TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH bất đối XỨNG TRONG bảo vệ hệ THỐNG điện

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIÊN TỬ VIỄN THÔNG BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC : Điều Khiển Bảo Vệ Hệ Thống Điện SVTH: Lê Ngọc Hưng Lớp:TD18 MSSv:1851050034 GVHD: TH.S Trịnh Kỳ Tài CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH BẤT ĐỐI XỨNG TRONG BẢO VỆ HỆ THỐNG ĐIỆN Bài tập Cho mạng điện hình vẽ Số liệu phần tử sau: - Máy phát: EG1 = 1,08; ZG1 = 0,21+j0,54; Z0G1 = 0,46+j1,4 - Máy biến áp: T1 (Y0/Y0): ZT1 = 0,4+j0,84; T2 (Y0/Y0): ZT2 = 0,86+j1,24 - Đường dây: ZL1 = 0,32+j0,84; Z0L1 = 1,42+j2,25; ZL2 = 0,65+j0,86; Z0L2 = 1,74+j2,82 - Phụ tải: Zpt = 1,02 + j2,06 Biết giá trị tổng trở sơ đồ quy cấp điện áp Sự cố xảy Hãy vẽ sơ đồ thay tính dịng ngắn mạch khi: a Ngắn mạch pha b Ngắn mạch pha không chạm đất c Ngắn mạch pha chạm đất d Ngắn mạch pha chạm đất Bài làm Sơ đồ thay thế: a) Ngắn mạch pha : E 0.72  0.04 j IA   0.16  0.4 j ( kA) 0.7  1.5 j Z1 b) Ngắn mạch pha không chạm đất: E 3.(0.72  0.04 j)   0.14  0.35 j (kA) Z1  Z (0.7  1.5 j).2 3.E 3.(0.72  0.04 j ) IC   0.14  0.35 j (kA ) Z1  Z (0.7  1.5 j ).2 IB  c) Ngắn mạch pha chạm đất: a Z  Z 1120 (0.7  1.5 j )  (1.23 2.14 j ) IB  j 3.E j j 3.(0.72 0.04 )    0.42  0.008j (kA Z Z Z Z Z Z (0.7  1.5j )2  2.(0.7  1.5j ).(1.23  2.14j ) IC  j 3.E a2 Z  Z (1120 )2 (0.7  1.5 j )  (1.23 2.14 j )  0.28 0.29j (kA  j 3.(0.72  0.04 j ) Z Z  Z Z  Z 1.Z (0.7  1.5 j )2  2.(0.7  1.5j ).(1.23 2.14j ) d) Ngắn mạch pha chạm đất: I A  E 3.(0.72  0.04 j)  0.15  0.34 j( kA) Z1  Z2  Z 2.(0.7 1.5 j)  (1.23  2.14 j) Bài tập Cho mạng điện hình vẽ: Sử dụng liệu Sự cố xảy khoảng đường dây L2 (2/3*đường dây tính từ 4) Hãy vẽ sơ đồ thay tính dịng ngắn mạch khi: a Ngắn mạch pha b Ngắn mạch pha c Ngắn mạch pha chạm đất d Ngắn mạch pha chạm đất Bài làm a) Ngắn mạch pha: 3  I A  E  0.4  4.5110 j  0.11 0.21j (kA ) 0.8 1.48 j Z1 b) Ngắn mạch pha: I B  IC  E  Z1  Z 3.(0.4  4.51 10  j)  0.1  0.18 j (kA) (0.8  1.48 j ).2 3.E 3.(0.4  4.51 10  j )  0.1  0.18 j (kA) Z1  Z (0.8  1.48 j ).2 c) Ngắn mạch pha chạm đất: IB  j 3.E a.Z  Z 1120 (0.8  1.48 j )  (0.51  0.84 j)  j 3.(0.4  4.5110 j )  0.26  0.04 j (kA ) (0.8  1.48 j)2  2.