CHƯƠNG 2 các CHỈ dẫn KHI TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

Định nghĩa:Trị số trong đơn vị tương đối của một đại lượng vật lý nào đó là tỷ số giữa nó với một đại lượng vật lý khác cùng thứ nguyên được chọn làm đơn vị đo lường.. Đại lượng vật lý c

CHƯƠNG 2: Các chỉ dẫn

khi tính toán ngắn mạch

I Những giả thiết cơ bản:

2 Bỏ qua dung dẫn của đường dây

I’S

I’µ

IT Z’µ

ZB

IC

ID ZD

IC

3 Bỏ qua điện trở tác dụng

4 Hệ thống điện 3 pha là đối xứng

5 Xét đến phụ tải một cách gần đúng

1 Bỏ qua dòng điện từ hóa của máy biến áp

1 Định nghĩa:

Trị số trong đơn vị tương đối của một đại lượng vật lý nào đó là tỷ số giữa nó với một đại lượng vật lý khác cùng thứ nguyên được chọn làm đơn vị đo lường

Đại lượng vật lý chọn làm đơn vị đo lường được gọi đại lượng cơ bản

II Hệ đơn vị tương đối:

cb

) cb

*(

A

A

Ví dụ: I = 10KA

) cb

*(

I

I

2

10

5

⇒

I*(cb) đọc là I tương đối cơ bản (tức dòng điện I trong hệ đơn vị tương đối với lượng cơ bản là Icb)

Khi tính toán đối với hệ thống điện 3 pha người ta dùng các đại lượng cơ bản sau:

Scb : công suất cơ bản 3 pha.[MVA]

Ucb : điện áp dây cơ bản.[KV]

Icb : dòng điện cơ bản.[KA]

Zcb : tổng trở pha cơ bản.[Ω]

2 Chọn lượng cơ

bản:

Xét về ý nghĩa vật lý, các đại lượng cơ bản này có liên hệ với nhau qua các biểu thức sau:

Scb = Ucb Icb

3

I

cb

=

3

Do đó ta chỉ có thể chọn tùy ý một số đại lượng cơ bản, các đại lượng cơ bản còn lại được tính từ các biểu thức trên Thông thường chọn trước Scb , Ucb

* Scb : nên chọn những số tròn (chẳng hạn như 100, 200, 1000MVA, ) hoặc đôi khi chọn bằng SđmΣ

* Ucb : Khi tính toán gần đúng chọn Ucb = Uđm = Utb

Theo qui ước có các Utb sau [KV]:

500; 330; 230; 154; 115; 37; 20; 15,75; 13,8;

10,5; 6,3; 3,15; 0,525

3 Một số tính chất của hệ đơn vị tương đối:

1) Các đại lượng cơ bản dùng làm đơn vị đo lường cho các đại lượng toàn phần cũng đồng thời dùng cho các thành phần của chúng

Ví dụ: Scb - S, P, Q; Zcb - Z, R, X

2) Trong đơn vị tương đối điện áp pha và điện áp dây bằng nhau, công suất 3 pha và công suất 1 pha bằng nhau

3) Một đại lượng thực có thể có giá trị trong ĐVTĐ khác nhau tùy thuộc vào lượng cơ bản và ngược lại

4) Thường tham số của các thiết bị được cho trong ĐVTĐ với lượng cơ bản là định mức của chúng (Sđm, Uđm, Iđm)

Cho trước Z*(đm):

đm

2 đm )

đm (

* đm

đm )

đm (

* đm

) đm (

U Z

= I.

3

U

Z Z

Z

5) Đại lượng ĐVTĐ có thể được biểu diễn theo phần trăm

Ví dụ như ở kháng điện, cho trước XK%:

đm

2 đm N

đm

đm

B

U 100

%

u

= I.

3

U

100

%

X

⇒

máy biến áp, cho trước uN%:

⇒

đm

đm

K đm

) đm (

* K

I

3

U

100

%

X = X

X

⇒

3 Tính đổi đại lượng trong hệ đơn vị tương đối:

*Từ lượng CB1 (Scb1, Ucb1, Icb1) sang CB2 (Scb2, Ucb2, Icb2):

A = A*(cb1) Acb1 = A*(cb2) Acb2

2 2 cb

2 1 cb 1

cb

2

cb )

1 cb (

* 2

cb

1 cb 1

cb

2

cb )

1 cb (

* )

2 cb (

U S

S Z

= U

U I

I Z

2 cb

1

cb )

1 cb (

* )

2 cb (

U E

* Từ lượng định mức ĐM (Sđm, Uđm, Iđm) sang thành giá trị ứng với lượng cơ bản CB (Scb, Ucb, Icb) :

2 cb

2 đm đm

cb )

đm (

* cb

đm đm

cb )

đm (

* )

cb (

U S

S Z

= U

U I

I Z

* Khi chọn Ucb = Uđm :

E

I

S S

cb đm

E

=

=

cb

đm )

đm (

* )

cb (

U E

III Cách thành lập sơ đồ thay

thế:

k1, k2, kn : tỷ số biến đổi của các máy biến áp

III.1 Qui đổi chính xác trong hệ đơn vị có tên:

- Chọn một đoạn tùy ý làm đoạn cơ sở

- Sức điện động, điện áp, dòng điện và tổng trở của đoạn cần xét (thứ n) được qui đổi về đoạn cơ sở theo:

E E

1

k k k (k k k 1 2 n 1 2 n 1 2 n 1 2 n = = = = )

)

.

