BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ
---------------  ---------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP
110/35/22kV – 2x31,5 MVA

Giáo viên hướng dẫn

: GS.VS.TSKH Trần Đình Long

Sinh viên thực hiện

: Bùi Minh Hải

Lớp

: Điện Kỹ Thuật – K.27

Quy Nhôn –
07/2009


LỜI NÓI ĐẦU
Điện năng là nguồn năng lượng vô cùng quan trọng đối với cuộc sống con người. Nó
được sử dụng trong hầu hết các lónh vực của nền kinh tế quốc dân như : công nghiệp, nông
nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt, dịch vụ ... Chính vì thế nên việc hiểu biết về những hư
hỏng và hiện tượng không bình thường có thể xảy ra trong hệ thống điện cùng với những

phương pháp và thiết bị bảo vệ nhằm phát hiện đúng và nhanh chóng cách ly phần tử hư
hỏng ra khỏi hệ thống, cảnh báo và xử lý khắc phục chế độ không bình thường là mảng
kiến thức rất quan trọng trong ngành hệ thống điện.
Vì lý do đó, em đã chọn đề tài tốt nghiệp :“Thiết Kế Bảo Vệ Rơle Cho Trạm Biến
p 110 Kv”. Đồ án gồm 5 chương:
Chương 1 : Mô tả đối tượng được bảo vệ, các thông số chính.
Chương 2 : Tính toán ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơle.
Chương 3 : Lựa chọn phương thức bảo vệ.
Chương 4 : Giới thiệu tính năng và thông số của các rơle sử dụng.
Chương 5 : Tính toán các thông số của rơle, kiểm tra sự làm việc của bảo vệ.


MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu................................................................................................................................ 1
Chương 1: Mô tả đối tượng được bảo vệ và các thông số chính........................................ 2
1.1 Mô tả đối tượng.............................................................................................................. 2
1.2 Thông số chính............................................................................................................... 2
1.2.1 Hệ thống điện............................................................................................................ 2
1.2.2 Đường dây.................................................................................................................. 3
1.2.3 Máy biến áp.............................................................................................................. 3
1.3 Chọn máy cắt, máy biến dòng điện, máy biến điện áp............................................... 3
1.3.1 Máy cắt điện.............................................................................................................. 3
1.3.2 Máy biến dòng điện.................................................................................................. 5
1.3.3 Máy biến điện áp...................................................................................................... 6
Chương 2: Tính ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơle..................................................................7
2.1 Các giả thiết cơ bản khi tính toán ngắn mạch..............................................................7
2.2 Chọn các đại lượng cơ bản và tính thông số các phần tử.............................................8
2.3 Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch...................................................................................... 9
2.4 Sơ đồ (phương án) tính toán ngắn mạch..................................................................... 10

2.4.1. Sơ đồ 1 : SNmax , 1 máy biến áp làm việc.............................................................. 11
2.4.2. Sơ đồ 2 : SNmax , 2 máy biến áp làm việc song song............................................ 20
2.4.3. Sơ đồ 3 : SNmin , 1 máy biến áp làm việc.............................................................. 29
2.4.4. Sơ đồ 4 : SNmin , 2 máy biến áp làm việc song song............................................. 38
Chương 3: Chọn phương thức bảo vệ - chọn loại rơle sử dụng.......................................48
3.1 Các hư hỏng và chế độ làm việc không bình thường của máy biến áp .....................48
3.2 Các loại bảo vệ cần đặt................................................................................................49
3.2.1 Những yêu cầu đối với thiết bị bảo vệ hệ thống điện.........................................49
3.2.2 Bảo vệ chính...........................................................................................................50
3.2.3 Bảo vệ chính...........................................................................................................54
3.3. Sơ đồ phương thức bảo vệ............................................................................................57
Chương4: Giới thiệu tính năng và thông số các loại rơ le sử duïng..................................58