(0.8 1.48 j).(0.51  0.84 j) Z1 Z2  Z2 Z0  Z1 Z0 a2 Z2  Z0 (1120 )2 (0.8 1.48 j)  (0.51  0.84 j) 3 I  j E j j    0.09  0.24 j( kA 3.(0.4 4.51 10 ) C Z Z  Z Z  Z Z (0.8  1.48 j )2  2.(0.8  1.48 j ).(0.51 0.84 j ) d) Ngắn mạch pha chạm đất : I A  3.E 3.(0.4  4.5110 j )   0.14  0.24 j (kA ) Z1  Z  Z 2.(0.8  1.48 j )  (0.51  0.84 j ) Bài tập Cho mạng điện hình vẽ Sử dụng liệu Sự cố xảy khoảng đường dây L1 (1/3*đường dây tính từ 2) Hãy vẽ sơ đồ thay tính dịng ngắn mạch khi: a Ngắn mạch pha b Ngắn mạch pha không chạm đất c Ngắn mạch pha chạm đất d Ngắn mạch pha chạm đất Bài làm Sơ đồ thay a) Ngắn mạch pha: E 0.81 0.02 j  0.24  0.54 j (kA ) I A   Z1 0.58  1.23 j b) Ngắn mạch pha: 3.E 3.(0.81 0.02 j )   0.21  0.47 j (kA ) (0.58  1.23 j ).2 Z1  Z2 E 3.(0.81  0.02 j ) IC   0.21  0.47 j (kA) (0.58  1.23 j ).2 Z1  Z IB  c) Ngắn mạch pha chạm đất: IB  j 3.E a.Z2  Z0 1120 (0.58  1.23 j)  (0.99 1.96 j)  j 3.(0.81  0.02 j)  0.56  0.02 j (kA) (0.58 1.23 j)  2.(0.58 1.23 j).(0.99 1.96 j) Z1 Z2  Z2 Z0  Z1 Z0 a2 Z  Z (1120 ) 2.(0.58 1.23 j)  (0.99 1.96 j)  j 3.(0.81  0.02 j) 0.38  0.4 j( kA Z1 Z2  Z2 Z0  Z1 Z0 (0.58 1.23 j)  2.(0.58 1.23 j).(0.99 1.96 j) d) Ngắn mạch pha chạm đất : IC  j E I A  3.E 3.(0.81  0.02 j )  0.21 0.45 j (kA ) Z1  Z  Z 2.(0.58  1.23 j )  (0.99  1.96 j ) Bài tập Cho mạng điện hình vẽ Số liệu phần tử sau: - Máy phát : EG1 = 1,8; ZG1 = 1,2+j3,8; Z0G1 = 3,6+j6,4 - Máy phát : EG2 = 1,05; ZG2 = 0,8+j2,2; Z0G2 = 2,8+j4,6 - Máy biến áp: T1: ZT1 = 1,4+j2,8; T2: ZT2 = 1,8+j3,2; T3: ZT3 = 0,8+j1,6 - Đường dây: ZL1 = 2,2+j4,8; Z0L1 = 4,4+j8,2; ZL2 = 1,6+j4,8; Z0L2 = 3,7+j7,8 - Cuộn kháng: XK = 2,8 Sự cố xảy Hãy vẽ sơ đồ thay tính dịng ngắn mạch khi: a Ngắn mạch pha b Ngắn mạch pha không chạm đất c Ngắn mạch pha chạm đất d Ngắn mạch pha chạm đất Bài làm Sơ đồ thay a) Ngắn mạch pha: 3  I A  E 1.16  4.24 10 j 0.13  0.31 j ( kA) 1.34  3.25 j Z1 b) Ngắn mạch pha: 3.E 3.(1.16  4.2410 j )   0.11  0.26j (kA ) (1.34  3.25 j ).2 Z1  Z2 3.E 3.(1.16  4.24 10 j ) IC    0.11  0.26 j (kA ) (1.34  3.25 j ).2 Z1  Z c) Ngắn mạch pha chạm đất: IB  1120 (1.34  3.25 j)  (2.91  5.18 j) a.Z2  Z0 I  j 3.E  j 3.(1.16  4.24 10  j)  0.32  0.01 j( kA) B (1.34  3.25 j)  2.(1.34  3.25 j).