đề thi hệ thống điện 20182019 có đáp án chi tiết spkt

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

Chữ ký giám thị 1

Chữ ký giám thị 2

ĐỀ THI CUỐI KỲ HỌC KỲ 1 NĂM HỌC 18-19
Môn:

HỆ THỐNG ĐIỆN............................

Mã môn học:

POSY330445...................................

Đề số/Mã đề:

Đề thi có 10 trang.

Thời gian: 90 phút.
Được phép sử dụng tài liệu.
Điểm và chữ ký
CB chấm thi thứ nhất

CB chấm thi thứ hai

SV làm bài trực tiếp trên đề thi và nộp lại đề
Họ và tên: Đáp án
Mã số SV:....................................................................

Số TT:........................Phòng thi:................................

.
Chuẩn đầu ra của học phần (về kiến thức)

Nội dung kiểm tra

ELO1; ELO2: Trình bày, giải thích thông số các đại lượng cơ
bản; tính toán cơ bản về máy biến áp, ngắn mạch, đồ thị phụ tải.

Câu 1

ELO9: Khả năng đọc, hiểu tiếng Anh về máy biến áp truyền tải,
đường dây truyền tải điện.

Câu 2.1

ELO4; ELO5: Phân tích, lập luận đại lượng điện áp, dòng điện
đầu và cuối của mô hình đường dây; Giải quyết các bài toán
trong hệ thống điện.

Câu 2.2;
Câu 3.1; Câu 3.2; Câu 4.1; Câu 4.2;

ELO15; ELO16: Phân tích, thiết kế sơ đồ lưới điện, đề xuất
biện pháp giảm sụt áp, giảm tổn thất, giảm dòng ngắn mạch.

Câu 3.3; Câu 4.3

Ngày

tháng 06 năm 2016

Thông qua bộ môn
(ký và ghi rõ họ tên)

Số hiệu: BM3/QT-PĐBCL-RĐTV

Trang: 1/1


Câu 1 ( 2 điểm) Tô đậm câu đã chọn.
1.1

1.2

1.3 1.4 1.5 1.6 1.7

A

X

B
C
D

1.8

X
X

X
X

X

X
X

Câu 1.1:Chọn điện xoay chiều (AC) thay vì điện một chiều (DC) trong hệ thống điện là vì:
A. Điện một chiều không đủ khả năng cung cấp cho thiết bị điện có công suất lớn
B. Điện một chiều không có thể truyền tải điện năng đi khoảng cách xa
C. Điện xoay chiều có khả năng thay đổi ở nhiều cấp điện áp khác nhau khá đơn giản
D. Tất cả các câu đều sai

Câu 1.2: Hai phụ tải có Tmax và Pmax lần lượt là 5000h, 2MW và 3500h, 3MW, Ttrungbìnhmax là:
A. 8500 h, chấp nhận thời điểm cực đại 2 phụ tải cùng lúc
B. 2500 h, chấp nhận thời điểm cực đại 2 phụ tải cùng lúc
C. Bé hơn 4100 h
D. Lớn hơn hoặc bằng 4100 h

Câu 1.3: Cấp điện cho phụ tải có hệ số điền kín (Kđk) càng bé thì
A. Tiết diện dây cung cấp cho phụ tải càng lớn
B. Máy biến áp dễ bị quá tải
C. Khả năng sử dụng hệ thống điện càng kém hiệu quả
D. Cả 3 câu đều sai

Câu 1.4: Chọn MBA trong lưới truyền tải bằng phương pháp đồ thị đẳng trị 2 bậc vì:
A. MBA thường xuyên bị quá tải
B. MBA đắt tiền

C. MBA được làm mát bằng dầu đối lưu cưỡng bức
D. Phương pháp này có xét đến nhiệt độ môi trường

Câu 1.5: Công thức tính tổn thất công suất cho một lưới điện P = (P2+Q2)R/Uđm :
A. Không dùng cho lưới điện 3 pha khi tồn tại dòng trung tính
B. Sử dụng cho lưới điện một pha 2 dây nhưng cần nhân đôi.
C. Sử dụng cho lưới điện hai pha 3 dây đối xứng.
D.

Tất cả đều đúng.

Câu 1.6: Lợi ích của phân pha đường dây truyền tải:
A. Giảm trở kháng đường dây và giảm điện trở đường dây.
B. Giảm hiện tượng vầng quang điện và giảm trở kháng đường dây.
C. Tạo ra sự sụt áp giữa các pha bằng nhau.
Số hiệu: BM3/QT-PĐBCL-RĐTV

Trang: 1/2


D.

Tất cả đều sai.

Câu 1.7: Quá trình quá độ trong suốt quá trình ngắn mạch là :
A. Là quá trình bắt đầu khi dòng điện ngắn mạch ổn định.
B. Là quá trình xảy ra khi bắt đầu ngắn mạch cho đến khi dòng ngắn mạch ổn định.
C. Là suốt quá trình tồn tại của dòng điện DC .
D. Câu b và c đều đúng.