4.1.Rơ le bảo vệ so lệch 7UT613.......................................................................................58
4.1.1. Giới thiệu tổng quan về rơle 7UT613...................................................................58
4.1.2. Nguyên lý hoạt động chung của rơle 7UT613........................................60
4.1.3. Một số thông số kỹ thuật của rơle 7UT613..........................................................63
4.1.4. Cách chỉnh định và cài đặt thông số cho rơle 7UT613........................................64
4.1.5. Chức năng bảo vệ so lệch máy biên áp của rơle 7UT613...................................65
4.1.6. Chức năng bảo vệ chống chạm đất hạn chế của rơle 7UT613............................69
4.1.7. Chức năng bảo vệ quá dòng của rơle 7UT613.....................................................71
4.1.8. Chức năng bảo vệ chống quá tải của rơle 7UT613..............................................71
4.2. Hợp bộ bảo vệ quá dòng 7SJ621.................................................................................72
4.2.1. Giới thiệu tổng quan về rơ le 7SJ621...................................................................72
4.2.2. Nguyên lý hoạt động chung của rơle 7SJ621.......................................................74
4.2.3. Chức năng bảo vệ trong rơ le 7SJ621...................................................................76
4.2.4. Một số thông số kỹ thuật của rơle 7SJ512............................................................78
Chương5: Chỉnh định và kiểm tra sự làm việc của rơle....................................................81
5.1. Tính toán các thông số của bảo vệ..............................................................................81

5.1.1. Các số liệu cần thiết cho việc tính toán bảo vệ rơ le.........................................81
5.1.2. Tính toán các thông số của bảo vệ.......................................................................81
5.2. Kiểm tra sự làm việc của bảo vệ................................................................................85
5.2.1. Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm.........................................................................85
5.2.2. Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không ...............................................................89
5.2.3. Bảo vệ quá dòng có thời gian................................................................................90
5.2.4. Bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian........................................................91
Tài liệu tham khảo..................................................................................................................93



CHƯƠNG 1
MÔ TẢ ĐỐI TƯNG ĐƯC BẢO VỆ – THÔNG SỐ CHÍNH
1.1. MÔ TẢ ĐỐI TƯNG
Trạm biến áp được bảo vệ gồm hai máy biến áp ba dây quấn B1 và B2 được mắc song
song với nhau. Hai máy biến áp này được cung cấp từ hai nguồn của HTĐ1 và HTĐ2. Hệ
thống điện HTĐ1 cung cấp đến thanh góp 110kV của trạm biến áp qua đường dây D1, hệ
thống điện HTĐ2 cung cấp đến thanh góp 110kV của trạm biến áp qua đường dây D2. Phía
trung và hạ áp của trạm có điện áp 35kV và 22kV để đưa đến các phụ tải.
110kV
HTĐ1

D1
N1

HTĐ2

BI4

BI5


BI1 N1’

N3’

BI3

22kV

N3

B1

D2
N2’

B2

BI2
35kV
N2

Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý và các vị trí đặt máy biến dòng
dùng cho bảo vệ của trạm biến áp
1.2. THÔNG SỐ CHÍNH
1.2.1. Hệ thống điện HTĐ1, HTĐ2: có trung tính nối đất
1. Hệ thống điện HTĐ1:
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực đại: S1Nmax = 2250 MVA
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực tiểu: S1Nmin = 0,7S1Nmax
Điện kháng thứ tự không: X0H1 = 1,2X1H1

2. Hệ thống điện HTĐ2:
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực đại: S2Nmax = 1700 MVA
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực tiểu: S2Nmin = 0,75S2Nmax


Điện kháng thứ tự không: X0H2 = 1,35X1H2
1.2.2 Đường dây D1, D2:
1.Đường dây D1:
Chiều dài đường dây: L1 = 40 km
Điện kháng trên một kilômét đường dây: X11 = 0,409 Ω/km
Điện kháng thứ tự không: X0D1 = 2X1D1
2. Đường dây D2:
Chiều dài đường dây: L2 = 55 km
Điện kháng trên một kilômét đường dây: X12 = 0,401 Ω/km
Điện kháng thứ tự không: X0D2 = 2X1D2
1.2.3. Máy biến áp
Công suất danh định của mỗi máy biến áp:Sdđ = Sdđ1 = Sdđ2 = 31,5 MVA
Cấp điện áp 121/38,5/24 kV
Điện áp ngắn mạch phần trăm của các cuộn dây
I – II = 10,5
Uk % :
I – III = 17
II – III = 6
Toå đấu dây YN – d11 – yn12
Giới hạn điều chỉnh điện áp: ∆ c = ± 15%
1.3. CHỌN MÁY CẮT, MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN, MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP
1.3.1. Máy cắt điện:
- Điện áp định mức (mMC): Điện áp định mức của máy cắt được chọn phải lớn hơn
hoặc bằng điện áp của lưới điện: mMC ≥ mlưới
- Dòng điện định mức (IđmMC): Dòng điện định mức của máy cắt được chọn phải lớn

