*
3 .U
3 .U
4.103.(1  j.0,75) 3.103.(1  j.0,62)


3.22
3.22
=183,70 – j.127,54 A =223,64 34,77-‫ے‬o A
Vậy Ilvmax1 = 1,4.223,64 = 313,10 A.
Ta chọn Isdd1 = 400 A.
3


Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le
Vậy tỷ số biến của BI1 là : nI1 = 400.

2.Tính ngắn mạch
* Tính ngắn mạch dùng trong bảo vệ Rơle. Xây dựng quan hệ I N = f(L) cho các chế
độ dòng qua rơ-le cực đại và cực tiểu. Để xây dựng gần đúng đường đặc tính ta chia mỗi
đoạn đường dây thành 4 đoạn bằng nhau bởi các điểm ngắn mạch Ni.
* Các dạng ngắn mạch cần tính:

Ngắn mạch 3 pha đối xứng N(3).


Ngắn mạch 1 pha N(1)

Ngắn mạch hai pha N(2)


Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1)

* Xét chế độ ngắn mạch không đối xứng
Dòng điện ngắn mạch thứ tự thuận của mọi dạng ngắn mạch đều được tính theo
công thức :
(n)

I Na1 

Ea
j ( X 1  X ( n ) )

(3.3)

Trong đó X(n)∆ là điện kháng phụ của loại ngắn mạch n
Trị số dòng điện ngắn mạch tổng hợp tại các pha có thể tính theo công thức:

I N( n )  m( n ) .I Na1

(3.4)

Ta có bảng tóm tắt sau:
Dạng
ngắn
mạch

n

X∆(n)

m(n)

N(1)

1

X2∑ + X0∑

3

N(2)

2

X2∑

3

N(1,1)

1,1

X2∑ // X0∑

N(3)

3

0

3. 1 

X 2 . X 0 
( X 2   X 0 ) 2

1

2.1. Giả thiết cơ bản
Để tính toán ngắn mạch cần có những giả thiết đơn giản hóa. Những giả thiết này
làm giảm đáng kể khối lượng tính toán trong khi vẫn đảm bảo độ chính xác cần thiết cho
tính toán bảo vệ rơ-le.
4


Bài tập dài bảo vệ Rơle

- Tn s h thng khụng thay i: Thc t sau khi xy ra ngn mch cụng sut ca
cỏc mỏy phỏt thay i t ngt dn ti mt cõn bng momen quay (gia momen phỏt
ng ca tuabin v momen hóm in t ca mỏy phỏt), tc quay b thay i trong quỏ
trỡnh quỏ . Tuy nhiờn ngn mch c tớnh giai on u nờn s bin thiờn tc
cũn cha ỏng k. Gi thit tn s h thng khụng i khụng mc sai s nhiu, ng thi
gim ỏng k phộp tớnh, vớ d cỏc in khỏng s cú tr s khụng i.
- B qua bóo hũa t : Bỡnh thng lừi thộp ca nhiu thit b in lm vic trng
thỏi gn bóo hũa. Trong trng thỏi ngn mch mc bóo hũa t cú th tng cao hn
mt s phn t. Tuy nhiờn n gin vn coi mch t khụng bóo hũa,khi ú in cm

ca phn t l hng s v mch in l tuyn tớnh, bi s phn t mang lừi thộp ch chim
s lng ớt trong h thng in, tỡnh trng ngn mch in ỏp t vo cun dõy ớt khi b
tng cao.
- B qua cỏc lng nh trong thụng s ca mt phn t :Gi thit ny c ỏp dng
tựy theo bi toỏn v mc ớch phõn tớch ngn mch. Núi chung trong cỏc bi toỏn thit k,
ũi hi chớnh xỏc khụng cao cú th ỏp dng.
+ B qua dung dn ca cỏc ng dõy in ỏp thp.
+ B qua mch khụng ti ca cỏc mỏy bin ỏp.
+ B qua in tr ca cun dõy mỏy phỏt in, mỏy bin ỏp v c in tr ng
dõy trong nhiu trng hp.
- H thng sc in ng ba pha ca ngun hon ton i xng : Khi ngn mch
khụng i xng thỡ phn ng phn ng cỏc pha lờn t trng quay khụng hon ton
ging nhau. Tuy nhiờn, t trng vn c gi thit quay u vi tc khụng i. Khi
ú s 3 pha luụn i xng. Thc t h s khụng i xng ca cỏc s khụng ỏng k.

