Đồ án môn học Thiết kế phần điện của nhà máy nhiệt điện ng ng hơi
Chơng 4
tính toán dòng điện ngắn mạch
Mục đích của việc tính toán ngắn mạch là để chọn các khí cụ điện và dây dẫn
của nhà máy của phơng án đã chọn ở chơng 2 & 3 đảm bảo các tiêu chuẩn ổn định
động, ổn định nhiệt khi ngắn mạch. Dòng điện ngắn mạch để tính toán chọn khí cụ
điện và dây dẫn là dòng ngắn mạch3 pha.
4.1.Chọn các đại lợng cơ bản
S
cb
=100 MVA
U
cb
= U
tb
- Dòng điện cơ bản ở cấp điện áp 10,5 kV
I
cb1
=
11.3
100
U3
S
3cb
cb
=
= 5,25 kA.
- Dòng điện cơ bản cấp điện áp 110 kV
I
cb2
=

3
: Chọn máy cắt điện mạch hạ áp máy biến áp tự ngẫu nguồn cung cấp là
nhà máy và hệ thốg khi máy biến áp tự ngẫu B
1
nghỉ.
Điểm N
4
: Chọn máy cắt điện cho mạch máy phát. Nguồn cung cấp là máy phát
điện F
1
.
Điểm N
4
: Chọn máy cắt điện cho mạch máy phát nguồn cung cấp là toàn bộ nhà
máy và hệ thống,trừ máy phát số 1.
Điểm N
5
: Chọn khí cụ điện cho mạch phân đoạn điện áp 10,5 kV. Nguồn cung
cấp là nhà máy điện và hệ thống điện khi máy biến áp tạ ngẫu B
1
và máy phát F
1
nghỉ.
Điểm N
6
: Chọn khí cụ điện cho mạch tự dùng I
N6
= I
N4
+ I

= 0,43.78.
2
230
100
= 0,063.
Điện kháng máy phát
X
F
= X
d

dmF
cb
S
S
= 0,135.
5,62
100
= 0,216.
Điện kháng của kháng điện
X
K
=
.165,0
4.5,10.3
100
.
100
12
I.U.3

x
f3
x
f1
f4
x
h
x
c
x
d
n3
n4
n6
x
h
x
c
220
k
v
x
d
x
h t
ht
n2
n1
x
f4



%U
HNT
)
dmB
cb
S
S
=
200
1
(11 +
5,0
32
-
5,0
20
)
200
100
= 0,088
Điện kháng cuộn hạ
X
H
=
200
1
(


X
T
=
200
1
(U
NC_T
+


%U
HNT
-


%U
HNC
)
dmB
cb
S
S
=
200
1
(11 +
5,0
20
-
5,0

f2
x
3
x
h
f1
x
f1
x
h
x
4
x
3
x
f3
x
5
f2
f3
x
h
f4
x
2
x
1
n1
ht
f2

=
044,0
2
088,0
=
X
3
= x
B
+ X
F4
= 0,167 + 0,216 = 0,383
Từ sơ đồ(H
2
) biến đổi Y
(Xk,XK,XF2)

(X44,X5,X6)
ta đợc sơ đồ (H
3
) có các thông số:
X
4
= X
k
+ X
k
+
F
KK

7
(h5)
x
3
f1,2,3
x
12
f4
x2
x1
n1
ht
(h6)
Đồ án môn học Thiết kế phần điện của nhà máy nhiệt điện ng ng hơi
X
5
= X
6
= X
k
+ X
F
+
K
FK
X
X.X
= 0,165 + 0,216 +
165,0
216,0.165,0

X
10
= X
11
=
4HBHB
HB4
XXX
X.X
++
=
456,0233,0233,0
233,0.456,0
++
= 0,115
X
9
=
059,0
456,0233,0233,0
233,0.233,0
XXX
X.X
4HBHB
HBHF
=
++
=
++
Biến đổi tơng đơng sang sơ đồ (H

2
=
174,0044,0
1958,0383,0
1958,0.383,0
=+
+
Qui đổi điện kháng về điện kháng tính toán ta có:
X
tt1
= X
1
.
cb
dmHT
S
S
= 0,0615.
100
2200
= 1,353
X
tt14
= X
14
.
cb
Fdm
S
S

230.3
2200
= 4,087
I
HT
= I

.
cb
dmHT
U.3
S
= 0,82.
230.3
2200
= 4,528
Thành phần dòng ngắn mạch do phía nhà máy truyền đến điểm ngắn mạch là:
I
NM
=
kA224,1
230.3
250
.95,1 =
33
x
f3
x
f1
x

f2
f3
x
h
f2
x
6
(h2.2)
f4
x
3
x
3
f4
n2
x
4
ht
Đồ án môn học Thiết kế phần điện của nhà máy nhiệt điện ng ng hơi
I''
NM
=
kA443,1
230.3
250
.3,2 =
Vậy với dòng điện ngắn mạch tại N
1
:
I

Từ sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch ta biến đổi tơng đơng đợc sơ đồ sau:
Trong sơ đồ (H
2.1
) có các thông số sau:
X
1
= X
HT
+
2
X
D
= 0,03 +
2
063,0
= 0,0615
34
x14
n2
f1,2,3,4
x4
ht
f1,2
x
9
f2,3
(h2.3)
x10
x12
x11

3
= x
B
+ X
F4
= 0,167 + 0,216 = 0,383
Từ sơ đồ(H
2.1
) biến đổi Y
(Xk,XK,XF2)

(X5,X6,X7)
ta đợc sơ đồ (H
2.2
) có các thông số:
X
7
= X
k
+ X
k
+
F
KK
X
X.X
= 0,165 + 0,165 +
216,0
165,0.165,0
= 0,456

2.3
) có các thông số sau:
X
8
= X
9
=
1586,0
597,0216,0
597,0.216,0
XX
X.X
5F
5F
=
+
=
+
Biến đổi
(XH,XH,X7)
Y
(X10,X11,X12)
ta đợc:
X
11
= X
12
=
7HBHB
HB7

11
)// (X
9
+X
12
)] + X
10
=
1958,0059,0
2
)115,01586,0(
=+
+
Biến đổi tơng đơng sang sơ đồ (H
2.5
) ta đợc:
X
14
= (X
3
// X
13
) =
13,0
1958,0383,0
1958,0.383,0
=
+
Qui đổi điện kháng về điện kháng tính toán ta có:
X


HT
= 0,45; I''
HT
= 0,43
X
tt14
= 0,325 ta đợc: I

NM
= 2,2; I''
NM
= 3,0
từ đó ta có: I''
HT
= I''.
cb
dmHT
U.3
S
= 0,43.
230.3
2200
= 2,375
36
x
f3
x
f1
x

k
n3
x
k
x
h
x
4
ht
f4
x3
Đồ án môn học Thiết kế phần điện của nhà máy nhiệt điện ng ng hơi
I
HT
= I

.
cb
dmHT
U.3
S
= 0,45.
230.3
2200
= 2,485
Thành phần dòng ngắn mạch do phía nhà máy truyền đến điểm ngắn mạch là:
I
NM
=
kA381,1

i
XK
=
2
.K
XK
.I''
N2
=
2
.1,8.4,258 = 10,84 kA
4.4.3.Tính dòng điện ngắn mạch tại N
3
:
Từ sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch ta biến đổi tơng đơng đợc sơ đồ sau:
37
x
f1
n3
f1
ht
ht
x
f2
x
f3
f3f2
(h3.3)
x
k

n3
x
k
f3,4
x
8
x
9
ht
x
10
x
f1
f1
n3
x
k
x
8
ht
f2,3,4
(h3.6)
(h3.7)
f1
x
f1
n3
f2,3,4
x
12

X
3
= x
B
+ X
F4
= 0,167 + 0,216 = 0,383
X
4
= X
1
+ X
2
= 0,0615 + 0,088 = 0,1495
38
Đồ án môn học Thiết kế phần điện của nhà máy nhiệt điện ng ng hơi
Từ sơ đồ(H
3.2
) biến đổi Y

và bỏ qua nhánh cân bằng ta đợc sơ đồ (H
3.3
) có các
thông số:
X
5
= X
4
+ X
H

XX
X.X
F6
F6
=
+
=
+
Từ sơ đồ(H
3.4
) biến đổi Y

và bỏ qua nhánh cân bằng ta đợc sơ đồ (H
3.5
) có các
thông số:
X
8
= X
5
+ X
K
+
7
K5
X
X.X
= 0,473 + 0,165 +
183,0
165,0.473,0

Từ sơ đồ(H
3.6
) biến đổi Y

và bỏ qua nhánh cân bằng ta đợc sơ đồ (H
3.7
) có các
thông số:
X
11
= X
8
+ X
K
+
10
K8
X
X.X
= 1,064 + 0,165 +
142,0
165,0.064,1
= 2,465
X
12
= X
10
+ X
K
+

Qui đổi điện kháng về điện kháng tính toán ta có:
X
tt11
= X
11
.
cb
dmHT
S
S
= 2,465.
100
2200
= 54,23 > 3
X
tt113
= X
13
.
cb
Fdm
S
S

= 0,131.
100
250
= 0,328
Tra đờng cong tính toán ta đợc của nhà máy nhiệt điện tơng ứng với:
X