hơn hoặc bằng dòng điện làm việc cưỡng bức của mạch: IđmMC ≥ Ilvcb
- Điều kiện cắt: Dòng điện cắt định mức của máy cắt phải lớn hơn hoặc bằng dòng
điện ngắn mạch của mạch: ICđm ≥ I”N
- Điều kiện ổn định lực động điện khi ngắn mạch: Dòng điện ổn định lực động điện
của máy cắt phải lớn hơn dòng ngắn mạch xung kích qua nó: iđđmMC ≥ ixk
-Điều kiện ổn định nhiệt: Các máy cắt nói chung thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt,
đặc biệt với những loại máy cắt có dòng định mức lớn hơn 1000A. Do đó với các máy cắt có
dòng định mức lớn hơn 1000A không cần kiểm tra điều kiện này:
I2nhđm.tnhđm ≥ BN
(BN: là xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch).
Dựa vào cấp điện áp và dòng điện làm việc cưỡng bức lớn nhất của các mạch kết
hợp với các giá trị dòng điện ngắn mạch đã tính được ở chương II ta chọn máy cắt của từng
mạch cho từng cấp điện áp như ở bảng 1.1.
1. Phía điện áp 110kV:


Ilvcb = kqtsc.IñmB = kqtsc.

SñmB
3.U ñmB

= 1.4.

31,5

= 0,221 kA = 221 A

3.115

I”N = IBI1maxIcb1 = 35,5871 . 0,1503 = 5,3487 kA (Baûng 2.4.1)

Ixk = 2 .1,8.I”N = 2 .1,8. 5,3487 = 13,6156 kA
Chọn máy cắt có thông số:
+ Điện áp định mức: mMC ≥ 110kV
+ Dòng điện định mức: IđmMC ≥ Ilvcb = 221A
+ Dòng cắt định mức: ICđm ≥ 5,3487 kA
+ Điều kiện ổn định lực động điện: iđđmMC ≥ 13,6156 kA
2. Phía điện áp 35kV:
Ilvcb = kqtsc.IđmB = kqtsc.

SñmB
3.U ñmB

= 1.4.

31,5
3.37,5

= 0,678 kA = 678 A

I”N = IBI2maxIcb2=7,3746 . 0,4723 = 3,483 kA (Baûng 2.4.1)
Ixk = 2 .1,8.I”N = 2 .1,8. 3,483 = 8,866 kA
Chọn máy cắt có thông số:
+ Điện áp định mức: mMC ≥ 35kV
+ Dòng điện định mức: IđmMC ≥ Ilvcb = 678 A
+ Dòng cắt định mức: ICđm ≥ 3,483 kA
+ Điều kiện ổn định lực động điện: iđđmMC ≥ 8,866 kA
3. Phía điện aùp 22kV:
Ilvcb = kqtsc.IñmB = kqtsc.

SñmB

3.U ñmB

= 1.4.

31,5
3.24

= 1,0608kA = 1060,8 A

I”N = IBI3maxIcb3 =6,54 . 0,7577 = 4,9553 kA (Baûng 2.4.1)
Ixk = 2 .1,8.I”N = 2 .1,8. 4,9553 = 12,6142 kA
Chọn máy cắt có thông số:
+ Điện áp định mức: mMC ≥ 22kV
+ Dòng điện định mức: IđmMC ≥ Ilvcb = 1060,8 A
+ Dòng cắt định mức: ICđm ≥ 4,9553 kA
+ Điều kiện ổn định lực động điện: iđđmMC ≥ 12,6142 kA
Bảng 1.1.
Điện áp