2.2. Chn cỏc i lng c bn
- Scb = SdB = 30 (MVA) vi SdB l cụng sut danh nh ca mỏy bin ỏp.
- Ucbi = Utbi vi Utbi l in ỏp trung bỡnh ca mng in tng ng.
+ Ucb1 = 110 (kV).
+ Ucb2 = 22 (kV).

I cb1

S cb
30

0,157 A
3.U cb1
3.110

I cb 2

S cb
30

0,787 A
3.U cb 2
3.22

2.3. Tớnh thụng s cỏc phn t.
* H thụng in:
5


Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le
- Chế độ max:
SN = SNmax = 2000 MVA.

X 1H max 

S cb



S N max

30
0,015 .
2000

X2Hmax = X1Hmax = 0,015.
X0Hmax = 0,8. X1Hmax = 0,8.0,015 = 0,012.
- Chế độ min:
SN = SNmin = 0,8. SNmax = 0,8.2000 =1600 MVA.

X 1H min 

S cb
30

0,01875 .
S N min 1600

X2Hmin = X1Hmin = 0,01875.
X0Hmin = 0,8. X1Hmin = 0,8.0,01875 = 0,015.
* Máy biến áp:
- Chế độ max: Có 2 máy biến áp làm việc.
Điện kháng của mỗi máy biến áp là:

U % S
12,5 30
X B  k * cb 
* 0,125
100 S dm 100 30
- Chế độ min: Có 1 máy biến áp làm việc.
*Đường dây D1 và D2 :
X1D1 = X2D1 = x1.l1.
X0D1 = x0.l1.

S cb

U cb

2

S cb
U cb

2

U cb

2

= 0,39.20.

= 0,98.20.

X1D2 = X2D2 = x1.l2.
XoD2 = x0.l2.

S cb

S cb
U cb

2

30
= 1,2149.
22 2

= 0,41.10.

= 1,02.10.

30
= 0,4835.
22 2

30
= 0,2541.
22 2

30
= 0,6322.
22 2

2.4. Chế độ phụ tải cực đại
Mục đích để tính toán dòng điện ngắn mạch lớn nhất tại các điểm ngắn mạch.
Với chế độ max: SNmax, hai máy biến áp làm việc song song. Các dạng ngắn mạch
cần tính là.

Ngắn mạch 3 pha N(3).

Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1).
6


Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le


(1)

Ngắn mạch 1 pha N .

Không tính N(2) do IN3>IN2 .
Để khảo sát sự cố ngắn mạch trên đường dây ta chia mỗi đoạn đường dây làm 4
đoạn bằng nhau tức là ta sẽ có 9 điểm tính ngắn mạch được ký hiệu trong hình vẽ từ N 1÷
N9 .
* Sơ đồ thứ tự thuận khi xảy ra ngắn mạch tại điểm 9:

Hình 1: Sơ đồ thứ tự thuận tính ngắn mạch trong chế độ max.
Đối với sơ đồ thứ tự nghịch thì E = 0.

Hình 2: Sơ đồ thứ tự nghịch tính ngắn mạch trong chế độ max.
Như vậy ngắn mạch xảy ra tại điểm nào thì sơ đồ sẽ tính từ nguồn E cho tới
điểm đó.
* Sơ đồ thứ tự không khi xảy ra ngắn mạch tại điểm 9 :

7


Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le

Hình 3: Sơ đồ thứ tự không tính ngắn mạch trong chế độ max.
Tương tự khi xảy ra ngắn mạch tại điểm nào thì dịch nguồn U0N tới điểm đó.
-Ngắn mạch tại N1 :
X1∑N1 = X2∑N1 = X1Hmax + 0,5.XB .Với X1Hmax = 0,015 và XB = 0,125.
X0N1 = X0Hmax + 0,5.XB

. Với X0Hmax = 0,012

* Ngắn mạch tại các điểm trên đoạn đường dây D1(Từ N2 đến N5)
- Ngắn mạch từ N2 đến N5
X1N2 = X1N1 +1/4 XD1 = X2N2 .
X0N2 =X 0N1 +1/4 X0D1
Tổng quát :
X1Ni+1 = X1Ni + ¼ .X1D1 = X2Ni+1
X0Ni+1 = X0Ni + ¼ X0D1
Với

(3.5)
(3.6)

X1D1 = 0,4835
X0D1 = 1,2149

* Ngắn mạch tại các điểm trên đoạn đường dây D2(Từ N6 đến N9)
- Tại N6:
X1N6 = X1N5 +1/4 X1D2 = X2N6.
X0N6 =X 0N5 +1/4 X0D5.
Tương tự cho các điểm ngắn mạch từ N7 đến N9.

Với

X1Ni+1 = X1Ni + ¼ X1D2 = X2Ni+1

(3.7)

X0Ni+1 = X0Ni + ¼ X0D2

(3.8)

X1D2 = 0,2541
X0D2 = 0,6322

Tính toán ngắn mạch cho từng điểm ngắn mạch

2.4.1. Tính ngắn mạch tại điểm N1
 Ngắn mạch 3 pha đối xứng :
XN1 = 0,015+ 0,125/2 =0,0775.
8


Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le
Trong hệ đơn vị tương đối
( 3)

I N 1* 

1
12,903
0,0775

Trong hệ đơn vị có tên

I N( 31) 12,903.

30
10,158kA

3.22

 Ngắn mạch 1 pha
X1∑N1(1) = 0,015+0,125/2 = 0,0775 = X2∑N1(1)
X0∑N1(1) = 0,012+0,125/2 =0,0745
X∆N1(1) = 0,0775+ 0,0745 = 0,152
(1)

I 1N 1* 

1
4,357
0,0775  0,152

Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(11) 3.I1N1* 3.4,357 13,071
Tính trong hệ đơn vị có tên

30
10,291kA
3.22

I N(11) 13,071.

Ta có thành phần dòng điện thứ tự không:
I0N1*(1) = I1N1*(1) = 4,357
Trong hệ đơn vị có tên:

I 0(1N) 1 4,357.

30
3.22

3,430kA

 Ngắn mạch 2 pha chạm đất

X (1,1) 

0,0775.0,0745
0,0380
0,0775  0,0745

m (1,1)  3. 1 

0,0775.0,0745
1,5
(0,0775  0,0745) 2

Tính trong hệ đơn vị tương đối
(1,1)

I 1N 1* 

1
8,658
0,0775  0,0380
9

Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le
Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công
thức

I 0(1N,11)*  I 1(1N,11*) .

X 2
0,0775
8,658.
4,414
X 2 N 1  X 0 N 1
0,0775  0,0745

Trong hệ đơn vị có tên:

I 0(1N,11) 4,414.

30
3,475kA
3.22

Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(11,1*) 1,5.I1N1 * 1,5.8,658 12,987
Tính trong hệ đơn vị có tên

I N(11,1) 12,987.

30

10,225kA
3.22

2.4.2. Tính ngắn mạch tại điểm N2
 Ngắn mạch 3 pha đối xứng :
XN2 = 0,0775 + 0,1209 = 0,1984
Trong hệ đơn vị tương đối
( 3)

I N 2* 

1
5,040
0,1984

Trong hệ đơn vị có tên

I N(32) 5,040.

30
3.22

3,968kA

 Ngắn mạch 1 pha
X1∑N2(1) = 0,0775 + 0,1209 = 0,1984 = X2∑N2(1)
X0∑N2(1) = 0,0745 + 0,3037 = 0,3782
X∆N2(1) = 0,1984 + 0,3782 = 0,5766
(1)

I 1N 2* 

1
1,290
0,1984  0,5766

Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(12) 3.I1N 2* 3.1,290 3,87
Tính trong hệ đơn vị có tên

10


Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le

I N(12) 3,87.

30
3.22

3,048kA

Ta có thành phần dòng điện thứ tự không:
I0N2*(1) = I1N2*(1) = 1,290
Trong hệ đơn vị có tên:

30

I 0(1N) 2 1,290.

3.22

1,016kA

 Ngắn mạch 2 pha chạm đất

X (1,1) 

0,1984.0,3782
0,1301
0,1984  0,3782

m (1,1)  3. 1 

0,1984.0,3782
1,524
(0,1984  0,3782) 2

Tính trong hệ đơn vị tương đối
(1,1)

I 1N 2* 

1
3,044
0,1984  0,1301

Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công
thức

I 0(1N,12)*  I 1(1N,12)* .

X 2 N 2
0,1984
3,044.
1,047
X 2 N 2  X 0 N 2
0,1984  0,3782

Trong hệ đơn vị có tên:

I 0(1N,12) 1,047.

30
0,825kA
3.22

Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(1,21*) 1,524.I1N 2* 1,524.3,044 4,639
Tính trong hệ đơn vị có tên

I N(1,21) 4,639.

30
3,652 kA
3.22

2.4.3. Tính ngắn mạch tại điểm N3

 Ngắn mạch 3 pha đối xứng :
XN3 = 0,1984 + 0,1209 = 0,3193
Trong hệ đơn vị tương đối
11


Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le
( 3)

I N 3* 

1
3,132
0,3193

Trong hệ đơn vị có tên

I N(33) 3,132.

30
3.22

2,466kA

 Ngắn mạch 1 pha
X1∑N3(1) = 0,1984 + 0,1209 = 0,3193= X2∑N31)
X0∑N3(1) = 0,3782 + 0,3037 = 0,682
X∆N3(1) = 0,3193 + 0,682 = 1,0013
(1)

1
I 1N 3* 
0,757
1,0013  0,3193
Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(13) 3.I1N 3* 3.0,757 2,271
Tính trong hệ đơn vị có tên

I N(13) 2,271.

30
1,788kA
3.22

Ta có thành phần dòng điện thứ tự không:
I0N3*(1) = I1N3*(1) = 0,757
Trong hệ đơn vị có tên:

I 0(1N) 3 0,757.

30
3.22

0,596kA

 Ngắn mạch 2 pha chạm đất

X (1,1) 

0,3193.0,682
0,2175
0,3193  0,682

m (1,1)  3. 1 

0,3193.0,682
1,533
(0,3193  0,682) 2

Tính trong hệ đơn vị tương đối
(1,1)

I 1N 3* 

1
1,863
0,3193  0,2175

Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công
thức

12


I 0(1N,13)*  I 1(1N,13)* .

X 2 N 3
X 2 N 3  X 0 N 3

Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le
0,3193
1,863.
0,594
0,3193  0,682

Trong hệ đơn vị có tên:

I 0(1N,13) 0,594.

30
0,468kA
3.22

Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(13,1*) 1,524.I1N 3* 1,533.1,863 2,856
Tính trong hệ đơn vị có tên

I N(13,1) 2,856.

30
2,248kA
3.22

2.4.4. Tính ngắn mạch tại điểm N4
 Ngắn mạch 3 pha đối xứng :
XN4 = 0,3192 + 0,1209 = 0,4401
Trong hệ đơn vị tương đối
( 3)

I N 4* 

1
2,272
0,4401

Trong hệ đơn vị có tên

I N(34) 2,272.

30
3.22

1,789 kA

 Ngắn mạch 1 pha
X1∑N4(1) = 0,3192 + 0,1209 = 0,4401 = X2∑N41)
X0∑N4(1) = 0,682 + 0,3037 = 0,9857
X∆N4(1) = 0,4401 + 0,9857 = 1,4258
(1)

I 1N 4* 

1
0,536
0,4401  1,4258

Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(14) 3.I1N 4* 3.0,536 1,608
Tính trong hệ đơn vị có tên

I N(14) 1,608.

30
3.22

1,266kA

Ta có thành phần dòng điện thứ tự không:
13


Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le
I0N4*(1) = I1N4*(1) = 0,536
Trong hệ đơn vị có tên:

30

I 0(1N) 4 0,536.

3.22

0,422kA

 Ngắn mạch 2 pha chạm đất

X (1,1) 

0,4401.0,9857
0,3043
0,4401  0,9857

m (1,1)  3. 1 

0,4401.0,9857
1,536
(0,4401  0,9857) 2

Tính trong hệ đơn vị tương đối
(1,1)

I 1N 4* 

1
1,343
0,4401  0,3043

Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công
thức

I 0(1N,14)* I 1(1N,14)* .

X 2N 4
0,4401
1,343.
0,415
X 2 N 4  X 0N 4
0,4401  0,9857

Trong hệ đơn vị có tên:

I 0(1N,14) 0,415.

30
0,326kA
3.22

Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(1,41*) 1,536.I1N 4* 1,536.1,343 2,063
Tính trong hệ đơn vị có tên

I N(1,41) 2,063.

30
1,625kA
3.22

2.4.5. Tính ngắn mạch tại điểm N5
 Ngắn mạch 3 pha đối xứng :
XN5 = 0,4401 + 0,1209 = 0,561
Trong hệ đơn vị tương đối
( 3)

I N 5* 

1
1,783

0,561
14


Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le
Trong hệ đơn vị có tên

I N(35) 1,783.

30
3.22

1,403kA

 Ngắn mạch 1 pha
X1∑N5(1) = 0,4401 + 0,1209 = 0,561 = X2∑N51)
X0∑N5(1) = 0,9857 + 0,3037 = 1,2894
X∆N5(1) = 0,561 + 1,2894 = 1,8504
(1)

I 1N 5* 

1
0,415
0,561  1,8504

Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(15) 3.I1N 5* 3.0,415 1,245
Tính trong hệ đơn vị có tên

I N(15) 1,245.

30
3.22

0,979kA

Ta có thành phần dòng điện thứ tự không:
I0N5*(1) = I1N5*(1) = 0,415
Trong hệ đơn vị có tên:

I 0(1N) 5 0,415.

30
3.22

0,326kA

 Ngắn mạch 2 pha chạm đất

X (1,1) 

0,561.1,2894
0,3909
0,561  1,2894

m (1,1)  3. 1 

0,561.1,2894

1,538
(0,561  1,2894) 2

Tính trong hệ đơn vị tương đối
(1,1)

I 1N 5* 

1
1,051
0,561  0,3909

Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công
thức

I 0(1N,15)*  I 1(1N,15)* .

X 2 N 5
0,561
1,051.
0,319
X 2 N 5  X 0N 5
0,561  1,2894

Trong hệ đơn vị có tên:
15


Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le

I 0(1N,15) 0,319.

30
0,251kA
3.22

Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(15,1*) 1,538.I1N 5* 1,538.1,051 1,616
Tính trong hệ đơn vị có tên

I N(15,1) 1,616.

30
1,272kA
3.22

2.4.6. Tính ngắn mạch tại điểm N6
 Ngắn mạch 3 pha đối xứng :
XN6 = 0,561 + 0,0635 = 0,6245
Trong hệ đơn vị tương đối
( 3)

I N 6* 

1
1,601
0,6245

Trong hệ đơn vị có tên

I N( 36) 1,601.

30
3.22

1,261kA

 Ngắn mạch 1 pha
X1∑N61) = 0,561 + 0,0635 = 0,6245 = X2∑N61)
X0∑N6(1) = 1,2894 + 0,1581 = 1,4475
X∆N6(1) = 0,6245 + 1,4475 = 2,072
(1)

I 1N 6* 

1
0,371
0,6245  2,072

Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(16) * 3.I1N 6* 3.0,371 1,113
Tính trong hệ đơn vị có tên

I N(16) 1,113 .

30
0,876kA
3.22

Ta có thành phần dòng điện thứ tự không:
I0N6*(1) = I1N6*(1) = 0,371
Trong hệ đơn vị có tên:
16


Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le

30

I 0(1N) 6 0,371.

3.22

0,292kA

 Ngắn mạch 2 pha chạm đất

X (1,1) 

0,6245.1,4475
0,4363
0,6245  1,4475

m (1,1)  3. 1 

0,6245.1,4475
1,540
(0,6245  1,4475) 2

Tính trong hệ đơn vị tương đối
(1,1)

I 1N 6* 

1
0,943
0,6245  0,4363

Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công
thức

I 0(1N,16)* I 1(1N,16)* .

X 2 N 6
0,6245
0,943.
0,284
X 2 N 6  X 0 N 6
0,6245  1,4475

Trong hệ đơn vị có tên:

I 0(1N,16) 0,284.

30
0,224 kA
3.22

Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(16,1*) 1,540.I1N 6* 1,540.0,943 1,452
Tính trong hệ đơn vị có tên

I N(16,1) 1,452.

30
1,142kA
3.22

2.4.7. Tính ngắn mạch tại điểm N7
 Ngắn mạch 3 pha đối xứng :
XN7 = 0,6246 + 0,0635 = 0,6881
Trong hệ đơn vị tương đối
( 3)

I N 7* 

1
1,453
0,6881

Trong hệ đơn vị có tên

17


Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le
I N(37) 1,453.

30
3.22

1,144kA

 Ngắn mạch 1 pha
X1∑N71) = 0,6246 + 0,0635 = 0,6881 = X2∑N71)
X0∑N7(1) = 1,4474 + 0,1581 = 1,6055
X∆N7(1) = 0,6881 + 1,6055 = 2,2936
(1)

I 1N 7* 

1
0,335
0,6881  2,2936

Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(17) * 3.I1N 7* 3.0,335 1,005
Tính trong hệ đơn vị có tên

I N(17) 1,005.

30
3.22

0,792 kA

Ta có thành phần dòng điện thứ tự không:
I0N7*(1) = I1N7*(1) = 0,335
Trong hệ đơn vị có tên:

I 0(1N) 7 0,335.

30
0,264kA
3.22

 Ngắn mạch 2 pha chạm đất

X (1,1) 

0,6881.1,6055
0,4817
0,6881  1,6055

m (1,1)  3. 1 

0,6881.1,6055
1,540
(0,6881  1,6055) 2

Tính trong hệ đơn vị tương đối
(1,1)

I 1N 7* 

1

0,855
0,6881  0,4817

Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công
thức

I 0(1N,17)* I 1(1N,17)* .

X 2N 7
0,6881
0,855.
0,257
X 2 N 7  X 0N 7
0,6881  1,6055

Trong hệ đơn vị có tên:

18


Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le

I 0(1N,17) 0,257.

30
0,202kA
3.22

Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(17,1*) 1,540.I1N 7* 1,540.0,855 1,317
Tính trong hệ đơn vị có tên

30
1,036kA
3.22

I N(17,1) 1,317.

2.4.8. Tính ngắn mạch tại điểm N8
 Ngắn mạch 3 pha đối xứng :
XN8 = 0,6881 + 0,0635 = 0,7516
Trong hệ đơn vị tương đối
( 3)

I N 8* 

1
1,331
0,7516

Trong hệ đơn vị có tên

I N(38) 1,331.

30
3.22

1,047kA

 Ngắn mạch 1 pha
X1∑N81) = 0,6881 + 0,0635 = 0,7516 = X2∑N81)
X0∑N8(1) = 1,6055 + 0,1581 = 1,7636
X∆N8(1) = 0,7516 + 1,7636 = 2,5152
(1)

I 1N 8* 

1
0,306
0,7516  2,5152

Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(18) * 3.I1N 8* 3.0,306 0,918
Tính trong hệ đơn vị có tên

I N(18) 0,918.

30
3.22

0,723kA

Ta có thành phần dòng điện thứ tự không:
I0N8*(1) = I1N8*(1) = 0,306
Trong hệ đơn vị có tên:

19

Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le
30

I 0(1N) 8 0,306.

3.22

0,241kA

 Ngắn mạch 2 pha chạm đất

X (1,1) 

0,7516 1,7636
0,5270
0,7516  1,7636

0,7516.1,7636
1,540
(0,7515  1,7636) 2

m (1,1)  3. 1 

Tính trong hệ đơn vị tương đối
(1,1)

I 1N 8* 

1

0,782
0,7516  0,5270

Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công
thức

I 0(1N,18)*  I 1(1N,18)* .

X 2 N 8
0,7516
0,782.
0,234
X 2 N 8  X 0 N 8
0,7516  1,7636

Trong hệ đơn vị có tên:

30
0,184kA
3.22

I 0(1N,18) 0,234.

Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(18,1*) 1,540.I1N 8* 1,540.0,782 1,204
Tính trong hệ đơn vị có tên

30
0,948kA

3.22

I N(18,1) 1,204.

2.4.9. Tính ngắn mạch tại điểm N9
 Ngắn mạch 3 pha đối xứng
X1∑N9 = 0,015+ 0,125/2+0.4835+0,2541 =0,8151
Trong hệ đơn vị tương đối
( 3)

I N 9* 

1
1,227
0,8151

Trong hệ đơn vị có tên

I N( 39) 1,227.

30
0,966kA
3.22
20


Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le
 Ngắn mạch 1 pha
X1∑N9(1) = 0,015+0,125/2+0,4835+ 0,2541 = 0,8151 = X2∑N9(1)
X0∑N9(1) = 0,012+0,125/2+1,2149 + 0,6322 = 1,9216.

X∆(1) = 0,8151+ 1,9216 = 2,7367
(1)

I 1 N9 * 

1
0,282
(0,8151  2,7367)

Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(19) * 3.I1N 9 * 3.0,282 0,846
Tính trong hệ đơn vị có tên

I N(19) 0,846.

30
0,666kA
3.22

Ta có thành phần dòng điện thứ tự không:
I0N9*(1) = I1N9*(1) = 0,282
Trong hệ đơn vị có tên:

I 0(1N) 9 0,282.

30
0,222kA
3.22

 Ngắn mạch 2 pha chạm đất

X (1,1) 

0,8151.1,9216
0,5723
0,8151  1,9216

m (1,1)  3. 1 

0,8151.1,9216
1,540
(0,8151  1,9216) 2

Tính trong hệ đơn vị tương đối
(1,1)

I 1 N 9* 

1
0,721
(0,8151  0,5723)

Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công
thức

I 0(1N,19) I1(1N,19) .

X 2
0,8151

0,721.
0,215
X 2  X 0
0,8151  1,9216

Trong hệ đơn vị có tên:

21


Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le

30
0,169kA
3.22

I 0(1N,19) 0,215

Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(19,1*) m (1,1) .I1N 9* 1,540.0,721 1,110
Tính trong hệ đơn vị có tên

I N(19,1) 1,110 .

30
0,874kA
3.22

Có bảng tổng kết chế độ max sau đây:

N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

N8

N9

IN(3)(kA)

10,158 3,968

2,466

1,789

1,403

1,261

1,144

1,047

0,966

IN(1)(kA)

10,291 3,048

1,788

1,266

0,980

0,878

0,792

0,723

0,666

IN(1,1)(kA)

10,225 3,652

2,247

1,625

1,272

1,142

1,036

0,948

0,874

I0N(1)(kA)

3,430

1,016

0,596

0,422

0,327

0,292

0,264

0,241

0,222

I0N(1,1)(kA)

3,475

0,825

0,468

0,326

0,251

0,224

0,202

0,184

0,169

INmax(kA)

10,291 3,968

2,466

1,789

1,403

1,261

1,144

1,047

0,966

I0Nmax(kA)

3,475

1,016

0,596

0,422

0,327

0,292

0,264

0,241

0,222

3.I0Nmax(kA 10,425 3,048
)

1,788

1,266

0,981

0,876

0,792

0,723

0,666

Bảng 1: Trị số dòng điện ngắn mạch trong chế độ max tại các điểm ngắn mạch
ứng với từng loại ngắn mạch.

2.5. Chế độ phụ tải cực tiểu
Mục đích để tính toán dòng điện ngắn mạch bé nhất tại các điểm ngắn mạch.
* Các dạng ngắn mạch cần tính:

Ngắn mạch 2 pha N(2).

