PHẦN2- CHƯƠNG II : VÍ DỤ VỀ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH pptx

“Phaàn 2 –Chöông 2”- Xem nguồn là hệ thống có công suất vô cùng lớn nên điện trở xem như bằng 0 + Máy biến áp : Bỏ qua RMBA vì SMBA lớn nên RMBA... - Sai số trên chủ yếu do cách làm tròn

Trang 1

“Phaàn 2 –Chöông 2”

PHẦN2- CHƯƠNG II :

VÍ DỤ VỀ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

XÉT MỘT ĐƯỜNG DÂY TÁM BUS :

Hình 5.1 : sơ đồ bus đường dây

- Máy biến áp : Uđm = 110/15 KV; Sđm = 25 MVA ; Un% = 9,939%

Do RT<<XT nên xem như bỏ qua RT

 ZT= XT = UN% = 9,939/100 = j0,09939

- Dây dẫn:

+Dây Ac – 240 mm2

r1 = 0,128 ; x1 = 0,3773

r0 = 0,4531 ; x0 = 1,2005

- Chiều dài đường dây:

L23 = 100m; L34 = 120m; L35 = 80m; L26 = 100m; L67 = 90m; L78 = 150m;

L89 = 200m

- Tính ngắn mạch 3 pha, 1 pha chạm đất (L – G); 2 pha chạm nhau (L – L); 2 pha chạm đất ( L – L – G)

I-I CÁCH TÍNH ĐƠN GIẢN: (tính tay)

- Chọn Ucb1 = 110 KV; Ucb2 = 15 KV; Scb = SđmT = 25 MVA

- Các dòng điện cơ bản:

Icb1 =

Icb2 = =

- Điện áp các nút trước sự cố: V02 = V03 = V04 = V05 = V06 … =V2 = 1 (đvtđ)

- Các tổng trở được tính trong hệ đơn vị tương đối

+ Nguồn hệ thống :

Từ thông số của TT Điều Độ HTĐ ta có IN = 2973A ; IN = 3261A

 Công suất ngắn mạch 3P được tính theo công thức

Bus 2

Bus 4 120 m Bus

100

6

Bus

200 m

150 m

Bus

1

Hệ

thống

Trang 2

- Xem nguồn là hệ thống có công suất vô cùng lớn nên điện trở xem như bằng 0

+ Máy biến áp :

Bỏ qua RMBA vì SMBA lớn nên RMBA << XMBA

(đvtđ)

+ Đường dây trên không :

- Đường dây L2-3 :

R1(2-3) = r1.L2-3 = 0.128 x 0.1 x = 0.00142 (đvtđ)

R0(2-3) = r0.L2-3 = 0.4531 x 0.1 x = 0.00503 (đvtđ)

X1(2-3) = x1.L2-3 = 0.3773 x 0.1 x = 0.00419 (đvtđ)

X0(2-3) = x0.L2-3 = 1.2005 x 0,1 x = 0.01334 (đvtđ)

Tính như công thức trên ta có:

R1(3-4) = 0.00171 (đvtđ) ; X1(3-4) = 0.00503 (đvtđ)

R0(3-4) = 0.00604 (đvtđ) ; X0(3-4) = 0.01601 (đvtđ)

R1(3-5) = 0.00114 (đvtđ) ; X1(3-5) = 0.00335 (đvtđ)

R0(3-5) = 0,00403 (đvtđ) ; X0 = 0.01067 (đvtđ)

- Đường dây L2-6:

R1(2-6) = 0.00142 (đvtđ) ; X1(2-6) = 0.00419 (đvtđ)

R0(2-6) = 0.00503 (đvtđ) ; X0(2-6) = 0.01334 (đvtđ)

- Đường dây L6-7

R1(6-7) = 0.00126 (đvtđ) ; X1(6-7) = 0.00377 (đvtđ)

