CAO ĐẲNG PHƯƠNG ĐƠNG QUẢN NAM BÀI GIẢNG NGẮN MẠCH ĐIỆN CHƯƠNG 6: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN NGẮN MẠCH I PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH: I.1 Tính dòng siêu q độ ban đầu:  Lập sơ đồ thay thế: - Sử dụng phép qui đổi tham số - Máy phát: thay EF = E”o XF = x”d E”o tính theo biểu thức với giả thiết MF làm việc ĐM trước NM: E"  ( U sin   I x " )  ( U cos ) o F F d F Nếu MF làm việc chế độ khơng tải trước NM E”o = UF - Phụ tải: thay EPT = E”PT = 0,8 XPT = X”PT = 0,35 (chỉ xét đến phụ tải nối trực tiếp vào điểm ngắn mạch) - Các phần tử tỉnh (KĐ,Đd,MBA): thay X giống CĐXL bình thường - Hệ thống CS vơ lớn: thay UH = XH = Trị số trung bình x” E” (trong đơn vị tương lượng định mức) THIẾT BỊ x” E” Máy phát turbine 0,125 1,08 Máy phát turbine nước có cuộn cản 0,20 1,13 Máy phát turbine nước khơng cuộn cản 0,27 1,18 Động đồng 0,2 1,1 Máy bù đồng 0,2 1,2 Động khơng đồng 0,2 0,9 Phụ tải tổng hợp 0,35 0,8  Biến đổi sơ đồ thay thế: Biến đổi sơ đồ thành dạng đơn giản gồm hay nhiều nhánh nối trực tiếp từ nguồn đến điểm ngắn mạch  Tính dòng NM: " Io " Ei " i 1 X i n  Ví dụ: Tính I”o N(3) N Đường dây D1, D2, D3 có điện kháng x1 = 0,4/Km; loại MF turbine Các số liệu khác cho hình I.2 Tính dòng xung kích: i xk  2k xk I "o I xk  I "o  2( k xk  1) kxk hệ số xung kích, phụ thuộc vào số thời gian Ta=x/r Trị số x/r kxk ngắn mạch số điểm hệ thống điện STT VË TRÊ ÂIÃØM NGÀÕN MẢCH x/r Thanh gọp - 10KV ca nh mạy âiãûn cọ cạc 40 - 80 mạy phạt cäng sút mäùi mạy 30 - 60MW Sau khạng âiãûn âỉåìng dáy dỉåïi 1000A näúi våïi gọp ca nh mạy âiãûn cọ cạc mạy 20 - 60 phạt cäng sút mäùi mạy 30 - 60MW Thanh gọp cao ạp ca nh mạy âiãûn cọ cạc mạy biãún ạp cäng sút mäùi mạy 100MVA v 30 - 60 låïn hån Thanh gọp cao ạp ca nh mạy âiãûn cọ cạc mạy biãún ạp cäng sút mäùi mạy 30- 100MVA 20 - 50 Thanh gọp ạp ca trảm biãún ạp gim ạp cọ cạc mạy biãún ạp cäng sút mäùi mạy 20 - 40 100MVA v låïn hån Thanh gọp ạp ca trảm biãún ạp gim ạp cọ cạc mạy biãún ạp cäng sút mäùi mạy 3015 - 30 100MVA Cạc âiãøm åí xa mạy phạt (Thanh gọp ạp ca trảm biãún ạp gim ạp cọ cạc MBA cäng  15 sút mäùi mạy  20MVA, gọp ca trảm mảng phán phäúi ) kxk 1,92 - 1,96 1,85 - 1,95 1,89 - 1,95 1,85 - 1,94 1,85 - 1,92 1,81 - 1,89  1,8 Khi có phụ tải nối trực tiếp vào điểm ngắn mạch phải xét riêng ảnh hưởng phụ tải: i xk  2k xk I "o  2k xk I " I”Đ - dòng siêu q độ ban đầu phụ tải nối trực tiếp vào điểm ngắn mạch cung cấp kxkĐ - hệ số xung kích phụ tải tổng hợp I.3 Tính dòng ngắn mạch trì: Trình tự để giải tốn ngắn mạch tình trạng trì bao gồm bước sau: - Giả thiết: Tùy thuộc vào vị trí máy phát điện điểm ngắn mạch, giả thiết trước trạng thái làm việc máy phát điện (những máy phát điện gần điểm ngắn mạch giả thiết làm việc trạng thái kích từ giới hạn, xa - trạng thái điện áp định mức) - Lập sơ đồ thay thế:  Phần tử tỉnh (MBA, KĐ, Đd ) thay thơng số giống chế độ làm việc bình thường  Phụ tải thay bằng: EPT = xPT = 1,2  HTCSVCL thay bằng: UH = xH =  MF khơng có TĐK thay bằng: EF = Eq (với Eq* = If*) XF = xd  MF có TĐK trạng thái KTGH thay bằng: EF = Eqgh (với Eqgh* = Ifgh*) XF = xd  MF có TĐK trạng thái định mức thay bằng: EF = Uđm XF = - Tính tốn: Biến đổi sơ đồ thay thành dạng đơn giản tính dòng IN điểm ngắn mạch: E I N  I ck  X - Kiểm tra: dựa vào sơ đồ thay thế, từ dòng ngắn mạch tổng IN tính ngược lại để tìm dòng IF MF có TĐK cung cấp cho điểm ngắn mạch so sánh với Ith nó: Eqgh*  1 I th*   X th* x d* Nếu IF  Ith MF làm việc trạng thái KTGH Nếu IF  Ith MF làm việc trạng thái định mức Nếu giả thiết xem tốn giải xong Nếu giả thiết sai máy phát điện cần phải thay đổi trạng thái tính tốn lại Ví dụ: Khi ngắn mạch pha điểm N sơ đồ; xác định dòng NM trì qua kháng điện K1, dòng áp máy phát F3 Máy phát tuabin nước F1, F2 giống nhau: 30MVA; 10,5KV; xd = 1,136; có TĐK, Ifgh1 = 3,1 Máy phát tuabin F3: 50MVA; 10,5KV; xd = 2,22; có TĐK, Ifgh2 = Điện áp định mức máy biến áp lấy điện áp trung bình cấp tương ứng Máy biến áp B1, B2 giống Số liệu phần tử lại cho sơ đồ Sơ đồ nối điện Sơ đồ thay II PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG CONG TÍNH TỐN: II.1 Đường cong tính tốn: Đường cong tính tốn đường cong biểu diễn trị số tương đối thành phần chu kỳ dòng ngắn mạch thời điểm tùy ý q trình q độ phụ thuộc vào điện kháng - điện kháng tính tốn x*tt = x”d + xN I*ckt = f(x*tt , t) I*ckt t1 t2 t3 x*tt Lưu ý: Các tham số đường cong tính tốn tính đơn vị tương lượng định mức máy phát: Ucb = Utb Scb = SđmF Có loại đường cong tính tốn khác cho loại máy phát: turbine turbine nước - Các đường cong tính tốn vẽ đến xtt = Khi xtt > 3, biến thiên biên độ dòng điện chu kỳ theo thời gian ít, thực tế coi khơng đổi suốt q trình ngắn mạch trị số ban đầu Đường cong tính tốn máy phát điện turbine Đường cong tính tốn máy phát điện turbine nước II.2 Phương pháp tính tốn:  Lập sơ đồ thay thế: - Tính tốn qui đổi gần đơn vị tương đối (với lượng Scb, Ucb = Utb) - Khơng cần đặt sức điện động sơ đồ - Máy phát: thay XF = x”d - Phụ tải: bỏ đi, trừ phụ tải nối trực tiếp vào điểm ngắn mạch thay XPT = x”PT = 0,35 tính tốn máy phát có cơng suất - Các phần tử tỉnh (KĐ,Đd,MBA): thay X giống CĐXL bình thường - Hệ thống cơng suất vơ lớn: thay UH = XH =  Xác định nhóm máy phát: - Nhập chung máy phát có khoảng cách đến điểm ngắn mạch gần - Hệ thống cơng suất vơ lớn phải tách riêng  Biến đổi sơ đồ thay thế: Dùng phép biến đổi đưa sơ đồ dạng nhánh độc lập nối với điểm NM  Tính điện kháng tính tốn: x * tti  x * i Sâmi Scb Sđmi - tổng cơng suất định mức máy phát nhập chung nhánh thứ i  Tra đường cong tính tốn : Từ x*tti thời điểm t cần xét, tra đường cong tính tốn tương ứng tìm I*ckti  Tính dòng tổng hệ đơn vị có tên: Ickt = I*ckti.Iđmi + INH đó: I NH  I * NH I cb  I âm Sâm  3.U tb x * NH I cb Scb I cb  3.U tb Một số điểm cần lưu ý: - Khi x*tti > dòng chu kỳ khơng thay đổi bằng: I*cki = 1/x*tti - Nếu máy phát khác loại dùng đường cong tính tốn máy phát có cơng suất lớn, gần điểm ngắn mạch Ví dụ: Xác định cơng suất ngắn mạch sau 0,2sec ngắn mạch pha điểm N1.Các đường dây có điện kháng x1 = 0,4Ohm/Km Các số liệu khác cho hình [...]