Câu 1.8: Lý do tồn tại hệ số xung kích trong tính ngắn mạch là do:
A. Dòng ngắn mạch xung kích tính được là dòng ngắn mạch lâu dài
B. Dòng ngắn mạch xung kích được tính trong lưới điện có tính kháng lớn
C. Dòng ngắn mạch xung kích được tính trong lưới điện có tính trở lớn
D. Dòng ngắn mạch xung kích là dòng gây ra lực điện động mạnh nhất

Câu 2:
Câu 2.1(1 điểm) :
Hãy cho biết đây là sơ đồ tại hình 1 là sơ đồ gì?

Hình 1
Hệ thống làm mát của máy biến áp
Giải thích nguyên lý hoạt động?
Sử dụng nguyên lý dùng dầu đối lưu tự nhiên để truyền nhiệt từ cuộn dây và lõi máy biến áp ra
cánh tản nhiệt, sau đó dùng quạt để thổi gió cưỡng bức làm nguội dòng dầu này

Số hiệu: BM3/QT-PĐBCL-RĐTV

Trang: 1/3


Câu 2.2 ( 1 điểm):
Giải thích các thông số của công thức sau
P12 ro12 L12  Q12 x o12 L12
U12 
U dm
U12: Sụt áp trên nhánh 12
P12,Q12: Công suất tác dụng và phản kháng truyền trên nhánh 12
ro12, xo12 : Điện trở và trở kháng đơn vị trên 1 km chiều dài của nhánh 12
L12: Chiều dài của nhánh 12

Uđm: Giá trị điện áp của lưới điện chứa nhánh 12
Cho lưới điện cấp nguồn tại A như hình 3, chứng minh rằng với sụt áp UAB+UBC là hằng số,
thì điều kiện để khối lượng kim loại màu bé nhất trên 2 đoạn AB và BC (cùng chất liệu kim
loại) là roAB PAB  roBC PBC

Hình 3

Số hiệu: BM3/QT-PĐBCL-RĐTV

Trang: 1/4


Ràng buộc: sụt áp < Ucf

PAB R AB  QAB X AB PBC R BC  QBC X BC

U dm
U dm
P  L
P  L
Q X  QBC X BC
U AB  U BC  AB AB AB  BC BC BC  AB AB
U dm FAB
U dm FAB
U dm

U AB  U BC 

Hàm mục tiêu: Chi phí đầu tư: FABLAB+FBCLBC -> min
Nên:

�P  L
P  L �
F  FAB L AB  FBC L BC   � AB AB AB  BC BC BC �
U dm FBC �
� U dm FAB
Đạo hàm F theo FAB và FBC

�
F
P  L AB
 L AB   AB AB
0
2
FAB
FAB
�
F
P  L BC
 L BC   BC BC
0
2
FBC
FBC

PAB PBC
 2
2
FAB
FBC

Hay roAB PAB  roBC PBC

Câu 3: (6 điểm). Cho Cho lưới điện 110kV cấp nguồn tại A, chưa có đoạn CE như hình 2.

Các đường dây có cùng tiết diện và có zo= (0.05+j0.35)/km. Công suất tại các nút lần
lượt là SB=(20+10j)MVA, SC=(25+15j)MVA và SD=(30+14,5j)MVA.

Hình 2

Số hiệu: BM3/QT-PĐBCL-RĐTV

Trang: 1/5


1.

Tính điện áp tại các nút D, B, C khi điện áp tại nút nguồn A là 110kV?
Phân bố công suất trên các nhánh
SBD = SD = (30+14,5j)MVA
SBC = SC = (25+15j)MVA
SAB = SBD + SBC + SB = (30+14,5j)+ (25+15j) + (20+10j) = (75+39,5j)MVA
PAB roAB lAB  QAB x oAB lAB 75.0, 05. 102  302  39,5.0,35. 102  302

 5, 05kV
U dm
110
P r l  QBC x oBC lBC 25.0, 05.20  15.0, 35.20
U BC  BC oBC BC


 1,18kV
U dm
110
P r l  Q BD x oBD lBD 30.0, 05.20  14,5.0,35.20
U BD  BD oBD BD

 1,19kV
U dm
110
UB = UA-UAB = 110 - 5,05=104,95kV
UC = UB-UBC = 104,95 – 1,18 = 103,77kV
UD = UB-UBC = 104,95 – 1,19 = 103,76kV
U AB 

2.

Tính tổn thất công suất tác dụng trên toàn lưới ?

P  PAB  PBC  PBD

=

 75

2

 39,52 

110

2

P


2
AB

 25
0,05.31,6 

Số hiệu: BM3/QT-PĐBCL-RĐTV

2
 QAB


2
U dm

2

 152 

110

2

ro L AB

P


2
BC

 Q 2BC 

2
U dm

 30
0,05.20 

2

ro L BC

 14,52 

110

2

P


2
BD

 Q 2BD 

2
U dm

ro L BD

0,05.20 =1,11MW

Trang: 1/6


3.