(2.91  5.18 j) Z1.Z  Z 2.Z  Z 1.Z 0 a2 Z  Z (1120 ) (1.34 3.25 j)  (2.91 5.18 j) 3  j 3.(1.16  4.24 10 j ) 0.21 0.21 j (kA) (1.34  3.25 j )  2.(1.34  3.25 j ).(2.91  5.18 j) Z1 Z Z Z Z1 Z d) Ngắn mạch pha chạm đất : I C  j E Bài tập Cho mạng điện hình vẽ Sử dụng liệu Sự cố xảy khoảng đường dây L1 (1/4 *đường dây tính từ 2) Hãy vẽ sơ đồ thay tính dịng ngắn mạch khi: a Ngắn mạch pha b Ngắn mạch pha không chạm đất c Ngắn mạch pha chạm đất d Ngắn mạch pha chạm đất Bài làm Sơ đồ thay a) Ngắn mạch pha: E 1.57  5.310 j  0.1 0.25 j (kA ) I A   2.14  5.46 j Z1 b) Ngắn mạch pha: Thứ tự không: Sơ đồ thay a) Ngắn mạch pha b) Ngắn mạch pha không chạm đất c) Ngắn mạch pha chạm đất d) Ngắn mạch pha chạm đất Bài tập 28 Cho mạng điện hình vẽ: Biết hệ thống có số liệu sau: + Máy phát đồng khơng có cuộn cản: 200MVA; 10,5kV; cosφ = 0,74; x"d =0,448; x'd= 1,242; xq = 1,242 x0 = 2,25x1 + Máy phát đồng có cuộn cản: 175MVA; 10,5kV; cosφ = 0,82; x"d = 0,32; x"q = 1,324 x0 = 3,12x1 + Máy biến áp T1: 150MVA; 11/115kV; UN = 14% + Máy biến áp T2: 250MVA; 11/115kV; UN = 12% + Đường dây L12: x1 = x2 = 0,4Ω/km; x0 = 1,12Ω/km; l = 132km + Đường dây L13: x1 = x2 = 0,48Ω/km; x0 = 1,46Ω/km; l = 156km + Đường dây L23: x1 = x2 = 0,32Ω/km; x0 = 1,06Ω/km; l = 182km +Phụ tải : 60MVA; 110kV; Ept = 0,8; xpt = 0,25 Sự cố xảy Hãy vẽ sơ đồ thay tính dịng ngắn mạch khi: a Ngắn mạch pha b Ngắn mạch pha không chạm đất c Ngắn mạch pha chạm đất d Ngắn mạch pha chạm đất Bài làm +Máy phát đồng khơng có cuộn cản: 220MVA; 10,5kV; cosφ = 0,74 sin=0,673; x"d = 0,448; x'd= 1,242; xq = 1,242 x0 = 2,25x1  UđmG1= 1,343*10,5= 14,1 kV  Máy phát đồng có cuộn cản: 175MVA; 10,5kV; cosφ = 0,82  sin=0,5724; x"d = 0,32; x"q = 1,324 x0 = 3,12x1  UđmG2= 1,212*10,5= 12,7253 kV  Máy biến áp T1: 150MVA; 11/115kV; UN = 14%  X1T1= X2T1= X0T1= 0,113   Máy biến áp T2: 250MVA; 11/115kV; UN = 12%  X1T2= X2T2= X0T2= 0,058   Đường dây L12: x1 = x2 = 0,4Ω/km; x0 = 1,12Ω/km; l = 132km X1L12= X2L12= x1*l= 0,4*132= 52,8  X0L12= x0*l= 1,12*132= 147,84   Đường dây L13: x1 = x2 = 0,48Ω/km; x0 = 1,46Ω/km; l = 156km X1L13= X2L13= x1*l= 0,48*156= 74,88  X0L13= x0*l= 1,46*156= 227,76   Đường dây L23: x1 = x2 = 0,32Ω/km; x0 = 1,06Ω/km; l = 182km X1L23= X2L23= x1*l= 