=
kA24,30
5,10.3
250
.2,2 =
I''
NM
=
kA24,41
5,10.3
250
.0,3 =
Vậy với dòng điện ngắn mạch tại N
3
:
I
N3
= I
HT
+ I
NM
= 2,23 + 30,24 = 32,47 kA
I''
N3
= I''
HT
+ I''
NM
= 2,23 + 41,24 = 43,47 kA
Trị số dòng điện xung kích tại điểm N

N'4
=
kA28,9
5,10.3
5,62
.7,2 =
I''
N'4
=
kA77,25
5,10.3
5,62
.5,7 =
Trị số dòng điện xung kích tại điểm N'
4
là:
i
XK
=
2
.K
XK
.I''
N'4
=
2
.1,92.25,77 = 71,08 kA
4.4.5.Tính dòng điện ngắn mạch tại N
4
:

X
X.X
= 0,456
X
5
= X
6
= X
K
+ X
F
+
K
FK
X
X.X
= 0,597
X
7
=
159,0
XX
X.X
F6
F6
=
+
X
8
=

x
h
x
k
x
k
x
h
x
2
ht
f4
x
h
f3
x
5
x
6
f2
f2
(h4.2)
x
h
x
4
x
f3
ht
x

7
= 0,274
X
12
= X
2
+ X
8
+
3
82
X
X.X
= 0,181
X
13
= X
3
+ X
8
+
2
83
X
X.X
= 0,655
X
14
=
193,0

42
Đồ án môn học Thiết kế phần điện của nhà máy nhiệt điện ng ng hơi
X
17
=
25,0
XX
X.X
516
516
=
+
(h4.7)
n
4
x
15
x
17
ht
f
2,3,4
(h4.4)
x
5
f2
x
10
n
4

x
16
f
2,3,4
x
15
ht
Qui đổi điện kháng về điện kháng tính toán ta có:
X
tt15
= X
15
.
cb
dmHT
S
S
= 0,404.
100
2200
= 8,88 > 3
X
tt17
= X
17
.
cb
Fdm
S
S

tt17
= 0,625 ta đợc: I

NM
= I''
NM
= 1,63
Thành phần dòng ngắn mạch do phía nhà máy truyền đến điểm ngắn mạch là:
I
NM
= I''
NM
=
kA4,22
5,10.3
250
.63,1 =
Vậy với dòng điện ngắn mạch tại N
4
là:
I
N4
= I''
N4
= I
HT
+ I
NM
= 13,62 + 22,4 = 36,03 kA
Trị số dòng điện xung kích tại điểm N

x
f2
x
h
(h5.2)
x
f3
x
f2
f2 f3
x
k
n5
x
k
x
3
ht
f4
x2
x2
f4
x
C
x
H
44
Đồ án môn học Thiết kế phần điện của nhà máy nhiệt điện ng ng hơi
f4
n5

x
8
x7
ht
f3,4
f
2,3,4
x
k
n5
x
9
x4
ht
(h5.6)
(h5.7)
n5
x
10
x
11
ht
f
2,3,4
Trong sơ đồ trên ta có các thông số sau:
X
1
= X
HT
+

X
X.X
= 0,474
X
5
= X
2
+ X
H
+
4
H2
X
X.X
= 1,211
X
6
=
183,0
XX
X.X
F5
F5
=
+
45
Đồ án môn học Thiết kế phần điện của nhà máy nhiệt điện ng ng hơi
X
7
= X

+
X
10
= X
7
+ X
K
+
9
K7
X
X.X
= 2,47
X
11
= X
9
+ X
K
+
7
K9
X
X.X
= 0,329
Qui đổi điện kháng về điện kháng tính toán ta có:
X
tt10
= X
10

NM
= 1,65
từ đó ta có: I''
HT
= I

HT
=
cb
dmHT
10tt
U.3
S
X
1
=
5,10.3
2200
.
34,54
1
= 2,226 kA
Thành phần dòng ngắn mạch do phía nhà máy truyền đến điểm ngắn mạch là:
I
NM
= I''
NM
=
kA012,17
5,10.3

4.4.7.Tính dòng điện ngắn mạch tại N
6
:
Ta có thể tính đợc ngay điểm ngắn mạch N
6
theo công thức sau:
I''
N6
= I''
N4
+ I''
N'4
= 36,03 + 25,77 = 61,8 kA
I

N6
= I

N4
+ I

N'4
= 36,03 + 9,28 = 45,31 kA
i
xkN6
= i
xkN4
+ i
xkN'4
= 91,71 + 71,08 = 162,79 kA.

6
45,31 61,8 162,79
47