Khi tính toán ta phải qui các giá trị về một cấp cơ bản trong hệ thống.
Tổng trở hệ thống là không có đơn vị
Sau khi tính dòng, áp, công suất sẽ đưa về bài toán có đơn vị bằng cách nhân với giá trị cơ bản.
Tính các giá trị trong đơn vị tương đối như sau.
GVTH: Ths. Nguyễn Thanh Hiền
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
bản cô
trò Giá
thực trò
đối Giá tửụng
vò ủụn trong
trò
Giá =
cb đvtđ S S S
S* = =
cb đvtđ U U U
U * = =
cb
đvtđ Z
Z Z
Z* = =
cb đvtđ I I I
I* = =
Công suất cơ bản Scb và điện áp cơ bản Ucb sẽ được chọn. Chúng ta chọn sau cho gần bằng với giá trị danh định.
Dòng điện cơ bản và tổng trở cơ bản thì phụ thuộc vào Scb và Ucb
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Dòng điện cơ bản và tổng trở cơ bản tính như sau:
cb cb
cb U
I S
.
= 3
cb cb
cb I
Z U
.
= 3
Thay Icb vào tổng trở như sau:
=
MVA kV S
Z U
cb cb cb
2 2
;
GVTH: Ths. Nguyễn Thanh Hiền
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Khi trong mạng có chứa nhiều máy biến áp, thì giá trị điện áp cơ bản sẽ chọn khác nhau cho mỗi phía máy biến áp và tỷ số điện áp cơ bản phải bằng với tỷ số máy biến áp.
Lưu ý giá trị công suất cơ bản thì không thay đổi cho toàn hệ thống.
Ví dụ 1:
Xét máy biến áp ba pha nối Y/∆ có cấp điện áp U1/U2= 34,5/115 kV. Chọn giá trị cơ bản Scb; U1cb, I1cb; Z1cb phía sơ cấp. Tính các giá trị cơ bản phía thứ cấp (phía cao áp).
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Trong hệ đơn vị tương đối, việc tính toán ít bị nhầm lẫn hơn so với có đơn vị là do chọn giá trị cơ bản tuân theo công thức có đơn vị.
Ưu điểm tính toán trong hệ đơn vị tương đối
; .
3
; .
3 cbp cb cb1 p
cb U S S
U = =
Nhờ vậy mà giá trị tương đối của áp pha bằng áp dây và công suất tương đối ba pha bằng công suất tương đối một pha. Trong tính toán giá trị trong hệ đơn vị tương đối là một pha.
GVTH: Ths. Nguyễn Thanh Hiền
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Tính các giá trị trong hệ đơn vị tương đối nếu bỏ qua điện trở của hệ thống như sau:
Tính dòng ngắn mạch ba pha.
*
* )
3
*( (0)
kk k
Nk X
I = U Với:
- U*k(0): điện áp tại nút trước khi sự cố trong hệ đvtđ.
- X*kk là trở kháng nhìn từ điểm sự cố về hệ thống trong hệ đvtđ
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Biểu diễn dòng sự cố trong hệ đơn vị có tên như sau:
Tính dòng ngắn mạch ba pha.
) (
) . 0
. (*
* )
3
*(
) 3
( I kA
X I U
I
I cb
kk k cb
Nk
Nk = =
Tính công suất ngắn mạch ba pha.
) (
. . ) 0 . * (
* )
3
( S MVA
U X
U U
S cb
cb kk
k đk
N =
) ) (
( .
3
)
( kA
kV U
MVA I S
cb cb cb =
GVTH: Ths. Nguyễn Thanh Hiền
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Nếu điện áp cơ bản chọn bằng giá trị điện áp điều khiển (giả sử lấy định mức) thì công suất ngắn mạch tính gần đúng được viết như sau.
) (
) . 0 (
*
* )
3
( S MVA
X
S U cb
kk k
N =
Nếu trong tính toán bỏ qua dòng tải trước khi xảy ra sự cố, nên Uđk = 1 (đvtđ) thì giá trị điện kháng đvtđ.
)
) (
3 (
* đvtđ
S X S
N cb kk =
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Chuyển đổi cơ bản trong hệ đơn vị tương đối
Thông số máy biến áp và máy phát thường nhà sản xuất cung cấp dưới dạng % hay với đại lượng cơ bản là định mức.
Tổng trở đường dây truyền tải được biểu diễn dạng (Ω). Khi phân tích hệ thống tất cả các tổng trở được biễu diễn trong đơn vị tương đối trên hệ cơ bản chung. Vì vậy trong tính toán cần phải chuyển đổi giá trị trong hệ đvtđ sang hệ cơ bản được chọn.
GVTH: Ths. Nguyễn Thanh Hiền
mới mới
cuõ cuõ
cb đvtđ
cb
đvtđ Z Z Z
Z
Z ( Ω ) = . = .
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Hay:
cuõ mới mới
cuõ cuõ mới
cuõ cuõ mới
cb cb cb
cb đvtđ
cb cb đvtđ
đvtđ S
S U
Z U Z
Z Z
Z . .
2
=
=
Biểu diễn tổng trở trong hệ đơn vị có tên như sau:
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
4/ Tính toán các giá trị cơ bản tại các vị trí khác nhau 5/ Vẽ sơ đồ mạch điện tương đương
6/ Tính toán dòng sự cố.
Các bước tính trong hệ đơn vị tương đối.
1/ Vẽ sơ đồ một dây với các thông số của từng phần tử sơ đồ, đánh số từng điểm nút của cơ đồ.
2/ Chọn giá trị công suất cơ bản cho toàn hệ thống, thường chọn bằng công suất máy phát hay của máy biến áp thuận tiện cho việc tính toán.
3/ Chọn giá trị điệnn áp cơ bản.
GVTH: Ths. Nguyễn Thanh Hiền
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Bài tập 1:
Cho sơ đồ đơn tuyến của mạng điện ba pha như sau:
Điện áp nguồn phát UG= 13,2 kV (điện áp dây) ST1= 5 MVA; XT1=10 %; U1/U2=13,2/132 kV ST2= 10 MVA; XT2=8%; U1/U2=138/69 kV
G
T1
Y
I II T2
Y
III
Tải
1 2 3 4
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Tính dòng nguồn phát, dòng đường dây, dòng tải, điện áp tải và công suất truyền tải trong hệ đvtđ.
Z23=10 + j 100 Ω; Ztải = 300 Ω
GVTH: Ths. Nguyễn Thanh Hiền
Hướng dẫn.
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Chọn giá trị cơ bản thuận tiện cho việc tính toán.
Chọn công suất cơ bản và điện áp cơ bản.
; 10 MVA Scb =
1 2
1
. 1T T IIcb
Icb U
U U U =
kV UIIcb =138
Tính điện áp cơ bản UIcb dựa vào tỷ số biến áp.
Tính điện áp cơ bản UIIIcb dựa vào tỷ số biến áp.
2 1
2
. 2T T IIcb
IIIcb
U U U
U =
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Tính tổng trở cơ bản.
cb IIcb IIcb S Z U
= 2
cb IIIcb IIIcb
S Z U
= 2
Tính toán các giá trị cơ bản.
Tính dòng điện cơ bản.
Icb cb
Icb U
I S
.
= 3
GVTH: Ths. Nguyễn Thanh Hiền
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Chuyển đổi sang đơn vị tương đối.
Z đvtđ Z Z
IIcb L L* =
Z đvtđ Z Z
IIIcb t t
ải = ải
*
S đvtđ S
U U
XT XT cb
1 2
2 1
* 1
1 . .
100
=
Chuyển đổi điện áp nguồn sang đơn vị tương đối.
U đvtđ E U
Icb G
* = 1
Vẽ sơ đồ mạch điện tương đương.
Đối với X*T2 trong hệ cơ bản được chọn nên không đổi giá trị.
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Tính tổng trở tương đương.
GVTH: Ths. Nguyễn Thanh Hiền
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Tính dòng điện trong mạch.
Z đvtđ I E*
* G
* =
•
Tính điện áp tải.
đvtđ Z
. I
U *
*
*
tải
•
• =
Tính công suất tải.
đvtđ
* 2
*
*
*
*
I Z.
U . I
S
=
= • • •
•
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Chuyển đổi các giá trị tương đối về giá trị có đơn vị.
A) ( I
. I
I Icb
•*
•I = Dòng máy phát.
A) ( I
. I
I IIcb
* II
•
• =
Dòng đường dây.
A) ( I
. I
I IIIcb
* III
•
• =
Dòng tải.
GVTH: Ths. Nguyễn Thanh Hiền
Tính điện áp tải.
) (
. U
*
kV U
UIII cb
= •
Tính công suất tải.
) (
S
*
MVA S
S cb
= •
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Bài tập 2:
Cho sơ đồ mạng điện như sau:
G1= 60 MVA; U1= 13 kV; jX’1d = 24%
G2= 40 MVA; U2= 13 kV; jX’2d = 24%
ST= 100 MVA; jXT=16%; U1/U2=13/220 kV, X23=j160 Ω
GVTH: Ths. Nguyễn Thanh Hiền
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
a/ Xác định dòng ngắn mạch ba pha tại thanh cái 1 khi tính quy về phía 13 kV
b/ Xác định dòng ngắn mạch ba pha tại thanh cái 1 khi tính quy về phía 220 kV
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Hướng dẫn.
Chọn giá trị cơ bản thuận tiện cho việc tính toán.
Công suất cơ bản cho toàn hệ thống.
MVA Scb = 100
Điện áp cơ bản.
kV UIIcb = 220
kV UIcb = 13
GVTH: Ths. Nguyễn Thanh Hiền
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Tính tổng trở cơ bản.
Tính toán các giá trị cơ bản.
Tính dòng điện cơ bản.
Chuyển đổi sang đơn vị tương đối.
Vẽ sơ đồ mạch điện tương đương.
Tính tổng trở tương đương Thevenin.
Tính dòng điện ngắn mạch ba pha.
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Chuyển đổi dòng điện về đơn vị có tên.
a. Dòng phía sơ cấp của máy biến áp (13 kV).
b. Dòng phía thứ cấp của máy biến áp (220 kV).
GVTH: Ths. Nguyễn Thanh Hiền
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
Bài tập 3:
Cho sơ đồ mạng điện chưa mang tải như sau:
S1G= 40 MVA; U1= 13 kV; jX’1g = 35% Ω S2G= 63 MVA; U2= 13 kV; jX’2g = 35% Ω ST= 125 MVA; jXT=30%; U1/U2=13/220 kV Z23=20 + j 70 Ω; Xtải = j150 Ω
a/ Xác định dòng ngắn mạch ba pha khi tính quy về phía 13 kV
b/ Xác định dòng ngắn mạch ba pha khi tính quy về phía 220 kV
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGNGẮẮN MN MẠẠCH ĐCH ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
3
GVTH: Ths. Nguyễn Thanh Hiền
CCÁÁC PHƯƠNG PHC PHƯƠNG PHÁÁP TP TÍNH TOÍNH TOÁÁN N NGẮNGẮN MN MẠẠCH BCH BẤẤT ĐT ĐỐỐI XI XỨỨNGNG
4