) 2

Lưu

ý:

- En, Un, In, Zn: tham số của đoạn thứ n trong đơn vị có

tên

- Enqđ, Unqđ, Inqđ, Znqđ: tham số của đoạn thứ n trong đơn

vị có tên đã được quy đổi về đoạn cơ sở

Như vậy:

U

U U

U U

cs

n

1

1 2

1 = ; k = ' ; ; k = ' −

- Lưu ý về k:

 k lấy bằng tỷ số biến áp lúc không tải

tích của k chỉ bao gồm k của những máy biến áp

nằm giữa đoạn xét và đoạn cơ sở

“chiều” của k lấy từ đoạn cơ sở đến đoạn cần xét

- Trong những biểu thức qui đổi trên, nếu các đại

lượng cho trước trong ĐVTĐ thì phải tính đổi về đơn

vị có tên Ví dụ, đã cho Z*(đm) thì:

đm

2 đm )

đm (

* đm

đm )

đm (

U Z

= I.

3

U

Z

Z =

∼

B5 D1

D2

D3

PT3

K

KV 5 , 10 121

KV 35

115 11510,5KV

KV 5 , 10 110

10KV 2KA X%=5

KV 5 , 10 121

Ví dụ:

Quy đổi điện kháng của

kháng điện K về đoạn cơ sở

(đoạn có nối F1).

Dùng phép QĐ chính xác

trong hệ ĐV có tên.

Điện kháng thực của K:

đm

đm K

K

I.

3

U 100

% X

2 3

10 100

5

Điện kháng QĐ của K:

K

2 Kqđ ( ) X

121

5 ,

10







5 , 10

110 2







k5

XKqđ =

0,119 Ω

III.2 Qui đổi gần đúng trong hệ đơn vị có

tên: Giả thiết: Uđm = Utb

Như vậy:

k U

U

U U

U U

tbcs tb

tb

tbn tbn

1

1 2

1

= ; k = ; ; k = −

Do đó ta sẽ có các biểu thức qui đổi đơn giản hơn:

U .

U

U

U

U =

U U

tbcs tb1

tb1 tb2

tbn-1 tbn

tbcs tbn

Lưu ý: Nếu các đại lượng cho trước trong ĐVTĐ thì phải tính đổi gần đúng về đơn vị có tên

Ví dụ, đã cho Z*(đm) thì:

đm

2 tb )

đm (

* đm

tb )

đm (

U Z

= I.

3

U

Z

Z =

n

2

tbn

tbcs qđ

U

U

Z









=

∼

B5 D1

D2

D3

PT3

K

KV 5 , 10 121

KV 35

115 11510,5KV

KV 5 , 10 110

10KV 2KA X%=5

KV 5 , 10 121

Ví dụ:

Quy đổi điện kháng của

kháng điện K về đoạn cơ sở

(đoạn có nối F1).

Dùng phép QĐ gần đúng

trong hệ ĐV có tên.

Điện kháng thực của K:

đm

tb K

K

I.

3

U 100

% X

2 3

5 , 10 100

5

Điện kháng QĐ của K:

2

.0,152 5

, 10

5 ,

10 2













=

XKqđ =

0,152 Ω

tbn

tbcs

U U

III.3 Qui đổi chính xác trong hệ đơn vị

tương đối:

Chọn đoạn cơ sở và các lượng cơ bản Scb , Ucbcs của đoạn cơ sở

Tính lượng cơ bản của các đoạn khác Lượng cơ bản Ucbn của đoạn thứ n được tính như sau:

) S = S

S

(

U k

k k

1

U

cb cbcs

cbn

cbcs n

2 1

cbn

=

=

 Tính đổi tham số của các phần tử ở mỗi đoạn sang đơn vị tương đối với lượng cơ bản của từng đoạn

III.4 Qui đổi gần đúng trong hệ đơn vị

tương đối:

Giả thiết: Uđm = Utb

 Chọn Scb chung cho tất cả các đoạn

 Trên mỗi đoạn lấy Ucb = Utb

 Tính đổi tham số của các phần tử ở mỗi đoạn sang đơn vị tương đối theo các biểu thức gần đúng

Tóm tắt một số biểu thức tính toán tham số của các phần tử

x d" U

Sđmđm

2

x d" S S

U U

cb đm

đm cb

2

2 x "d S

Sđmcb

S

N đm

đm

% 100

2

U

N cb

đm

đm cb

% 100

2 2

S

N cb

đm

%

100 .

I

đm đm

%

.

100 3.

I

U U

cb đm

đm cb

%

100 . .

Iđmcb

%

100 .

X l.1 S

U

cb

cb2

X l.1 S

U

cb

tb2

THIẾT BỊ SƠ ĐỒ

THAY THẾ

THAM SỐ TRA ĐƯỢC

TÍNH TRONG ĐƠN VỊ CÓ TÊN

TÍNH CHÍNH XÁC TRONG ĐVTĐ

TÍNH GẦN ĐÚNG TRONG ĐVTĐ

Máy phát Sx”d,

đm ,

Uđm

Máy biến

áp (2 cuộn

dây)

uN%, k,

Sđm

Kháng

điện

X%,

Iđm, Uđm

Đường

dây [ΩX/Km]1

X1.l

IV Biến đổi sơ đồ thay thế :

IV.1 Nhánh đẳng trị:

đt

k k k

n

k k

k k

n

∑

.

1

1

trong đó : Yk = 1/ Xk là điện dẫn của nhánh thứ k

IV.2 Biến đổi Y - ∆:

3

2 1 2

1 12

X

X X   +   X   +   X      

  X X

X

X X

=

X

23 13

12

13 12

1

+ +

IV.3 Biến đổi sao - lưới:

Xmn = Xm Xn ΣY

Xm , Xn : điện kháng của nhánh thứ m và n trong

hình sao

ΣY: tổng điện dẫn của tất cả các nhánh hình sao

⇒

1,2,3,4: nguồn 5: điểm NM