R0(6-7) = 0.00453 (đvtđ) ; X0 = 0.01201 (đvtđ)

R1(7-8) = 0.00213 (đvtđ) ; X1(7-8) = 0.00629 (đvtđ)

Trang 3

R0(7-8) = 0.00755 (đvtđ) ; X0 = 0.02001 (đvtđ)

R1(8-9) = 0.00284 (đvtđ) ; X1(8-9) = 0.00938 (đvtđ)

X0(8-9) = 0.01006 (đvtđ) ; X0(8-9) = 0.02668 (đvtđ)

I-I.1.Thành lập Ma trận Z 1 :

Hình 5.2 : Sơ đồ tổng trở thứ tự thuận

- Bước 1: Nối nút 1 với 2 bởi Z nhánh = XHT+XT = j 0.1457

Z1 =

- Bước 2: Nối nút mới 3 với nút 2 cũ bởi Znhánh : 0.00142 + j 0.00419

Z1 =

- Bước 3: Nối nút mới 4 với nút 3 cũ bởi Znhánh: 0.00171 + j 0.00503

- Bước 4: Nối nút mới 5 với nút 3 cũ bởi Znhánh: 0,00114 + j 0,00335

Z1=

- Bước 5: Nối nút mới 6 với nút 2 cũ bởi Znhánh : 0.00142+j0.00419

0,00142 +j0,00419

X HT +X T = j

0,1457

0,00142 +j0,00419

4

0,00171 +j0,00503

0,00114 +j0,00335

5

6 0,00126 +j0,00377 +j0,006290,00213 +j0,009380,00284

3

Trang 4

Z1 =

 Bước 6: Nối nút mới 7 với nút 6 cũ bởi Znhánh: 0.00126+ j 0.00377

Z1 =

1 .1457 j0 j0.1457 j0.1457 j0.1457 J0.1457 j0.1457

2 j0.1457 0.00142 + j0.14989 0.00142 + j0.14989 0.00142 + j0.14989 0.00142 + j0.14989 0.00142 + j0.14989

3 j0.1457 0.00142 + j0.14989 0.00313

+ j0.15492

0.00142 + j0.14769

0.00142 + j0.14989

4 j0.1457 0.00142 + j0.14989 0.00142 + j0.14989 0.00256

+ j0.15324

J0.1457 J0.1457

5 j0.1457 0.00142 + j0.14989 0.00142 + j0.14989 J0.1457 0.00142

+ j0.14989

0.00142 + j0.14989

6 j0.1457 0.00142 + j0.14989 0.00142 + j0.14989 J0.1457 0.00142 + j0.14769 0.00268 + j0.14947

Bước 7: Nối nút mới 8 với nút 7 cũ bởi Znhánh: 0.00213 + j 0.00629

Z1 =

1

j0.1457 j0.1457 j0.1457 j0.1457 j0.1457 J0.1457 j0.1457

2 j0.1457 0.00142 +

j0.14989 0.00142 + j0.14989 0.00142 + j0.14989 0.00142 + j0.14989 0.00142 + j0.14989 0.00142 + j0.14989

3 j0.1457 0.00142 +

j0.14989 0.00313 + j0.15492 0.00142+ j0.14769 0.00142+ j0.14769 0.00142+ j0.14989 0.00142+ j0.14989

4 j0.1457 0.00142 +

j0.14989 0.00142 + j0.14989 0.00256 +

j0.15324

J0.1457 J0.1457 J0.1457

5 j0.1457 0.00142 +

j0.14989 0.00142 + j0.14989 J0.1457 0.00142 + j0.14989 0.00142+ j0.14989 0.00142+ j0.14989

6 j0.1457 0.00142 +

j0.14989 0.00142 + j0.14989 J0.1457 0.00142 + j0.14769 0.00268 + j0.14947 0.00268 + j0.14947