Xây dựng thêm đường dây CE có cùng kích cỡ dây và cấu trúc trụ như lưới điện
cũ, nối với nhà máy điện tại E. Nếu công suất tác dụng bơm vào lưới 110kV trên
nhánh CE là 40MW, hãy tính công suất phản kháng mà nhà máy cần cung cấp
cho lưới để điện áp tại nút B là 110kV biết điện áp tại A không đổi?
Khi MFĐ tại E phát một lượng công suất là PMF+jQMF = 40+jQMF sẽ chạy ngược về nút A theo
các nhánh EC, CB và BA nên để UB = 110kV thì sụt áp trên đoạn AB = 0V
Hay:
 P  P  r l   QAB  Q MF  x oABlAB  0
U A  U B  UAB  AB MF oAB AB
U dm
 75  40  .0, 05.31, 6   39,5  QMF  .0, 35.31, 6  0

110
 QMF = 44,5MVAr

4.

Nút D cấp điện 2 phụ tải loại 2 (có đồ thị phụ tải tổng SA) và 2 phụ tải loại 3 (có đồ
thị phụ tải tổng SB) như hình 3. Hãy chọn số lượng và dung lượng của máy biến
áp trong trạm? Biết dải công suất máy biến áp 110/22kV sử dụng tại Việt Nam là
25, 40, 63 MVA.
SA(cos A=0,9) SB(cos B=0,9)

5)
=0,9) SB
A
B

S(MVA)
18

15
12
9
6
3

Hình 2
0

6

12 15 18 21 24 t(h)

Số hiệu: BM3/QT-PĐBCL-RĐTV

Trang: 1/7


Vì có 2 phụ tải loại 2 nên chọn 02 MBA
Khi có sự cố 01 MBA thì sa thải toàn bộ 2 phụ tải loại 3
Nên SMBA > SAmax/1,3 = 18/1,3 = 13,8MVA
Chọn SMBA = 25MVA hay trạm có tổng dung lượng là 2x25MVA
Kiểm tra khi đầy tải và không có sự cố MBA nào
Công suất S đạt cực đại vào lúc 15:00 – 18:00 là S = (15+18)MVA = 33MVA
Nên 2SMBA = 2x25 = 50MVA > S15:00-18:00 = 33MVA
Hay trạm không có MBA nào bị quá tải.

5.

Công suất ngắn mạch của hệ thống nút A là SNM = 8 000MVA và tại nhà máy điện
là 6000MVA, hãy tính dòng ngắn mạch chạy qua các đường dây DB, BA, BC, CE
khi xuất hiện ngắn mạch 3 pha tại nút D?
I DNM 

U dm

3Z NM

U dm

�
Z BA  ZAht   Z BC  Z CE  ZEht  �

3�
ZDB 

�
 Z BA  ZhtA    Z BC Z CE  ZhtE  �
�
�
�

Với:
ZhtA 

2
U dm
1102

 1,51j
SANM 8000

ZhtE 

2
U dm
1102

 2, 01j
SENM 6000

110
�
 31,6.  0, 05  0,35 j  1,51 j   0, 05  0,35 j .  20  20   2, 01j �
3�
20  0, 05  0,35 j 

�
 31, 6.  0, 05  0,35 j  1,51 j    0, 05  0,35 j .  20  20   2, 01j �
�
=0,595-4,44j = 4,48-8,23okA
I DNM 

Dòng qua nhánh AB
ZBC  ZCE  ZhtE
NM
NM
o
I AB  I D
 ZBC  ZCE  ZhtE    ZAB  ZAht  =2,52-8,23 kA
Dòng qua nhánh BC và CE
NM
NM
I BC
 ICE
 IDNM

ZAB  ZAht
o
 ZBC  ZCE  ZEht    ZAB  ZAht  =1,96-8,23 kA

Số hiệu: BM3/QT-PĐBCL-RĐTV

Trang: 1/8


6.

Đề xuất sơ đồ đấu nối các phát tuyến 22kV và phương án vận hành của trạm biến
áp sao cho dòng ngắn mạch qua các máy cắt và tổn hao năng lượng trong trạm bé
nhất? Giải thích?
Cấu hình bên dưới vừa giảm giá thành đầu tư và tổn thất công suất vì:
-

Dòng ngắn mạch bé do vận hành hở 2 MBA nên chỉ cần chọn CB có dòng ngắn mạch
chịu đựng bé

-

Tổn hao công suất bé tương đương vận hành song song 2 MBA vì dòng qua các MBA
luôn bằng nhau tại mọi thời điểm (0,5đ)

(0,25đ)

Chỉ áp dụng như hình nếu giả thiết 2 phụ tải loại 2 có cùng đồ thị phụ tải và 2 phụ tải loại 3 có
cùng đồ thị phụ tải (0,25đ)

Số hiệu: BM3/QT-PĐBCL-RĐTV

Trang: 1/9


Số hiệu: BM3/QT-PĐBCL-RĐTV

Trang: 1/10