Loại máy
Cắt

mMC
kV

IđmMC
A

ICđmMC
kA


iđđmMC
kA

110kV

3AQ1-FE

123

3150

31,5

80

35kV

8DB10

36

2500

31,5

80

Ghi chú
MC SF6

Siemens
MC SF6


22kV

8DB10

24

2500

31,5

80

Siemens
MC SF6
Siemens

1.3.2. Máy biến dòng điện:
- Điện áp định mức (mBI): Điện áp định mức của máy biến dòng được chọn phải lớn
hơn hoặc bằng điện áp định mức của lưới điện: mBI ≥ mlưới
- Dòng điện định mức (IđmBI): Dòng điện định mức của máy biến dòng được chọn phải
lớn hơn hoặc bằng dòng điện làm việc cưỡng bức qua BI: I 1đmBI ≥ Ilvcb
- Phụ tải định mức (Z2đmBI): Phụ tải thứ cấp định mức của máy biến dòng phải lớn hơn
hay bằng tổng trở thứ cấp của BI: Z2đmBI ≥ Z2
-Điều kiện ổn định lực động điện: dòng điện ổn định lực động điện của máy biến
dòng phải lớn hơn dòng ngắn mạch xung kích qua nó:
2 kđđmI1đm ≥ ixk

- Điều kiện ổn định nhiệt: Dòng ổn định nhiệt của máy biến dòng phải thỏa mãn điều
kiện: (I1đmknh)2 ≥ BN (BN: là xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch).
Dựa vào cấp điện áp và dòng điện làm việc cưỡng bức lớn nhất của các mạch đã được xác
định ở phần trên, kết hợp với các giá trị dòng điện ngắn mạch đã tính được ở chương II ta
chọn máy biến dòng của từøng mạch cho từng cấp điện áp như ở bảng 1.2.
Bảng 1.2
Thông số
Kiểu
mBI, kV
Tỷ số biến
Số cuộn thứ cấp
Công suất, VA
Cấp chính xác
Nhà chế tạo

Phía 110kV
IBM 123
123
100-200/1/1/1/1
4
30/30/30/30
0,5/5P20/5P20/5P20
ABB

Phía 35kV
ASS 36-01
38,5
300-600/1/1/1
3
15/15/15

0,5/5P20/5P20
WANLER-UND

Phía 22kV
IWR20W1
24
500-1000/1/1/1
3
20/20/20
0,5/5P20/5P20
ABB

1.3.3. Máy biến điện áp:
- Điện áp định mức (mBU): Điện áp định mức của máy biến điện áp được chọn phải
lớn hơn hoặc bằng điện áp của lưới điện: mBU ≥ mlưới
- Cấp chính xác: Phù hợp với yêu cầu của các dụng cụ đo.
- Công suất định mức (S2đmBU): Công suất định mức của máy biến điện áp phải lớn hơn
hay bằng tổng công suất mạch thứ cấp của BU: S2đmBU ≥ S2


Dựa vào các điều kiện trên, ta chọn máy biến điện áp của từng mạch cho từng cấp
điện áp như ở bảng 1.3.
Bảng 1.3
Thông số
Kiểu
mBU, kV
Tỷ số biến
Số cuộn thứ
cấp
Công suất, VA

Cấp chính xác
Nhà chế tạo

Phía 110kV
CPA 123
123
110000: 3 /
110: 3 /
110: 3

Phía 35kV
VEN 36-14
36
35000: 3 /
110: 3 /
110: 3

Phía 22kV
EPR20F
24
22000: 3 /
110: 3 /
110: 3

2

2

2


200/100
0,5/3P
ABB

100/100
0,5/6P
GERMANY

50/50
0,5/3P
WATTSUD

CHƯƠNG 2
TÍNH NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE
Ngắn mạch là hiện tượng các pha chập nhau, pha chập đất (hay chập dây trung tính).
Trong thiết kế bảo vệ rơle, việc tính toán ngắn mạch nhằm xác định các trị số dòng điện
ngắn mạch lớn nhất đi qua đối tượng được bảo vệ để cài đặt và chỉnh định các thông số của
bảo vệ, trị số dòng ngắn mạch nhỏ nhất để kiểm tra độ nhạy của chúng.
Dòng điện ngắn mạch phụ thuộc vào công suất ngắn mạch, cấu hình của hệ thống, vị
trí điểm ngắn mạch và dạng ngắn mạch.
Trong chế độ cực đại, xét các dạng ngắn mạch ba pha đối xứng, ngắn mạch một pha,
ngắn mạch hai pha chạm đất. Chế độ cực tiểu xét ngắn mạch hai pha, ngắn mạch hai pha
chạm đất và ngắn mạch một pha.
2.1. CÁC GIẢ THIẾT CƠ BẢN.
+ Các máy phát điện đồng bộ không có dao động công suất: nghóa là góc lệch pha
giữa sức từ động của các máy phát điện giữ nguyên không đổi trong quá trình ngắn mạch.
Nếu góc lệch pha giữa sức điện động của các máy phát điện tăng lên thì dòng trong nhánh
sự cố giảm xuống, sử dụng giả thiết này sẽ làm cho việc tính toán đơn giản hơn và trị số
dòng điện tại chỗ ngắn mạch là lớn nhất. Giả thiết này không gây sai số lớn, nhất là khi tính
toán trong giai đoạn đầu của quá trình quá độ (0,1 ÷ 0,2 sec).