7 j0.1457 0.00142 +

j0.14989 0.00142 + j0.14989 J0.1457 0.00142 + j0.14769 0.00268 + j0.14947

0.00481+ j0.15576

Trang 5

0,00503 +j0,01334

j

0,1457

0,00503 +j0,01334

4

0,00604 +j0,01601 0,00403 +j0,01067

5

6

0,00453 +j0,012 +j0,020010,00755

0,01006 +j0,02668

 Bước 8: Nối nút mới 9 với nút 8 cũ bởi Znhánh:0.00284 + j 0.00838

1 j0.1457 j0.1457 j0.1457 j0.1457 j0.1457 j0.1457 j0.1457 J0.1457

2 j0.1457 0.00142 + j0.14989 0.00142 + j0.14989 0.00142 + j0.14989 0.00142 + j0.14989 0.00142 +

j0.14989

0.00142 + j0.14989

3 j0.1457 0.00142 + j0.14989

0.00313 + j0.15492

0.00142 + j0.14769

0.00142 + j0.14989

4 j0.1457 0.00142 + j0.14989 0.00142 + j0.14989 0.00256

+ j0.15324 J0.1457 J0.1457 J0.1457 J0.1457

5 j0.1457 0.00142 + j0.14989 0.00142 + j0.14989 J0.1457 0.00142

+ j0.14989

0.00142 + j0.14989

6 j0.1457 0.00142 + j0.14989 0.00142 + j0.14989 J0.1457 0.00142 + j0.14769 0.00268 +

j0.15366

0.00268 + j0.14947

7 j0.1457 0.00142 + j0.14989 0.00142 + j0.14989 J0.1457 0.00142 + j0.14769 0.00268 +

j0.14947

0.00481+

j0.15995 0.00481+j0.15576

8 j0.1457 0.00142 + j0.14989 0.00142 + j0.14989 J0.1457 0.00142 + j0.14769 0.00268 +

j0.14947

0.00481+

j0.15576

0.00765 + j0.16833

I.I.2 Thành lập Ma trận Z 0 :

Hình 5.2 : Sơ đồ tổng trở thứ tự không

Lần lượt tính từ bước 1 đến 8 như trên, có được Ma trận Z0 gồm các thông số sau :

- Z0(1-1) = j 0,1435

- Z0(2-2) = 0,00503 + j 0,15904

Trang 6

- Z0(3-3) = 0,01107 + j 0,17505

- Z0(4-4) = 0,00906 + j 0,1697

- Z0(5-5) = 0,00503 + j 0,159

- Z0(6-6) = 0,00956 + j 0,171

- Z0(7-7) = 0,0171 + j 0,191

- Z0(8-8) = 0,0272 + j 0,2177

I.I.3 Tính ngắn mạch 3 pha:

- Ta có các dòng điện ngắn mạch : Ia = Ib = Ic

 Nút 1:

Ia = = = -j 6,863 = 6,863 -900 (đvtđ)

=> I a = 6,9686 x I cb2 = 6,863 x 962,279 = 6604,12 (A)

 Nút 2:

Ia = = = 6,671 -89,450 (đvtđ)

=> I a = 6,671 x I cb2 = 6,671 x 962,279 = 6419,36 A

 Nút 3:

=> I a = 6,5466 x I cb2 = 6,45 x 962,279 = 6206,7 A

 Nút 4:

=> I a = 6,6199 x I cb2 = 6370,19A

 Nút 5:

Ia = = = 6,671 -89,450 (đvtđ)

=> I a = 6,671 x I cb2 = 6,671 x 962,279 = 6419,36 (A)

 Nút 6:

=> I a = 6,506 x I cb2 = 6,506 x 962,279 = 6260,58(A)

 Nút 7 :

=> I a = 6,25 x I cb2 = 6,25 x 962,279 = 6014,24 A

Trang 7

 Nút 8:

=> I a = 5,9347 x I cb2 = 5,9382 x 962.279 = 5714,20A

I.I.4.Tính ngắn mạch một pha A chạm đất (L-G): I b = I c = 0

 Nút 1:

Ia = = =

= -j 6,863 = 6,863 -900 (đvtđ)

=> I a = 6,863 x I cb2 = 6,863 x 962,279 = 6604,12 (A)

 Nút 2 :

Ia = =

= 6,5373 -89,050 (đvtđ)

=> I a = 6,5373 x I cb2 = 6290,70 (A)

 Nút 3:

Ia = =

= 6,183 -87,950 (đvtđ)

=> Ia = 6,183 x Icb2 = 6,183x962.279 = 5949,77 (A)

 Nút 4:

Ia = =

= 6,2189 -88,310 (đvtđ)

=> Ia = 6,2189 x Icb2 = 6,2189x962.279 = 5984,32 (A)

 Nút 5:

Ia = =

= 6,5373 -890 (đvtđ)

=> Ia = 6,5373 x Icb2 = 6,5373x962.279 = 6290,7 (A)

 Nút 6:

Ia = =

Trang 8

= 6,269 -88,250 (đvtđ)

=> Ia = 6,269 x Icb2 = 6,269x962.279 = 6032,52(A)

 Nút 7:

Ia = =

= 5,882 -870 (đvtđ)

=> Ia = 5,882 x Icb2 = 5,882x962.279 = 5560,12 (A)

 Nút 8:

Ia = =

= 0,6371 - j 6,5754 = 5,402 -86,600 (đvtđ)

=> Ia = 5,402 x Icb2 = 5,402x962.279 = 5198,23 (A)

I.I.5.Tính toán ngắn mạch hai pha B,C chạm nhau (L-L) :I 1 =0, Ib=-Ic

 Nút 1:

Ib = = = = 5,944 -1800 (đvtđ)

=> I b = 5,944 x I cb2 = 5,944x962.279 = 5719,79 (A)

 Nút 2:

=> I b = 5,777 x I cb2 = 5,777x962.279 = 5559,08 (A)

 Nút 3:

=> I b = 5,591 x I cb2 = 5,591x962.279 = 5378,10 (A)

 Nút 4

=> I b = 5,6508 x I cb2 = 5,6508x962.279 = 5437,65 (A)

 Nút 5:

=> I b = 5,777 x I cb2 = 5,777x962.279 = 5559,08 (A)

Trang 9

 Nút 6:

=> I b = 5,635 x I cb2 = 5,635x962.279 = 5422,44 (A)

 Nút 7:

=> I b = 5,4125 x I cb2 = 5,4125x962.279 = 5208,34 (A)

 Nút 8:

=> I b = 5,1425 x I cb2 = 5,1425x962,279 = 4948,52 (A)

I-I.6 Tính ngắn mạch 2 pha chạm đất : (L-L-G) pha B và C chạm đất :

Ta có :

Với :

a = 11200 = -0,5 + j0,866 -a = 13000 = 0,5 – j0,866

a2 = 12400 = -0,5 - j0,866

- a2 = 12400 = 0,5 + j0,866

Do Z1 = Z2 nên :

Z1Z2+Z2Z0+Z1Z0 = Z12 + Z0.2Z1 = Z1 (Z1 + 2Z0) = M(i,i)

 Tại nút 1 (Bus -2):

Z (1,1)1 = j0.1457 ; Z(1,1)0 = j0,1457

 M(1,1) = j0,1457 (j0,1457 + 2x j0,1457) = - 0,0637 + Tính hiệu số H(1,1) = (a.Z2 – Z0 )

H(1,1) = a.Z2 – Z0 = (-0,5+j0.866).j0.1457 – j0.1457 = -j0,0728 - 0,1262 – j0,1457 = - 0,1262 – j0,2185

+ Tính hiệu số Q = (a2.Z2 – Z0 ) = (-0,5 – j0,866).j0,1457 – j0,1457 =

= 0,1262 – j0,07285 – j0,1457 = 0,1262 - j0,2186

Vậy :