0,32*182= 58,24  X0L23= x0*l= 1,06*182= 192,92   Phụ tải 1: 60MVA; 110kV; Ept = 0,8; xpt = 0,25  Sơ đồ thay thế:  Thứ tự thuận:  Thứ tự nghịch:  Thứ tự không: a) Ngắn mạch pha b) Ngắn mạch pha không chạm đất c) Ngắn mạch pha chạm đất d) Ngắn mạch pha chạm đất Bài tập 29 Cho mạng điện hình vẽ: Biết hệ thống có số liệu sau: + Máy phát đồng khơng có cuộn cản: 220MVA; 10,5kV; cosφ = 0,74; x"d = 0,448; x'd = 1,242; xq = 1,242 x0 = 2,25x1 + Máy phát đồng có cuộn cản: 275MVA; 10,5kV; cosφ = 0,82; x"d = 0,32; x"q = 1,324 x0 = 3,12x1 + Máy biến áp T1: 200MVA; 11/115kV; UN = 12,5% + Máy biến áp T2: 150MVA; 11/115kV; UN = 10% + Đường dây L12: x1 = x2 = 0,4Ω/km; x0 = 1,12Ω/km; l = 126km + Đường dây L13: x1 = x2 = 0,48Ω/km; x0 = 1,46Ω/km; l = 148km + Đường dây L23: x1 = x2 = 0,32Ω/km; x0 = 1,06Ω/km; l = 194km +Phụ tải 1: 60MVA; 110kV; Ept = 0,5; xpt = 0,25 +Phụ tải 2: 80MVA; 110kV; Ept = 0,8; xpt = 0,35 Sự cố xảy Hãy vẽ sơ đồ thay tính dịng ngắn mạch khi: a Ngắn mạch pha b Ngắn mạch pha không chạm đất c Ngắn mạch pha chạm đất d Ngắn mạch pha chạm đất Bài làm +Máy phát đồng khơng có cuộn cản: 220MVA; 10,5kV; cosφ = 0,74 sin=0,673; x"d = 0,448; x'd= 1,242; xq = 1,242 x0 = 2,25x1  UđmG1= 1,343*10,5= 14,1 kV  Máy phát đồng có cuộn cản: 275MVA; 10,5kV; cosφ = 0,82  sin=0,5724; x"d = 0,32; x"q = 1,324 x0 = 3,12x1  UđmG2= 1,212*10,5= 12,7253 kV  Máy biến áp T1: 200MVA; 11/115kV; UN = 12,5%  X1T1= X2T1= X0T1= 0,0756   Máy biến áp T2: 150MVA; 11/115kV; UN = 10%  X1T2= X2T2= X0T2= 0,081   Đường dây L12: x1 = x2 = 0,4Ω/km; x0 = 1,12Ω/km; l = 126km X1L12= X2L12= x1*l= 0,4*126= 50,4  X0L12= x0*l= 1,12*126= 141,12   Đường dây L13: x1 = x2 = 0,48Ω/km; x0 = 1,46Ω/km; l = 148km X1L13= X2L13= x1*l= 0,48*148= 71,04  X0L13= x0*l= 1,46*148= 216,08   Đường dây L23: x1 = x2 = 0,32Ω/km; x0 = 1,06Ω/km; l = 194km X1L23= X2L23= x1*l= 0,32*194= 62,08  X0L23= x0*l= 1,06*194= 205,64   Phụ tải 1: 60MVA; 110kV; Ept = 0,5; xpt = 0,25  Phụ tải 2: 80MVA; 110kV; Ept = 0,8; xpt = 0,35  Chuyển đổi sơ đồ:  Sơ đồ thay thế:  Thứ tự thuận:  Thứ tự nghịch:  Thứ tự không: a) Ngắn mạch pha b) Ngắn mạch pha không chạm đất c) Ngắn mạch pha chạm đất d) Ngắn mạch pha chạm đất Bài tập 30 Cho mạng điện hình vẽ Biết hệ thống có số