EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP
ĐIỆN - Chương 6
Bản 2021
Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống
điện/BKHN 1
Chương 6.
Tính toán ngắn mạch
HTCCĐ
PGS.TS. Bạch Quốc Khánh
Bộ môn Hệ thống điện
Đại học Bách Khoa Hà Nội
Hệ Thống Cung Cấp Điện
EE-3425
1. Giới thiệu chung
2. Tính toán ngắn mạch 3 pha
Nội dung
EE3425 - Hệ thống cung cấp điệnBạch quốc Khánh
Chương 6. Tính toán ngắn mạch HTCCĐ
1
2
EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP
ĐIỆN - Chương 6
Bản 2021
Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống
điện/BKHN 2
Dòng điện ngắn mạch
iR+ L
di
dt = u t
i= i. + i.
Z= R
+ ωL
φ= tan ωL
R
T=R
L
=U
Z
sin(ωt + α − φ) + C. e
u t = Usin(ωt + α)
iN
RNLN
R
L
ib
K
u(t)
1. Giới thiệu chung
1.1. Hiện tượng ngắn mạch
EE3425 - Hệ thống cung cấp điệnBạch quốc Khánh
1
Chương 6. Tính toán ngắn mạch HTCCĐ
Các đặc trưng dòng điện ngắn mạch
Dòng NM siêu quá độ: I”
Dòng NM xác lập: I
Dòng NM xung kích: ixk
Phân loại
Ngắn mạch gần nguồn:
𝐼" > 𝐼> 𝐼
Ngắn mạch xa nguồn:
𝐼" = 𝐼= 𝐼
2
1. Giới thiệu chung
1.1. Hiện tượng ngắn mạch
EE3425 - Hệ thống cung cấp điệnBạch quốc Khánh
Chương 6. Tính toán ngắn mạch HTCCĐ
3
4
EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP
ĐIỆN - Chương 6
Bản 2021
Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống
điện/BKHN 3
Phân loại
Ngắn mạch đối xứng:
Ngắn mạch không đối xứng
•Ngắn mạch 1 pha – đất - N(1)
•Ngắn mạch 2 pha đất - N(1,1)
•Ngắn mạch pha – pha - N(2)
•Ngắn mạch 3 pha – N(3)
3
1. Giới thiệu chung
1.1. Hiện tượng ngắn mạch
EE3425 - Hệ thống cung cấp điệnBạch quốc Khánh
Chương 6. Tính toán ngắn mạch HTCCĐ
Hệ đơn vị có tên (V, A, VA, )
Hệ đơn vị tương đối định mức (S∗, U∗, I∗, Z∗):
Hệ đơn vị tương đối cơ bản (S∗, U∗, I∗, Z∗):
Tính ngắn mạch trong hệ tương đối cơ bản
Chọn đại lượng cơ bản: Scb, Ucb = Utb = 1,05Uđm
⟹ I =

; Z =

Qui đổi thông số các phần tử về hệ đơn vị tương đối cơ bản
Tính toán dòng ngắn mạch trong hệ tương đối cơ bản
Quy đổi dòng ngắn mạch về hệ có tên
U∗ =U(V)
U
U∗=U(V)
Uđ
1. Giới thiệu chung
1.3. Hệ đơn vị tương đối
EE3425 - Hệ thống cung cấp điệnBạch quốc Khánh
4
Chương 6. Tính toán ngắn mạch HTCCĐ
5
6
EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP
ĐIỆN - Chương 6
Bản 2021
Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống
điện/BKHN 4
Dòng điện ngắn mạch
Lập sơ đồ thay thế và biến đổi về Hình (1)
Giả thiết
Bỏ qua phụ tải
Bỏ qua các thành phần điện trở nhỏ
Ngắn mạch xa nguồn
Hệ thống điện
Hệ thống cung
cấp điện
Ngắn
mạch
Điểm kết
nối chung
Z=U
S
Utb: Điện áp trung bình tại PCC (=1,05Uđm)
SN: Công suất ngắn mạch của HTĐ tại PCC
U=1
ZH
ZN
Hình (1)
Tính các dòng điện ngắn mạch đặc trưng (I”, I, ixk)
I∗ =1
Z
+
Z
⇒ I= I∗
S
3
U

⇒ i = 2Ik
kxk=1,8
2. Tính toán ngắn mạch 3 pha
2.1. Trong lưới trung áp
EE3425 - Hệ thống cung cấp điệnBạch quốc Khánh
5
Chương 6. Tính toán ngắn mạch HTCCĐ
Quy đổi điện kháng các phần tử sang hệ tương đối cơ bản:
𝑥=X
Z
= XS
U
= 1
‒ Hệ thống:
‒ ĐDK AC-95:
‒ TBATG:
‒ Cáp đồng 3x50mm2:
‒ Chọn hệ cơ bản: Scb = SN= 250MVA. Ucb = Utb = 1,05x(35;10)kV
𝑥= XS
U
= 1 250
36,75= 0,185
𝑥 = X S
U
= 3,67 250
36,75= 0,67
𝑥=X
Z
= XS
U
= 9. 10 250
10,5= 0,02
Ví dụ 6.1. Tính ngắn mạch 3 pha tại hai điểm A và B của HTCCĐ sau:
PX1 PX2 PX3
3x50
150m
3x50
75m
3x50
100m
2xAC-95
5km
TBATG:
2x7,5MVA;
35/10kV;
uN%=4,5%
A
B
HTĐ
SN= 250MVA
X=U
S
=36,75
250 = 5,4Ω
‒ Hệ thống:
X =𝑋
2=1
2𝑢%. Uđ
100. Sđ.
=1
24,5.35
100.7,5 = 3,67Ω
‒ ĐDK AC-95, x0= 0,4/km: Xd=
x0.L = 0,5.0,4.5 = 1
‒ TBATG:
‒ Cáp đồng 3x50mm2, x0= 0,12/km: Xc= 0,12.0,075 = 9.10-3
Xác định điện kháng các phần tử trong hệ có tên ():
EE3425 - Hệ thống cung cấp điệnBạch quốc Khánh
6
7
8
EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP
ĐIỆN - Chương 6
Bản 2021
Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống
điện/BKHN 5
Sơ đồ thay thế trong hệ tương đối cơ bản:
Tính ngắn mạch 3 pha tại điểm B:
I.∗ =1
𝑥+ 𝑥+ 𝑥 + 𝑥
=1
1 + 0,185 + 0,67 + 0,12 = 0,533
I. = I.∗ × I = I.∗ S
3. U
= 0,533 250
3. 10,5 = 7,33kA
i. =2. k × I. = 2. 1,8 × 7,33 = 18,66kA
I.∗ =1
𝑥+ 𝑥
=1
1 + 0,185 = 0,843
I. = I.∗ × I = I.∗ 𝑆
3. 𝑈
= 0,843 250
3. 36,75 = 3,31kA
i. = 2. k × I. = 2. 1,8 × 3,31 = 8,43kA
Tính ngắn mạch 3 pha tại điểm A:
EE3425 - Hệ thống cung cấp điệnBạch quốc Khánh
7
Dòng điện ngắn mạch
Lập sơ đồ thay thế và biến đổi về Hình (2)
Giả thiết
Ngắn mạch xa nguồn US.TBAPP = Uđm
Tính toán trong hệ có tên
Phải xét các thành phần điện trở nhỏ
Phải xét phụ tải động gần điểm ngắn mạch
ZN
Hình (2)
Tính các dòng điện ngắn mạch đặc trưng
⇒ i = 2Ik
ĐĐ
TBAPP
U=Uđm
I=Uđ
3. R
+ X
+ IĐ+ 6,5. IĐ
IĐ=P
đ.Đ
3. Uđ.Đ cos φĐηĐ
kxk=1,21,3
2. Tính toán ngắn mạch 3 pha
2.2. Trong lưới hạ áp
EE3425 - Hệ thống cung cấp điệnBạch quốc Khánh
8
Chương 6. Tính toán ngắn mạch HTCCĐ
9
10