+ Bỏ qua các phụ tải.


+ Mạch từ không bão hòa, nghóa là mạch có quan hệ tuyến tính: giả thiết này sẽ làm
cho phương pháp phân tích và tính toán ngắn mạch đơn giản hơn rất nhiều, vì mạch điện trở
thành tuyến tính và có thể dùng nguyên lý xếp chồng để phân tích quá trình.
+ Bỏ qua điện trở tác dụng: nghóa là sơ đồ tính toán có tính chất thuần kháng. Giả
thiết này dùng được khi ngắn mạch xảy ra ở các bộ phận điện áp cao, ngoại trừ khi bắt buộc
phải xét đến điện trở của hồ quang điện tại chỗ ngắn mạch hoặc khi tính toán ngắn mạch
trên đường dây cáp dài hay đường dây trên không tiết diện bé. Ngoài ra lúc tính hằng số
thời gian tắt dần của dòng điện không chu kỳ cũng cần phải tính đến điện trở tác dụng.
+ Bỏ qua thành phần điện dung dây dẫn – đất: giả thiết này không gây sai số lớn,
ngoại trừ trường hợp tính toán đường dây cao áp tải điện đi cực xa thì mới xét đến dung dẫn
của đường dây.
+ Bỏ qua dòng điện từ hóa của máy biến áp.
+ Hệ thống điện ba pha lúc bình thường là đối xứng: sự mất đối xứng chỉ xảy ra đối
với từng phần tử riêng biệt khi nó bị hư hỏng.
Việc tính toán ngắn mạch được thực hiện trong hệ đơn vị tương đối.
2.2.CHỌN CÁC ĐẠI LƯNG CƠ BẢN VÀ TÍNH THÔNG SỐ CÁC PHẦN TỬ
Chọn Scb = SdđB = 31,5 MVA
Ucb= Utb(121/38,5/24) kV
Cấp điện áp 110 kV có Utb1= 121 kV
Scb
31,5
Icb1 =
=
= 0,1503kA
3.U cb1
3.121
Cấp điện áp 35 kV có Utb2= 38,5 kV


Icb2 =

Scb
31,5
=
= 0, 4723kA
3.U cb2
3.38,5

Cấp điện aùp 22 kV coù Utb3= 24 kV
Scb
31,5
Icb3 =
=
= 0, 7577 kA
3.U cb3
3.24
Thông số các phần tử:
• Hệ thống điện1:
Chế độ Max:
S

1Nmax

= 2250 MVA

X 0 H 1max = 1, 2 X 1H 1max

Scb


31,5
= 0,014
S1N max 2250
= 1,2.0,014 = 0,0168

X 1H 1max = X 2 H 1max

=


Chế độ Min:
S

= 0,7S

1Nmin

1Nmax

X 1H 1min = X 2 H 1min =

= 0,7.2250 = 1575 MVA

Scb
S1N min

=

31,5

= 0,02
1575

X 0 H 1min = 1, 2. X 1H 1min = 1, 2.0,02 = 0,024
• Hệ thống điện2:
Chế độ Max:
S

2Nmax

= 1700 MVA

Scb

31,5
= 0,0185
S 2 N max 1700
= 1,35.0,0185 = 0,025

X 1H 2max = X 2 H 2max
X 0 H 2max = 1,35 X 1H 2max

=

Chế độ Min:
S

= 0,75S

2Nmin


2Nmax

X 1H 2min = X 2 H 2min =

= 0,75.1700 = 1275 MVA

Scb
S2 N min

=

31,5
= 0,0247
1275

X 0 H 2min = 1,35. X 1H 2min = 1,35.0,0247 = 0,0333
• Đường dây D1

X 1D1 = X 2 D1 = X1.L1.