liệu sau: + Máy phát đồng khơng có cuộn cản: 275MVA; 110kV; cosφ = 0,84; x"d = 0,448; x'd = 1,242; xq = 1,042 x0 = 2,25x1 + Máy phát đồng có cuộn cản: 320MVA; 110kV; cosφ = 0,78; x"d = 0,32; x"q = 1,048 x0 = 2,36x1 + Đường dây L12: x1 = x2 = 0,4Ω/km; x0 = 1,12Ω/km; l = 138km + Đường dây L13: x1 = x2 = 0,48Ω/km; x0 = 1,46Ω/km; l = 124km + Đường dây L23: x1 = x2 = 0,32Ω/km; x0 = 1,06Ω/km; l = 162km + Cuộn kháng : 110kV; 330A; 8,2% +Phụ tải : 65MVA; 110kV; Ept = 0,8; xpt = 0,25 Sự cố xảy Hãy vẽ sơ đồ thay tính dịng ngắn mạch khi: a Ngắn mạch pha b Ngắn mạch pha không chạm đất c Ngắn mạch pha chạm đất d Ngắn mạch pha chạm đất Bài làm + Máy phát đồng khơng có cuộn cản: 275MVA; 110kV; cosφ = 0,84;  sinφ=0,54;x"d = 0,448; x'd = 1,242; xq = 1,042 x0 = 2,25x1  UđmG1=1,33*110=143 kV + Máy phát đồng có cuộn cản: 320MVA; 110kV; cosφ = 0,78 => sinφ=0,626; x"d = 0,32; x"q = 1,048 x0 = 2,36x1  UđmG2=1,226*110=134,87 kV + Đường dây L12: x1 = x2 = 0,4Ω/km; x0 = 1,12Ω/km; l = 138km X1L12= X2L12= x1*l= 0,4*138 = 55,2 X0L12= x0*l = 1,12*138= 154,56 + Đường dây L13: x1 = x2 = 0,48Ω/km; x0 = 1,46Ω/km; l = 124km X1L13= X2L13 = x1*l= 0,48*124= 59,52 X0L13= x0*l = 1,46*124= 181,04 + Đường dây L23: x1 = x2 = 0,32Ω/km; x0 = 1,06Ω/km; l = 162km X1L23= X2L23 = x1*l= 0,32*162= 51,884 X0L23= x0*l = 1,06*162= 171,72 + Cuộn kháng : 110kV; 330A; 8,2% ZK  X K  X K % U dmD 100 IdmD X1K= X2K= X0K = = 15,78 +Phụ tải : 65MVA; 110kV; Ept = 0,8; xpt = 0,25 kv => kv * pt X  X1pt= X2pt=  Sơ đồ thay U2dm S pt =0,25* a) Ngắn mạch pha b) Ngắn mạch pha không chạm đất c) Ngắn mạch pha chạm đất d) Ngắn mạch pha chạm đất ... tính dịng ngắn mạch khi: a Ngắn mạch pha b Ngắn mạch pha không chạm đất c Ngắn mạch pha chạm đất d Ngắn mạch pha chạm đất Bài làm a) Ngắn mạch pha : b) Ngắn mạch pha không chạm đất: c) Ngắn mạch. .. khi: a Ngắn mạch pha b Ngắn mạch pha không chạm đất c Ngắn mạch pha chạm đất d Ngắn mạch pha chạm đất Bài làm a Ngắn mạch pha : b Ngắn mạch pha không chạm đất: c Ngắn mạch pha chạm đất d Ngắn mạch. .. (1/3*đường dây tính từ 2) Hãy vẽ sơ đồ thay tính dịng ngắn mạch khi: a Ngắn mạch pha b Ngắn mạch pha không chạm đất c Ngắn mạch pha chạm đất d Ngắn mạch pha chạm đất Bài làm Sơ đồ thay a) Ngắn mạch pha: