Đồ án tính toán bảo vệ rơ le lưới 22kv ứng dụng phần mềm Etap

Đồ án

THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 22kV

Nguyễn Văn Hào – 1510899

1


Đồ án

ĐẦU ĐỀ
Đề bài đặt ra là thiết kế lưới phân phối, lựa chọn dây dẫn, tính toán ngắn mạch và
phối hợp bảo vệ cho lưới phân phối 22kV.
Lưới phân phối trong Luận văn này là mạng hình tia, việc lựa chọn dây dẫn được
thực hiện theo cách như sau:
 Đối với phát tuyến chính: Lựa chọn theo mật độ dòng kinh tế.
(kiểm tra lại theo điều kiện sụt áp)
 Đối với các nhánh: Lựa chọn theo độ sụt áp cho phép (∆Ucp% = 5%).
Với : Tmax = Tmax,22kV = 3600h/năm.
Đồ án này chỉ trình bày tính toán và bảo vệ lưới 22kV, nên sẽ sử dụng các thông số
công suất, thông số MBA 110/22 kV có sẵn được trình bày trong mục 2.3 chương 2.
Để thuận lợi cho việc tính toán. Đồ án chỉ xét trường hợp hai máy cắt phân đoạn
hai thanh cái 110kV và 22kV cùng đóng.
Sơ đồ lưới phân phối 22kV, các thông số phát tuyến chính và nhánh được cho trong
hình 1.1 và bảng 1.1.

Nguyễn Văn Hào – 1510899

2

Đồ án

Hình 1.1 :Sơ đồ lưới phân phối 22KV

Stt
1
2
3
Đoạn
1-2 2-3 3-4
Khoảng cách 2
2
2

4
5
4-5 5-6
4
2

6
2-7
3

7
3-8
3

8

4-9
2

9
10
11
9-10 10-11 5-12
1.5
1.5
4

12
12-13
1

Bảng 1.1:Thông số mạng 22KV

Nguyễn Văn Hào – 1510899

3


Đồ án

CHƯƠNG I

TÍNH TOÁN CHỌN DÂY DẪN CHO LƯỚI PHÂN PHỐI 22kV
1.1Lựa chọn dây dẫn cho phát tuyến chính
Phát tuyến chính là đoạn từ nút 1 đến nút 6. Đoạn đường dây này sẽ được lựa chọn
theo phương pháp mật độ dòng kinh tế.

Fkt 

I bt  m ax
jkt

I bt max : dòng điện làm việc cực đại
Với Sbt,max=10MVA, Udm=22KV:

I bt max =



Sbt ,max
3U dm



10MVA
=262.43(A)
3 * 22k

Jkt – mật độ kinh tế của dòng điện, phụ thuộc vào vật liệu dây dẫn và thời gian sử
dụng công suất cực đại Tmax trong một năm:
Giả sử Tmax = Tmax,22kV = 3650h/năm.
Chọn dây dẫn thuộc loại Cáp nhôm lõi thép cách điện bằng giấy bọc cao su
với jkt = 1.4 A/mm2 (theo Quy phạm trang bị điện của bộ công nghiêp, năm 2008)


Fkt 

I bt  m ax
2 6 2 .4 3

 1 8 7 .4 5
jkt
1 .4

 Theo kết quả tính toán trên, dây dẫn sẽ được chọn có tiết diện gần với giá trị
187.45 mm2, tuy nhiên để đảm bảo khả năng mở rộng công suất truyền tải của dây
dẫn ta sẽ chọn dây có tiết diện 240mm2. (AC240)

Nguyễn Văn Hào – 1510899

4


Đồ án
Bảng 1.2: Thông số dây AC240
Tiết diện
tiêu chuẩn

240

Tiết diện (mm2)
Nhôm
Đồng
244
31.7

Đường kính(mm)
Dây dẫn Lõi thép
21.6
7.2

Điện trở
(Ω/km)
0.132

Dòng điện
cho phép (A)
610

1.1.1Kiểm tra theo dòng điện cho phép lâu dài
Dây dẫn được chọn phải thỏa mãn: Icp*k1*k2*k3 ≥ Icb.max
Trong đó:
 K1 – hệ số điều chỉnh theo nhiệt độ môi trường xung quanh (0.88)
 K2 – hệ số điều chỉnh phụ thuộc số dây song song (0.9)
 K3 – hệ số phụ thuộc cách đặt dây dần (1)
Suy ra:Icp*k1*k2*k3 = 610*0.88*0.9 = 483.12(A)
Mà Icb,max = 262.43A
Vậy AC240 thỏa mãn điều kiện theo dòng điện cho phép
1.1.2 Kiểm tra theo điều kiện sụt áp cho phép:
Độ sụt áp trên dây dẫn tính đến cuối đường dây phải bé hơn độ sụt áp cho phép:
∆U% < ∆Ucp% (5%)
Thông số đường dây:

r0 = 0.132 Ω/km
x0  0.144 lg(

Dtb
)  0.016( / km)
r

Với Dtb = 1.2(Lưới 22kV)r = 10.8*10-3m (bán kính dây)
xo  0.144 lg(

1.2
)  0.016  0.311( / km)
10.8*103

Bảng 1.3: Công suất tải trên phát tuyến chính(từ nút số 1 đến nút số 6)
Đoạn

1–2

2–3

3–4

4–5

5-6

Công suất (MVA)

10

7

6

3

1

Chiều dài (Km)

2

2

2

4

2

Với cos =0.8

Nguyễn Văn Hào – 1510899

5


Đồ án

Sụt áp trên từng đoạn:
U % 

S * l *( r0 cos +x 0 sin  )
PR  QX
*100 
*100
U dm
U dm

U %1 2 

10*106 * 2*(0.132*0.8  0.311*0.6)
*100  1.207%
220002

U % 23 

7 *106 * 2*(0.132*0.8  0.351*0.6)
*100  0.845%
220002

U %34 

6*106 * 2*(0.132*0.8  0.311*0.6)
*100  0.724%
220002

U % 45 

3*106 * 4*(0.132*0.8  0.311*0.6)
*100  0.724%
220002

U %56 

1*106 * 2*(0.132*0.8  0.311*0.6)
*100  0.121%
220002

Bảng 1.4: Kết quả sụt áp trên các đoạn
Đoạn

1–2

2–3

3–4

4–5

5-6

Công suất (MVA)

11

9

7

4

2

Chiều dài (Km)

2

2

2

4

2

Sụt áp ∆U%

1.207

0.845

0.724

0.724

0.121

Suy ra độ sụt áp tính đến cuối phát tuyến chính:
∆U1 –5% =  U %  1.207 + 0.845 + 0.724 + 0.724 + 0.121=3.621%< ∆Ucp%=5%
Vậy dây AC240 thỏa mãn điều kiện sụt áp.
1.2 Lựa chọn dây dẫn cho nhánh

Lưới phân phối có các nhánh với chiều dài như sau:
Nhánh

5 – 13 4 – 11 3 – 8

Chiều dài (km)

5

5

3

2-7
3

Sụt áp cho phép trên các nhánh:
∆Ucp,5-13% = ∆Ucp% - ∆U1-5

= 5 – (1.207 + 0.845 + 0.724 + 0.724) = 1.5%

∆Ucp,4- 11% = ∆Ucp% - ∆U1-4 = 5 – (1.207 + 0.845+ 0.724)

= 2.224%

∆Ucp,3- 8% = ∆Ucp% - ∆U1-3

= 5 – (1.207 +0.845)

= 2.948%

∆Ucp,2-7% = ∆Ucp% - ∆U1-2

= 5 – 1.207

= 3.793%

Nguyễn Văn Hào – 1510899

6


Đồ án
Tính toán đẳng trị cho các nhánh:
***Khi gặp tải phân bố đều ta thay bằng tải tập trung giữa đường dây
Các nhánh 4-11; 5-13 cần tính toán đẳng trị lại như sau:
Nhánh 4-11: Ta quy phụ tải phân bố đều và chính giữa đoạn 8-9 (tại vị trí số 14),
sau đó quy về cuối nhánh.

S' S*

2.75
2.75
 2*
 1.1
5
5

Std4-11 = 1 + 1.1 = 2.1 MVA

 Nhánh 5-13: Ta quy tải tại nút 11về nút 12:
S' S*

2.75
4
 1*  10.8
5
5

Std5-13 = 0.8 + 1 = 1.8 MVA

Nguyễn Văn Hào – 1510899

7


Đồ án

Hình 1.2: Sơ đồ tương đương lưới 22kV
Kết quả đẳng trị, ta được 4 nhánh với 4 tải tập trung với công suất lần lượt là
1.8MVA, 2.1MVA,1MVA Và 3MVA.

Việc lựa chọn tiết diện dây sẽ được xác định dựa vào công thức tính độ sụt áp trên
dây dẫn:
U cp % 

S * l *(r0 cos +x 0 sin  )
PR  QX
*100  dt
*100

U dm
U dm
2
U cp %*U dm



r0 _ tinhtoan

 xo *sin 
100* Sdt * l

( / km)
cos

Nguyễn Văn Hào – 1510899

8


Đồ án
Với giá trị x0 được chọn trong khoảng 0.35 – 0.4, ở đây ta lấy x0 = 0.35 Ω/km
Dây dẫn được chọn phải có:
r0 < r0,tinh_toán :Để đảm bảo có sụt áp không quá cho phép.
Icp > Ilv,max_nhánh. :Để đảm bảo khả năng chịu dòng.
Nhánh
Ilv,max (A)

2–7
78.73

3–8
26.24

4 – 11
55.11

5 - 13
47.24

1.2.1 Nhánh thứ nhất : Đoạn 5-13

ro,tinhtoan ,513

1.5* 220002
 0.35*0.6
6
 100*1.8*10 *5
 0.746()
0.8

r0<0.746(Ω)
Kết quả tra bảng ta tìm thấy dây AC50 có thông số như sau:
Loại dây
AC50

R0 (Ω/km)
0.65

Dòng cho phép (A)

220

Bán kính (mm)
4.8

r0 = 0.65 < r0,tính_toán = 0.745 Thỏa
Icp =220 > Ilv.max = 47.24 Thỏa
Với dây AC50 và cách bố trí dây đã chọn ( Dtb = 1.2m) thì điện kháng của dây dẫn
x0: x0  0.144lg(

Dtb
1.2
)  0.016  0.144 lg(
)  0.016  0.361( / km)
r
4.8*103

Độ sụt áp khi dùng AC-50:
U %513 

1.8*106 *5*(0.65*0.8  0.361*0.6)
*100  1.37%
220002

U %513 < U %cp ,513
Vậy AC-50 Thỏa điều kiện

1.2.2 Nhánh thứ hai : Đoạn 4-11

Nguyễn Văn Hào – 1510899

9


Đồ án
2.224 * 220002
 0.35*0.6
6
100
*
2.1*10
*5
ro ,tinhtoan ,411 
 1.02()
0.8

r0<1.02Ω
Kết quả tra bảng ta tìm thấy dây AC-35 có thông số như sau:
Loại dây
AC35

R0 (Ω/km)
0.85

Dòng cho phép (A)
175

Bán kính (mm)
4.2

r0 = 0.85 < r0,tính_toán = 1.02 Thỏa
Icp =175 > Ilv.max = 55.11 Thỏa
Với dây AC-35 và cách bố trí dây đã chọn ( Dtb = 1.2m) thì điện kháng của dây dẫn
x0: x0  0.144 lg(

Dtb
1.2
)  0.016  0.144 lg(
)  0.016  0.37( / km)
r
4.2*103

Độ sụt áp khi dùng AC-35:
U % 411 

2.1*106 *5*(0.85*0.8  0.37 *0.6)
*100  1.96%
220002

U %411 < U %cp ,411
Vậy AC-35 Thỏa điều kiện

1.2.3 Nhánh thứ ba : Đoạn 3-8

ro ,tinhtoan ,38

2.948 * 220002
 0.35*0.6
6
100

*1*10
*3

 5.68()
0.8

r0<5.68Ω
Kết quả tra bảng ta tìm thấy dây AC-10 có thông số như sau:
Loại dây
AC10

R0 (Ω/km)
3.12

Dòng cho phép (A)
80

Bán kính (mm)
2.2

r0 = 3.12 < r0,tính_toán = 5.68 Thỏa
Icp =80 > Ilv.max
= 26.24 Thỏa
Nguyễn Văn Hào – 1510899

10


Đồ án
Với dây AC-10 và cách bố trí dây đã chọn ( Dtb = 1.2m) thì điện kháng của dây dẫn

x0: x0  0.144lg(

Dtb
1.2
)  0.016  0.144lg(
)  0.016  0.41( / km)
r
2.2*103

Độ sụt áp khi dùng AC-10:
U %38 

1*106 *3*(3.12*0.8  0.41*0.6)
*100  1.7%
220002

U %38 < U %cp ,38
Vậy AC-10 Thỏa điều kiện

1.2.4 Nhánh thứ tư : Đoạn 2-7

ro ,tinhtoan ,27

3.793 * 22000 2
 0.35*0.6
6
 100 *3*10 *3
 2.29()
0.8

r0<2.29Ω
Kết quả tra bảng ta tìm thấy dây AC-16 có thông số như sau:
Loại dây
AC16

R0 (Ω/km)
2.06

Dòng cho phép (A)
105

Bán kính (mm)
2.7

r0 = 2.06 < r0,tính_toán = 2.29 Thỏa
Icp =105 > Ilv.max = 78.73 Thỏa
Với dây AC-10 và cách bố trí dây đã chọn ( Dtb = 1.2m) thì điện kháng của dây dẫn
x0: x0  0.144 lg(

Dtb
1.2
)  0.016  0.144 lg(
)  0.016  0.4( / km)
r
2.7*103

Độ sụt áp khi dùng AC-16:
U %38 

3*106 *3*(2.06*0.8  0.4*0.6)

*100  3.5%
22000 2

U %38 < U %cp ,38
Vậy AC-16 Thỏa điều kiện

Nguyễn Văn Hào – 1510899

11


Đồ án
Như vậy ta đã chọn được dây dẫn cho từng nhánh thỏa mãn điều kiện sụt áp cho
phép, tuy nhiên để đàm bảo cho khả năng mở rộng lưới điện về sau đồng thời tạo tính
đồng nhất ta chọn dây AC 50 cho cả 4 nhánh.
Tra phụ lục 2.1 trang 116 sách thiết kế mạng điện- thầy Hồ Văn Hiến
Lọai dây
AC 50

R0 (Ω/km)
0.65

x0: x0  0.144lg(

Dòng cho phép (A)
220

Bán kính (mm)
4.8

Dtb
1.2
)  0.016  0.144 lg(
)  0.016  0.361( / km)
r
9.5*103

Bảng 1.5: Kết quả chọn dây dẫn.
Loại

R0
(Ω/km)

X0
(Ω/km)

Dòng cho
phép(A)

Bán kính (mm)

AC240

0.132

0.311

610

10.8

Nhánh 1 (5 – 13)

AC50

0.65

0.361

220

4.8

Nhánh 2 (4 – 11)

AC50

0.65

0.361

220

4.8

Nhánh 3 (3 - 8)

AC50

0.65

0.361

220

4.8

Nhánh 4 (2 - 7)

AC50

0.65

0.361

220

4.8

Thông số dây
Đoạn
Phát tuyến chính (1-6)

Bảng 1.6: Kết quả tính toán sụt áp phát tuyến chính
Sụt áp trên các đoạn của phát tuyến chính
Đoạn
l (km)
S (MVA)
Đoạn 1-2
2

10
Đoạn 2-3
2
7
Đoạn 3-4
2
6
Đoạn 4-5
4
3
Đoạn 5-6
2
1
Tổng ∆U% = 3.621

Nguyễn Văn Hào – 1510899

∆U%
1.207
0.845
0.724
0.724
0.121

12


Đồ án
Bảng 1.7: Kết quả tính toán sụt áp trên các nhánh.
Nhánh

Nhánh1
(5-13)
Nhánh2
(4-11)
Nhánh3
(3-8)
Nhánh4
(2-7)

Loại
dây
AC50

Chiều
Stt
Spb
dài(km) MVA (MVA)
5
1.8
x

Lpb
(km)
x

∆Utt% ∆Upb% ∆Unh% ∆U%
x

X

0.37

4.87

AC50

5

2.1

X

X

X

X

0.71

4.374

AC50

3

1

X

X

X

X

0.203

2.509

AC50

3

3

X

x

X

x

0.71

2.577

Nhận xét: Kết quả sụt áp tính đến đầu mỗi tải luôn bé hơn độ sụt áp cho phép

Nguyễn Văn Hào – 1510899

13


Đồ án

1.3 Tính toán tổn thất công suất và điện năng trên đường dây phân phối:
1.3.1Phát tuyến chính
Pphat tuyen 

S2
* r0 * l
U2

Bảng 1.8: Kết quả tính toán tổn thất trên tuyến chính.
Stt

Đoạn

Loại dây

Chiều dài
(km)

Ro
(Ω/km)

Xo
(Ω/km)

S
(MVA)

∆P
(kW)

1

5-6

AC240

2

0.132

0.311

1

0.55

2

4-5

AC240

4

0.132

0.311

3

9.82

3

3-4

AC240

2

0.132

0.311

6

19.64

4

2-3

AC240

2

0.132

0.311

7

26.73

5

1-2

AC240

2

0.132

0.311

10

54.55

∑ ∆ = 111.29

Hệ số phụ tải:

kpt = 0.6

Hệ số tổn thất:

ktt = 0.3kpt + 0.7kpt2 = 0.432

Tổn thất điện năng hằng năm: ∆Aphát_tuyến = ∆Pphat-tuyen*Ktt*8760
=111.29*0.432*8760
=421157(kWh)
Điện năng tiêu thụ hàng năm:

Atiêu-thụ = Pphat-tuyen*Kpt*8760
= S*cosφ*Kpt*8760
= 10MVA*0.8*0.432*8760
= 30274560 MWh

Phần trăm tổn thất điện năng

Nguyễn Văn Hào – 1510899

14


Đồ án

A% 

Aphap tuyen
A

*100% 

421157
*100  1.39%
30274560

1.3.2 Phát tuyến nhánh
1.3.2.1 Nhánh 1 (5-13).

Stt

Đoạn

Loại
dây

Chiều dài (km)

ro(Ω/km) xo(Ω/km)

1

5-12

AC185

4

0.65

2

12-13

AC185

1

0.65

S(MVA)

∆P (kW)

0.361

2

21.49

0.361

1

1.34

∑∆ =
22.83

Tổn thất điện năng hằng năm:

∆A 5-13 = ∆P5-13*Ktt*8760
= 5.97*0.432*8760
= 86.4 MWh

Điện năng tiêu thụ hàng năm:

Atiêu-thu = P5-13*Kpt*8760
= S*cosφ*Kpt*8760
=2MVA*0.8*0.432*8760
= 6054.9 MWh

Phần trăm tổn thất điện năng:

∆A%

=

86.4
*100  1.43%
6054.9

1.3.2.2 Nhánh 2 (4-11):
Đoạn 4-9:
P49 

S2
32 *1000
*

r
*
l

*0.65* 2  24.17(kW)
0
U2
222

Đoạn 9-10
Spb = 2 MVA, lpb = 0.5 km
Stt = 1 MVA, ltt = 1.5 km
Tổn thất công suất:

Nguyễn Văn Hào – 1510899

15


Đồ án

P1 

S pb 2
U2

* r0 * l pb 

2 2 *1000
*0.65*0.5  2.686kW

222

Stt 2
1*1000
P 2  2 * r0 * ltt 
*0.65*1.5  2.01kW
U
222
P 3 

S pb * Stt
U

2

* r0 * ltt 

1* 2*1000
*0.65*1.5  4.03kW
222

∆P9-10 = ∆P1 + ∆P2 + ∆P3 = 8.726 kW
Đoạn 10-11:
P1011 

S2
1*1000
* r0 * l 
*0.65*1.5  2.014(kW)
2

U
222

Kết quả tính toán tổn thất trên đoạn 4 – 11 :
Stt
1
2
3

Đoạn
4-9
9-10
10-11

Loại dây
AC185
AC185
AC185

Chiều dài (km) ro(Ω/km)
2
0.17
1.5
0.17
1.5
0.17
∑ ∆P4-10=
34.91

xo(Ω/km)

0.32
0.32
0.32

∆P (kW)
24.17
8.726
2.014

Tổn thất điện năng hằng năm: ∆A 4-11= ∆P4-11*Ktt*8760
= 34.91*0.432*8760
= 132.11 MWh
Điện năng tiêu thụ hàng năm: Atiêu-thụ= P4-11*Kpt*8760
= S*cosφ*Kpt*8760
= 3MVA*0.8*0.432*8760
= 9082.4 MWh
 Phần trăm tổn thất điện năng: ∆A%

=

132.11
*100  1.45%
9082.4

1.3.2.3 Nhánh 3 (3-8):
P38 

S2
1*1000
* r0 * l 

*0.17 *3  4.03(kW)
2
U
222

Tổn thất điện năng hằng năm: ∆A 3-8= ∆P3-8*Ktt*8760
= 4.03*0.432*8760
= 15.25MWh

Nguyễn Văn Hào – 1510899

16


Đồ án
Điện năng tiêu thụ hàng năm: Atiêu-th

= P3-8*Kpt*8760
= S*cosφ*Kpt*8760
= 1MVA*0.8*0.432*8760
= 3027.46 MWh

 Phần trăm tổn thất điện năng: ∆A%

=

3.97
*100  0.5%
3027.46

1.3.2.4 Nhánh 4 (2-7):
P27 

S2
32 *1000
*
r
*
l

*0.17 *3  36.26(kW)
0
U2
222

Tổn thất điện năng hằng năm: ∆A 2-7= ∆P2-7*Ktt*8760
= 36.26*0.432*8760
= 137.22MWh
Điện năng tiêu thụ hàng năm: Atiêu-thụ= P2-7*Kpt*8760
= S*cosφ*Kpt*8760
= 3MVA*0.8*0.432*8760
= 9082.37 MWh
 Phần trăm tổn thất điện năng: ∆A%

=

137.22
*100  1.51%
9082.37

Bảng 1.9: Kết quả tính toán tổn thất trên lưới phân phối
Tổn thất
Phát tuyến chính
Nhánh 1
Nhánh 2
Nhánh 3
Nhánh 4

∆U%
3.621
4.87
4.374
2.509
2.577

∆P (kw)
111.29
22.83
34.91
4.03
36.26

∆A(Mwh)
421.157
86.4
13211
15.25
137.22

∆A%

1.39
1.43
1.45
0.5
1.51

1.4 Tổng chí phí hàng năm của phát tuyến chính và nhánh rẽ
Tổng chi phí hàng năm của phát tuyến là tổng của ba thành phần:
TAC = AIC + AEC + ADC
Trong đó:
TAC: tổng chi phí hàng năm.
AIC: chi phí đầu tư tương đương hàng năm của một đường dây.
AEC: chi phí tổn thất điện năng hàng năm của đường dây.

Nguyễn Văn Hào – 1510899

17


Đồ án
ADC: chi phí yêu cầu hàng năm để bù vào tổn thất công suất của phát tuyến.
Tính AIC: AIC = ICF.iF.l
ICF: chi phí xây dừng đường dây $/km
Đường dây trên không 22 kV, mạch đơn cột BTCT cao 14m:
ICF = 10000 – 17000 $/km
iF: hệ số khấu hao (giả thiết iF = 0.1).
l: chiều dài đường dây hay đoạn dây đng tính toán (km).
Tính AEC: AEC= P * Ktt *8760* c $
Tính hệ số tổn thất Ktt:
K tt  0.3K pt  0.7 K pt2 = 0.3 × 0.6 + 0.7 × 0.62= 0.432

C: tiền điện 0.05 $/kWh.
Tính ADC:
ADC  P * K PR * K R * K LSA *[(cg * ig  cT * iT  cs * is )]$

KPR: hệ số đỉnh tổn thất (giả thiết 0.82).
KR : hệ số dự trữ (1.15).
KLSA: hệ số tổn thất cho phép (1.03).
CG: chi phs máy phát, giả thiết 200 $/kW.
CT: chi phí hệ thống truyền tải, giả thiết 65 $/kW.
CS: chi phí hệt thống phân phối, giả thiết 20 $/kW.
iG, iT, iS : hệ số khấu hao tính trên vống cố định, giả thiết lần lượt là: 0.2 – 0.125
0.125.
Tổng chi phí cho 1km chiều dài đường dây:
TAC1 km = TAC/l $/km.

Nguyễn Văn Hào – 1510899

18


Đồ án
Bảng 1.10: Tổng chi phí hằng năm của phát tuyến chính và nhánh rẽ

Phát
tuyến

STT

Đoạn

1
2
3
4
5

5–6
4–5
3–4
2-3
1–2
1-6

Chiều
Dài
(Km)
2
4
2
2
2
12

5
6

5 - 12
12 - 13
5 - 13

7
8
9

AIC($)

AEC($)

ADC($)

TAC($)

3000
6000
3000
3000
3000
18000

104.07
1858.1
3716.2
5057.75
10321.74
21057.86

27.4
489.3
978.6
1331.88

2718.07
5545.25

3131.47
8347.4
7694.8
9389.63
16039.81
44603.11

4
1
5

6000
1500
7500

4066.25
253.55
4319.8

1056.7
65.89
1122.59

11122.95
1819.44
8924.1

4-9
9 - 10
10 - 11
4 - 11

2
1.5
1.5
5

3000
2250
2250
7500

4573.35
1651.1
381.08
6605.53

1188.48
429.07
99.03
1716.58

8761.83
4330.17
2730.11
9682.46

Nhánh 3
10
Tổng

3 -8
3-8

3
3

4500
4500

762.54
762.54

198.16
198.16

5460.7
5460.7

Nhánh 4
11
Tổng

2 -7
2-7

3

3
Độ dài
28

4500
4500
ACIΣ
42000

6860.97
6860.97
AECΣ
39606.7

1782.96
1782.96
ADCΣ
10365.54

13143.93
13143.93
TACΣ
91972.24

Phát
tuyến
chính
Tổng

Nhánh 1

Tổng

Nhánh 2
Tổng

Toàn đường dây

Nguyễn Văn Hào – 1510899

19


Đồ án

CHƯƠNG II

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO ĐƯỜNG DÂY
PHÂN PHỐI 22KV
2.1 các dạng ngắn mạch:
2.1.1. ngắn mạch 3 pha

Ngắn mạch ba pha là sự cố đối xứng, quá trình tính dòng điện NM chỉ cần xét sơ đồ
TTT của mạng.
Sơ đồ tương đương:

Hình 2.1: Sơ đồ tương đương ngắn mạch 3 pha
Trong đó: -

k: là nút sự cố.

-

Z1 : Tổng trở thevenin TTT của mạng điện

-

Zchạm là tổng trở chạm gián tiếp

-

I1 là dòng điện NM TTT

-

U là điện áp

Từ sơ đồ tương đương , dòng điểm NMTTT tại vị trí sự cố
I1=

U
Z 1  Z ch am

Nguyễn Văn Hào – 1510899

20


Đồ án
I2=I0=0
Áp dụng công thức, dòng điện ngắn mạch của ba pha tại vị trí sự cố :

 I nm _ a  1 1

 
2
 I nm _ b   1 a
 I nm _ c  1 a



1   I 0  1 1
a   I1   1 a 2
a 2   I 2  1 a

1   0   I1 
a   I1    a 2 I1 
a 2   0   aI1 

Đặc điểm của dòng NM ba pha :
-Inm-a=Inm-b=Inm-c
-Từng cặp dòng ngắn mạch hợp nhau góc 1200
-Tổng các dòng ngắn mạch hay ba lần dòng TTK là bằng 0

I

(3)
nm

=Inm-a+Inm-b+Inm-c=3Io=0

2.1.2. ngắn mạch 2 pha

Giả sử sự cố là ngắn mạch giữa pha b và c, ngắn mạch hai pha là dạng sự cố không
đối xứng. Quá trình tính dòng NM 2 pha cần xét đến sơ đồ TTT và TTN của mạng
điện.
Sơ đồ tương đương dòng ngắn mạch 2 pha

Hình 2.2: Sơ đồ tương đương ngắn mạch 2 pha
Trong đó: - Z2 : Tổng trở thevenin TTN của mạng điện
-

I2 là dòng điện NM TTN

Nguyễn Văn Hào – 1510899

21


Đồ án
Từ sơ đồ tương đương , dòng điểm NMTTT tại vị trí sự cố
I1=

U
Z 1  Z 2  Z cham

I2=-I1, I0=0
Áp dụng công thức, dòng điện ngắn mạch của ba pha tại vị trí sự cố :
 I nm _ a  1 1

 
2

 I nm _ b   1 a
 I nm _ c  1 a



1   I 0  1 1
a   I1   1 a 2
a 2   I 2  1 a

1  0   0 


a   I1     j 3I1 
a 2    I1   j 3I1 

Đặc điểm của dòng NM hai pha :
-Độ lớn dòng ngắn mạch:Inm-a=0, Inm-b=Inm-c
-Hai dòng ngắn mạch của 2 pha sự cố hợp nhau góc 1800
-Tổng các dòng ngắn mạch hay ba lần dòng TTK là bằng 0

I

(2)
nm

=Inm-a+Inm-b+Inm-c=3Io=0

2.1.3. ngắn mạch 1 pha chạm đất

Giả sử sự cố là ngắn mạch pha a chạm đất, là dạng sự cố không đối xứng, quá trình

tính dòng ngắn mạch cần xét đến cả ba sơ đồ TTT, TTN và TTK của mạng.
Sơ đồ tương đương tính dòng NM một pha chạm đất là sơ đồ liên kết giữa ba sơ đồ
thứ tự của mạng điện, chúng được mắc nối tiếp với nhau:

Nguyễn Văn Hào – 1510899

22


Đồ án

Hình 2.3: Sơ đồ tương đương ngắn mạch 1 pha chạm đất
Trong đó: - Z0 : Tổng trở thevenin TTK của mạng điện
-

I0 là dòng điện NM TTK

Từ sơ đồ tương đương , dòng điểm NMTTT tại vị trí sự cố
I1=I2=I0=

Z1  Z 2

U
 Z 0  3 Z cham

Áp dụng công thức, dòng điện ngắn mạch của ba pha tại vị trí sự cố :
 I nm _ a  1 1

 
2

 I nm _ b   1 a
 I nm _ c  1 a



1   I 0  1 1
a   I1   1 a 2
a 2   I 2  1 a

1   I1  3I1 
a   I1    0 
a 2   I1   0 

Đặc điểm của dòng NM một pha chạm đất :
Chỉ tồn tại dòng điện ngắn mạch trên pha a, dòng điện ngắn mạch trên các pha b và
c bằng 0.
Tổng dòng điện ngắn mạch của ba pha bằng ba lần dòng điện TTK và cũng bằng
dòng điện pha a.

Nguyễn Văn Hào – 1510899

23


Đồ án

I

(1)
nm

=Inm-a+Inm-b+Inm-c=3Inm-a=3I0≠0

2.1.4. ngắn mạch 2 pha chậm đất

Giả sử pha b và c chạm đất, NM hai pha chạm đất là dạng sự cố không đối xứng.
Quá trình tính dòng điện ngắn mạch hai pha chạm đất cần xét ba sơ đồ thứ tự của
mạng điện là TTT, TTN và TTK.
Sơ đồ tương đương dòng ngắn mạch hai pha chạm đất là sơ đồ liên kết giữa ba sơ đồ
thứ tự của mạng điện, sơ đồ TTN mắc song song với sơ đồ TTK và chúng nối tiếp
với sơ đồ TTT của mạng điện:

Hình 2.4: Sơ đồ tương đương ngắn mạch 2 pha chạm đất
Từ sơ đồ tương đương , dòng điểm NMTTT tại vị trí sự cố
I1 

U
Z1  ( Z 0  3Z cham ) || Z 2

I 2   I1

( Z 0  3Z cham )
( Z 0  3Z cham )  Z 2

I 3   I1

Z2
( Z 0  3Z cham )  Z 2

Áp dụng công thức, dòng điện ngắn mạch của ba pha tại vị trí sự cố :

 I nm _ a  1 1

 
2
 I nm _ b   1 a
 I nm _ c  1 a



1   I0 
a   I1 
a 2   I 2 

Nguyễn Văn Hào – 1510899

24


Đồ án

Khi Zchạm=0, ta có :
I1 

U (Z0  Z2 )
U
U


Z1  ( Z 0 || Z 2 ) Z  ( Z 0 Z 2 ) Z 0 Z1  Z1Z 2  Z 0 Z 2
1

Z0  Z 2

I 2   I1

Z0
UZ 0

Z0  Z2
Z 0 Z1  Z1Z 2  Z 0 Z 2

I 0   I1

Z2
UZ 2

Z0  Z2
Z 0 Z1  Z1Z 2  Z 0 Z 2

 I nm _ a  1 1

 
2
 I nm _ b   1 a
 I nm _ c  1 a








0


1   I0  
 j 3( Z 0  aZ 2 ) 
a   I1   
I1 
Z0  Z2


2
a   I 2  

2
 j 3( Z 0  a Z 2 ) I 
1


Z0  Z2

Tính gần đúng :



0

 I nm _ a  
3Z 0 Z 2


 
I
2
 nm _ b    3 
 Z0  Z2 
 I nm _ c  



 3  3Z 0 Z 2
2

 Z0  Z2 






 
 I1 
 
 
 
 I1 
 
 

Đặc điểm dòng ngắn mạch hai pha chạm đất :
Dòng NM của pha a bằng 0, dòng NM của pha b và pha c có thể bằng nhau hoặc

gần bằng nhau
Góc hợp bởi dòng điện ngắn mạch pha b và dòng ngắn mạch pha c ∈ (90: 180)

Nguyễn Văn Hào – 1510899

25