I B1 = I B* x I cb = x3,961 x 962,279 = 6601 60 0 A

Trang 10

I C1 = I C* x I cb = x3,961 x 962,279 = 6601-60 0 A

Để giảm khối lượng tính toán bỏ qua phần thực của tổng trở và với cách tính như trên ta có kết quả dòng ngắn mạch tại các nút như sau :

 Tại nút 2 (Bus - 3):

Z(2,2)1 = Z(2,2)2 = 0,00142+ j0,14989 ()

Z(2,2)0 = 0,00503+ j0,15904 ()

I B2 = 6376,6760,97 0 A

I C2 = 6376,67-60,97 0 A

 Tại nút 3 (Bus - 4):

Z(3,3)1 = Z(3,3)2 = 0,00313 + j0,15492 ()

Z(3,3)0 = 0,01107+ j0,17505 ()

I B3 = 6093,3362,01 0 A

I C3 = 6093,33-62,01 0 A

 Tại nút 4 (Bus - 5):

Z(4,4)1 = Z(4,4)2 = 0,00256 + j0,15324 ()

Z(4,4)0 = 0,00906+ j0,16971 ()

I B4 = 6113,3361,3 0 A

I C4 = 6133,33-61,3 0 A

 Tại nút 5 (Bus - 6) :

Z(5,5)1 = Z(5,5)2 = 0,00142 + j0,14989 ()

Z(5,5)0 = 0,00503+ j0,15904 ()

I B5 = 6093,3362,01 0 A

I C5 = 6093,33-62,01 0 A

 Tại nút 6 (Bus - 7):

Z(6,6)1 = Z(6,6)2 = 0,00268 + j0,15366 ()

Z(6,6)0 = 0,00956+ j0,17105 ()

I B6 = 6153,3361,76 0 A

I C6 = 6153,33-61,76 0 A

 Tại nút 7 (Bus - 8):

Z(7,7)1 = Z(7,7)2 = 0,00481 + j0,15995 ()

Z(7,7)0 = 0,0171 + j0,1905 ()

I B7 = 5846,6762,88 0 A

I C7 = 5846,67-62,88 0 A

Trang 11

 Tại nút 8 (Bus - 9):

Z(8,8)1 = Z(8,8)2 = 0,00765 + j0,16833()

Z(8,8)0 = 0,0272+ j0,2172 ()

I B8 = 5503,3464,18 0 A

I C8 = 5503,34-64,18 0 A

I.II.KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CỦA CHƯƠNG TRÌNH EASY POWER:

I.II.1 Ngắn mạch 3 pha:

Momentary (First Cycle) High Voltage Currents Using Momentary Impedance Circuit

Driving Point Voltage (P.U.) = 1.00000

3 PHASE Fault On Total Fault Duties

Name Bus kV Symmetrical X/R Mult Asymmetrical ANSI Duty

Amps Ratio Factor Amps Amps

BUS-1 110.00 2970.7 150.00 1.71 5076.0 4753.2

BUS-2 15.00 6703.4 37.84 1.64 11014.1 10725.4

BUS-3 15.00 6511.3 28.32 1.62 10517.8 10418.1

BUS-4 15.00 6294.3 22.07 1.59 9978.1 10070.9

BUS-5 15.00 6365.1 23.78 1.59 10151.8 10184.1

BUS-6 15.00 6511.3 28.32 1.62 10517.8 10418.1

BUS-7 15.00 6347.2 23.32 1.59 10107.8 10155.6

BUS-8 15.00 6090.7 18.28 1.56 9491.3 9745.2

BUS-9 15.00 5778.2 14.48 1.52 8778.7 9245.2

I.II.2 Ngắn mạch hai pha chạm đất:

D L-GND Fault On Total Fault Duties Name Bus kV Symmetrical X/R Mult Asymmetrical ANSI Duty

BUS-1 110.00 3142.8 150.00 1.71 5370.0 5028.4

BUS-2 15.00 6805.3 37.42 1.64 11175.2 10888.5

Trang 12

BUS-3 15.00 6576.1 25.33 1.60 10539.1 10521.8

BUS-4 15.00 6319.1 18.88 1.56 9878.0 10110.6

BUS-5 15.00 6402.7 20.55 1.58 10087.5 10244.3

BUS-6 15.00 6576.1 25.33 1.60 10539.1 10521.8

BUS-7 15.00 6381.6 20.10 1.57 10034.2 10210.6

BUS-8 15.00 6080.6 15.41 1.53 9305.2 9728.9

BUS-9 15.00 5719.9 12.18 1.49 8500.2 9151.8

I.II.3:Ngắn mạh hai pha chạm nhau:

L TO L Fault On Total Fault Duties _

BUS-1 110.00 2572.7 150.00 1.71 4395.8 4116.2

BUS-2 15.00 5805.1 37.84 1.64 9538.2 9288.2

BUS-3 15.00 5638.8 28.32 1.62 9108.4 9022.1

BUS-4 15.00 5450.9 22.07 1.59 8641.1 8721.4

BUS-5 15.00 5512.2 23.78 1.59 8791.4 8819.5

BUS-6 15.00 5638.8 28.32 1.62 9108.4 9022.1

BUS-7 15.00 5496.7 23.32 1.59 8753.3 8794.7

BUS-8 15.00 5274.6 18.28 1.56 8219.5 8439.3

BUS-9 15.00 5003.9 14.48 1.52 7602.4 8006.3

I.II.4:Ngắn mạch một pha chạm đất:

S L-GND Fault On Total Fault Duties _

Trang 13

BUS-1 110.00 2970.7 150.00 1.71 5076.0 4753.2

BUS-2 15.00 6703.4 37.84 1.64 11014.1 10725.4

BUS-3 15.00 6377.8 23.49 1.59 10162.1 10204.5

BUS-4 15.00 6024.8 16.66 1.54 9299.3 9639.7

BUS-5 15.00 6138.3 18.37 1.56 9570.0 9821.2

BUS-6 15.00 6377.8 23.49 1.59 10162.1 10204.5

BUS-7 15.00 6109.5 17.91 1.56 9500.9 9775.2

BUS-8 15.00 5707.4 13.22 1.50 8573.5 9131.8

BUS-9 15.00 5244.4 10.16 1.45 7591.7 8391.0

I.III ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ:

-  % : Sai số kết quả tính toán đơn giản so với kết quả của chương trình

I.III.1: Ngắn mạch 3 pha:

BUSCách tính đơn giản

I.III.2:Ngắn mạch một pha chạm đất L_G:

BUS Cách tính đơn giản I (A) Easy Power I(A)  %

Trang 14

I.III.3:Ngắn mạch hai pha chạm nhau L_L:

I.III.4:Ngắn mạch hai pha chạm đất L_L_G:

Trang 15

- Các giá trị sai số trên từ 1,2% đến 3.61%,sai số trung bình 1.52%.

- Sai số trên chủ yếu do cách làm tròn số

Kết luận : Với kết quả như trên, việc ứng dụng phần mềm Easy Power để tính

toán ngắn mạch cho một lưới điện cụ thể sẽ giúp khối lượng tính toán ngắn mạch lưới điện giảm đi được một khối lượng rất lớn Với phần mềm EASY POWER sẽ giúp em xác định được nhanh chóng dòng ngắn mạch tại tất cả các nút một cách nhanh chóng ,

từ đó lựa chọn thiết bị bảo vệ trên lưới điện và phối hợp bảo vệ giữa các thiết bị nhanh chóng hơn

Định dạng
Số trang	15
Dung lượng	293 KB