Ngắn mạch 1 pha N(1).

Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1).
Không cần tính NM 3 pha do IN3 > IN2.

Chỉ có một máy biến áp làm việc. Vị trí các điểm tính ngắn mạch được chọn giống
như trong chế độ max.
* Sơ đồ thứ tự thuận khi xảy ra ngắn mạch tại điểm 9:

22


Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le

Hình 4: Sơ đồ thứ tự thuận tính ngắn mạch trong chế độ min.

Đối với sơ đồ thứ tự nghịch thì E = 0.

Hình 5: Sơ đồ thứ tự nghịch tính ngắn mạch trong chế độ min.
Như vậy ngắn mạch xảy ra tại điểm nào thì sơ đồ sẽ tính từ nguồn E cho tới
điểm đó.
* Sơ đồ thứ tự không khi xảy ra ngắn mạch tại điểm 9 :

Hình 6: Sơ đồ thứ tự không tính ngắn mạch trong chế độ min.
Tương tự khi xảy ra ngắn mạch tại điểm nào thì dịch nguồn U0N tới điểm đó.

2.5.1. Xác định dòng ngắn mạch tại điểm N1
X1∑N1 = 0,01875 + 0,125 = 0,1438 = X2∑ N1
X0∑N1 = 0,015 + 0,125 = 0,14
23


Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le
 Tính dòng ngắn mạch 1 pha chạm đất
X∆N1(1) = 0,1438 + 0,14 = 0,2838

(1)

I 1N 1* 

1
2,339
0,1438  0,2838

Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(11)* 3.I (1)1N1* 3 * 2,339 7,017
Tính trong hệ đơn vị có tên

I N(11) 7,017.

30
5,524kA
3.22

Ta có thành phần dòng điện thứ tự không:
I0N1*(1) = I1N1*(1) = 2,339
Trong hệ đơn vị có tên:

I 0(1N)1 2,339.

30
1,841kA
3.22

 Ngắn mạch 2 pha chạm đất

X (1,1) 

0,1438.0,14
0,0709
0,1438  0,14

m (1,1)  3 * 1 

0,1438.0,14
1,5
(0,1438  0,14) 2

Tính trong hệ đơn vị tương đối
(1,1)

I 1N1* 

1
4,658
0,1438  0,0709

Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công
thức

I 0(1N,11)*  I 1(1N,11*) .

X 2 N 2
0,1438
4,658.

2,360
X 2 N 2  X 0 N 2
0,1438  0,14

Trong hệ đơn vị có tên:

I 0(1N,11) 2,360.

30
1,858kA
3.22
24


Bµi tËp dµi b¶o vÖ R¬le
Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(11,1*) m(1,1) .I1N1 * 1,5.4,658 6,987
Tính trong hệ đơn vị có tên

30
5,500kA
3.22

I N(11,1) 6,987.

 Tính dạng ngắn mạch 2 pha
X∆(2) = X2∑N1 = 0,1438

( 2)

I 1N1* 

1
3,477
0,1438  0,1438

I N( 21)*  3.3,477 6,022
Dòng điện ngắn mạch trong hệ đơn vị có tên là:

30
4,741kA
3.22

I N( 21) 6,022.

2.5.2. Xác định dòng ngắn mạch tại điểm N2
X1∑N2 = 0,1438 + 0,4835.1/4 = 0,2647 = X2∑ N2
X0∑N2 = 0,14 + 1,2149.1/4 = 0,4437
 Tính dòng ngắn mạch 1 pha chạm đất
X∆N2(1) = 0,2647 + 0,4437 = 0,7084
(1)

I 1N 2* 

1
1,028
0,2647  0,7084

Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

I N(12) * 3.I (1)1N 2* 3.1,028 3,084
Tính trong hệ đơn vị có tên

I N(12) 3,084.

30
2,427kA
3.22

Ta có thành phần dòng điện thứ tự không:
I0N2*(1) = I1N2*(1) = 1,028
Trong hệ đơn vị có tên:
25