Scb
31,5
= 0, 409.40. 2 = 0,0351
2
U cb
121

X 0 D1 = 2. X 1D1 = 2.0,0351 = 0,0703
• Đường dây D2


X 1D 2 = X 2 D 2 = X 2 .L2 .

Scb
31,5
= 0, 401.55. 2 = 0,0474
2
U cb
121

X 0 D 2 = 2. X 1D 2 = 2.0,0474 = 0,0949
• Máy biến áp
U
U
U

NC-T

=10,5%

NC-H
NT-H

=17%

=6%

Điện kháng các cuộn dây máy biến aùp:



S
1
1
31,5
.(U NC −T + U NC − H − U NT − H ). cb =
.(10,5 + 17 − 6).
= 0,1075
200
Sdm 200
31,5
S
1
1
31,5
XT =
.(U NC −T + U NT − H − U NC − H ). cb =
.(10,5 + 6 − 17).
=0
200
Sdm 200
31,5
S
1
1
31,5
XH =
.(U NC − H + U NT − H − U NC −T ). cb =
.(17 + 6 − 10,5).
= 0, 0625
200

Sdm 200
31,5
Xc =

2.3. SƠ ĐỒ THAY THẾ TÍNH NGẮN MẠCH.
1. Sơ đồ thứ tự thuận (nghịch E = 0):

E

E

XC
X1H1max X1D1
0,014 0,0351 0,1075
 X1H1min 
XT

÷
 0,02 
0
XC
X1H2 max X1D2
0,0185 0,0474 0,1075
 X1H2 min 
XT

÷
110kV
 0,0247 
0


XH
22kV
0,0625

XH
0,0625

35kV
2. Sơ đồ thứ tự không:

X 0H1max X 0D1
XC
0,0168 0,0703 0,1075
 X0H1min 
XT

÷
 0,024 
0
X0H2 max X 0D2
XC
0,025 0,0949 0,1075
 X 0H2 min 
XT

÷
110kV
 0,0597 
0


XH
22kV
0,0625

XH
0,0625

2.4. CÁC PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH.
• Sơ đồ 1 : SNmax; 1 máy biến áp làm việc


• Sơ đồ 2 : SNmax; 2 máy biến áp làm việc
Dạng ngắn mạch cần tính toán: N(3), N(1,1); N(1)
• Sơ đồ 3 : SNmin; 1 máy biến áp làm việc
• Sơ đồ 4 : SNmin; 2 máy biến áp làm việc
Dạng ngắn mạch cần tính toán: N(2), N(1,1); N(1)
2.4.1. Sơ đồ 1: SNmax, 1 máy biến áp làm việc.
Dạng ngắn mạch cần tính toán: N(3), N(1,1); N(1)
1. Ngắn mạch phía 110kV (điểm ngắn mạch N1)
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận (nghịch E=0)

E

E

X1H1max
0,014

N1


X1D1
0,0351

N1’

BI1

X1H2 max
0,0185

X1D2
0,0474
110kV

X1∑

E

N1

0,0281

I1∑
U1N

X 1∑ = X 2 ∑ =

( X 1H 1max + X 1D1 )( X 1H 2max + X 1D 2 ) (0, 014 + 0, 0351)(0, 0185 + 0, 0474)
=

X 1H 1max + X 1D1 + X 1H 2max + X 1D 2
0, 014 + 0, 0351 + 0, 0185 + 0, 0474

X 1∑ = X 2 ∑ = 0, 0281

Sơ đồ thay thế thứ tự không:


X 0H1max
0,0168

X 0D1
0,0703

N1’

N1

XC
0,1075

BI

X0H2 max
0,025

X 0D2
0,0949

U0N

110kV

XOH
0,0504

N1’

N1

110kV

X0 ∑
0,0343

XOB
0,1075

BI

IOH

IOB
U0N

N1

I0 ∑
U0N

XT

0

∆


X 0H =

(X 0H1max + X 0D1 )(X 0H2max + X 0D2 ) 0, 0871.0,1199
=
= 0, 0504
X 0H1max + X 0D1 + X 0H2max + X 0D2
0, 0871+ 0,1199