... và tính dòng IN tại điểm ngắn mạch: E I N  I ck  X - Kiểm tra: dựa vào sơ đồ thay thế, từ dòng ngắn mạch tổng IN tính ngược lại để tìm dòng IF do từng MF có TĐK cung cấp cho điểm ngắn mạch và so sánh với Ith của nó: Eqgh*  1 1 I th*   X th* x d* Nếu IF  Ith thì MF làm việc ở trạng thái KTGH Nếu IF  Ith thì MF làm việc ở trạng thái định mức Nếu giả thiết đúng xem như bài toán đã giải xong Nếu... phát điện nào đó cần phải thay đổi trạng thái của nó và tính toán lại Ví dụ: Khi ngắn mạch 3 pha ở điểm N trên sơ đồ; hãy xác định dòng NM duy trì qua kháng điện K1, dòng và áp của máy phát F3 Máy phát tuabin nước F1, F2 giống nhau: 30MVA; 10,5KV; xd = 1,1 36; có TĐK, Ifgh1 = 3,1 Máy phát tuabin hơi F3: 50MVA; 10,5KV; xd = 2,22; có TĐK, Ifgh2 = 4 Điện áp định mức của các máy biến áp lấy bằng điện áp... độ dòng điện chu kỳ theo thời gian rất ít, thực tế có thể coi là không đổi trong suốt cả quá trình ngắn mạch và bằng trị số ban đầu Đường cong tính toán của máy phát điện turbine hơi Đường cong tính toán của máy phát điện turbine nước II.2 Phương pháp tính toán:  Lập sơ đồ thay thế: - Tính toán qui đổi gần đúng trong đơn vị tương đối (với các lượng cơ bản Scb, Ucb = Utb) - Không cần đặt sức điện động... dòng chu kỳ không thay đổi và bằng: I*cki = 1/x*tti - Nếu các máy phát khác loại thì dùng đường cong tính toán của máy phát có công suất lớn, gần điểm ngắn mạch Ví dụ: Xác định công suất ngắn mạch sau 0,2sec khi ngắn mạch 3 pha ở điểm N1.Các đường dây có điện kháng x1 = 0,4Ohm/Km Các số liệu khác cho trên hình ... giống nhau Số liệu của các phần tử còn lại cho trên sơ đồ Sơ đồ nối điện Sơ đồ thay thế II PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG CONG TÍNH TOÁN: II.1 Đường cong tính toán: Đường cong tính toán là đường cong biểu diễn trị số tương đối của thành phần chu kỳ trong dòng ngắn mạch tại những thời điểm tùy ý của quá trình quá độ phụ thuộc vào một điện kháng - điện kháng tính toán x*tt = x”d + xN I*ckt = f(x*tt , t) I*ckt t1 t2... thể bỏ đi, trừ phụ tải nối trực tiếp vào điểm ngắn mạch thì thay thế bằng XPT = x”PT = 0,35 và tính toán như máy phát có cùng công suất - Các phần tử tỉnh (KĐ,Đd,MBA): thay thế bằng X giống như ở CĐXL bình thường - Hệ thống công suất vô cùng lớn: thay thế bằng UH = 1 XH = 0  Xác định nhóm các máy phát: - Nhập chung các máy phát có khoảng cách đến điểm ngắn mạch gần như nhau - Hệ thống công suất vô cùng... cách đến điểm ngắn mạch gần như nhau - Hệ thống công suất vô cùng lớn phải tách riêng ra  Biến đổi sơ đồ thay thế: Dùng các phép biến đổi đưa sơ đồ về dạng từng nhánh độc lập nối với điểm NM  Tính điện kháng tính toán: x * tti  x * i Sâmi Scb Sđmi - tổng công suất định mức của các máy phát nhập chung trong nhánh thứ i  Tra đường cong tính toán : Từ x*tti và thời điểm t cần xét, tra đường cong ... máy phát điện điểm ngắn mạch, giả thiết trước trạng thái làm việc máy phát điện (những máy phát điện gần điểm ngắn mạch giả thiết làm việc trạng thái kích từ giới hạn, xa - trạng thái điện áp... cong tính tốn máy phát có cơng suất lớn, gần điểm ngắn mạch Ví dụ: Xác định cơng suất ngắn mạch sau 0,2sec ngắn mạch pha điểm N1.Các đường dây có điện kháng x1 = 0,4Ohm/Km Các số liệu khác cho...CHƯƠNG 6: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN NGẮN MẠCH I PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH: I.1 Tính dòng siêu q độ ban đầu:  Lập sơ đồ thay