X0B = XC+XT = 0,1075
X0 ∑ =

X 0H.X 0B
0, 0504.0,1075
=
= 0, 0343
X 0H + X 0B 0, 0504 + 0,1075

a. Ngắn mạch 3 pha N(3):
I1∑ = I N =

E
1
=
= 35,5871
X1∑ 0, 0281


• Điểm N1: không có dòng qua các BI.
• Điểm N1’: IBI1=IN = 35,5871
Dòng qua các BI khác bằng không.
b. Ngắn mạch 2 pha chạm đất N(1,1):
X .X

0, 0281.0, 0343

2∑
0∑
Điện kháng phuï: X ∆ = X + X = 0, 0281 + 0, 0343 = 0, 0154
2∑
0∑

Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch:
I1∑ =

E
1
=
= 22,9885
X 1∑ + X ∆ 0, 0281 + 0, 0154

I 2 ∑ = − I1∑ .

X 0∑
0, 0343
= −22,9885.
= −12, 6363

X 2∑ + X 0∑
0, 0281 + 0, 0343

I 0 ∑ = − I1∑ .

X 2∑
0, 0281
= −22,9885.
= −10,3521
X 2∑ + X 0∑
0, 0281 + 0, 0343

Điện áp thứ thự không tại chỗ ngắn mạch:
U0N = − I 0 ∑ . X 0 ∑ = -(-10,3521).0,0343 = 0,3550
Phân bố dòng I0:
U0N
0,3550
=−
= −7, 0436
X 0H
0, 0504
U
0,3550
= − 0N = −
= −3,3023
X 0B
0,1075

I0H = −
I0B


• Điểm N1:
IBI1= I0B=-3,3023
IBI4= 3.I0B = 3.( -3,3023) = -9,9069
Dòng qua các BI khác bằng không.
• Điểm N1’:
&
&
I&BI 1 = a 2 .I&
1BI 1 + a.I 2 BI 1 + I 0 BI 1

 1
 1
3
3
&
I BI1 =  − − j
.I1∑ +  − + j
÷
÷.I 2 ∑ + I 0 H
÷
2 
2 ÷
 2
 2



 1
 1

3
3
&
I BI1 =  − − j
.22,9885
+
−
+
j
÷

÷
÷
 2
÷. ( −12, 6363) + ( −7, 0436 )
2
2
2




&
I BI1 = −12, 2197 − j30,8519
I BI1 = 12, 2197 2 + 30,85192 = 33,1837

IBI4 = 3I0B = 3.(-3,3023) = -9,9069
Doøng qua các BI khác bằng không.
c. Ngắn mạch 1 pha N(1):
Điện kháng phụ : X ∆ = X 2 ∑ + X 0 ∑ = 0, 0281 + 0, 0343 = 0,0624

Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch:
I1∑ = I 2 ∑ = I 0 ∑ =

E
1
=
X 1∑ + X ∆ 0, 0281 + 0, 0624 = 11,0497

Điện áp thứ tự không tại chỗ ngắn mạch:
U 0 N = − I 0 ∑ . X 0 ∑ = −11, 0497.0, 0343 = −0,3790

Phân bố dòng I0:

( −0,3790 )
U 0N
=−
= 7,5198
X 0H
0, 0504
( −0,3790 )
U
= - 0N = −
= 3,5255
X 0B
0,1075

I0H = I0B

• Điểm N1:
IBI1= I0B=3,5255

IBI4= 3.I0B = 3.(3,5255) = 10,5767
Dòng qua các BI khác bằng không.
• Ñieåm N1’:
IBI1= I1BI1+ I2BI1+ I0BI1= 2I1∑ +I0H =2.11,0497+7,5198 = 29,6192
IBI4= 10,5767
Dòng qua các BI khác bằng không.
2. Ngắn mạch phía 35kV:
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận (nghịch E=0)

X1∑ (N1)

E

0,0281

N1

XC
0,1075

BI1

XT
0
BI2

N2’
N2



N2

X1∑

0,1356

E

I1∑

U1N

X 1∑ = X 1∑ ( N 1) + X C + X T = 0, 0281 + 0,1075 + 0 = 0,1356

• Điểm N2:
I BI1 = I BI2 =

E
1
=
= 7,3746
X 1∑ 0,1356

Dòng qua BI khác bằng không.
• Điểm N2’:
IBI1=7,3746
Dòng qua BI khác bằng không.
3. Ngắn mạch phía 22kV:
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận (nghịch E=0)


X1∑ (N1)

E

N1

0,0281

XC
0,1075

XH
0,0625

22k
V

N3

X 1∑ = X 1∑ ( N 1) + X C + X H = 0, 0281 + 0,1075 + 0, 0625 = 0,1981

N3

X1∑

E

0,1981

I1∑


U1N

Sơ đồ thay thế thứ tự không:

XH
0,0625

XT
∆
0

I0∑

X0 ∑

N3

0,0625
U0N

I0∑

N3

U0N


X 2 ∑ = X 1∑ = 0,1981
X 0 ∑ = X H = 0, 0625


a. Ngắn mạch 3 pha N(3):
I1∑ = I N =

E
1
=
= 5, 0479
X 1∑ 0,1981

• Điểm N3:
IBI1=IBI3 = IN = 5,0479
Dòng qua các BI khác bằng không.
• Điểm N3’:
IBI1 = IN = 5,0479
Dòng qua các BI khác bằng không.
b. Ngắn mạch 2 pha chạm đất N(1,1):
X .X

0,1981.0, 0625

2∑
0∑
Điện kháng phụ: X ∆ = X + X = 0,1981 + 0, 0625 = 0, 0475
2∑
0∑

Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch:
I1∑ =


E
1
=
= 4, 0716
X 1∑ + X ∆ 0,1981 + 0, 0475

I 2 ∑ = − I1∑ .

X 0∑
0, 0625
= −4, 0716.
= −0,9764
X 2∑ + X 0∑
0,1981 + 0, 0625

I 0 ∑ = − I1∑ .

X 2∑
0,1981
= −4, 0716.
= −3, 0951
X 2∑ + X 0∑
0,1981 + 0, 0625

Điện áp thứ thự không tại chỗ ngắn mạch:
U0N = − I 0 ∑ . X 0 ∑ = -(-3,0951).0,0625 = 0,1934
• Điểm N3:
•

•


•

•

I BI1 = a2 .I1(BI1) + a.I 2(BI1) + I 0(BI1)
 1
3&  1
3& &
I BI1 =  − − j
.I
+
−
+
j
÷

÷.I1∑ + I0 H
1
∑
 2
2 ÷
2 ÷
 2



 1
 1
3

3
I BI1 =  − − j
.4, 0716 +  − + j
÷
÷. ( −0,9764 )
÷
2 
2 ÷
 2
 2

I BI1 = −1,5476 − j 4,3716
I BI1 = 1,54762 + 4,37162 = 4, 6374
&
I = a 2 .I& + a.I& + I&
BI3

1BI 1

2 BI 1

0 BI 1


 1
3 &  1
3 & &
I BI3 =  − − j
.
I

+
−
+
j
÷

÷
1
∑
÷
 2
÷.I 2 ∑ + I 0 ∑
2
2
2




 1
 1
3
3
I BI3 =  − − j
.4,
0716
+
−
+
j

÷

÷. ( −0,9764 ) − 3, 0951
 2
2 ÷
2 ÷
 2



I BI3 = −4, 6427 − j 4,3716
I BI3 = 4, 6427 2 + 4,37162 = 6,3769

IBI4= 0

I BI5 = 3I 0 ∑ = 3. ( −3, 0951) = −9, 2853

IBI2 = 0
• Điểm N3’:
IBI1=4,6374
IBI4= 0
IBI5 =-9,2853
IBI2 = 0
IBI3 = 0
c. Ngắn mạch 1 pha N(1):
Điện kháng phụ : X ∆ = X 2 ∑ + X 0 ∑ = 0,1981 + 0, 0625 = 0,2606
Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch:
I1∑ = I 2 ∑ = I 0 ∑ =

E

1
=
= 2,1800
X 1∑ + X ∆ 0,1981 + 0, 2606

Điện áp thứ tự không tại chỗ ngắn mạch:
U 0 N = − I 0 ∑ . X 0 ∑ = −2,1800.0, 0625 = −0,1362

• Điểm N3:
IBI1= I1BI1 + I2BI1+ I0BI1= I&1∑ + I&2 ∑ + 0
I BI1 = 2 I1∑ = 2.2,18 = 4,36

IBI3= 3. I1∑ =3.2,18 = 6,54
IBI4=0
IBI5= 3. I 0 ∑ =3.2,18 = 6,54
IBI2=0
• Điểm N3’:
IBI1= 4,36
IBI4=0
IBI5= 6,54
IBI2=0
IBI3=0