Đang tải... (xem toàn văn)
Bài tập dài tính Ngắn mạch trong hệ thống điện
Bài tập dài Ngắn Mạch. Nguyễn Trêng S¬n – H10A-HTĐ BÀI TẬP DÀI MÔN: NGẮN MẠCH A.Tính thông số sơ đồ trong hệ đơn vị tương đối Chọn: S cb = S H = 2200 MVA U cb = U bt Ta có bảng U tb của các cấp điện áp Cấp điện áp (kV) 220 110 10,5 U tb (kV) 230 115 11 1. Nhánh hệ thống Coi tổn thất trong nhánh hệ thống không đổi nên sơ đồ thay thế của nhánh hệ thông chỉ gồm thanh góp. ( ) 1 230 230 220 * === U U U tb H cbH 2.Đường dây kép ( ) 77,0 230 2200 924,0 2 1 lx 2 1 2 2 220 tb cb 0 2 D U S X =⋅⋅⋅=⋅⋅⋅= 3. Máy biến áp 3 pha ( ) ( ) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5,11203211 2 1 2 1 =−+⋅=−+⋅= THCHCTC UUUU NNNN ( ) ( ) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 05,0322011 2 1 2 1 ≈−=−+⋅=−+⋅= CHTHCTT UUUU NNNN ( ) ( ) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5,20113220 2 1 2 1 =−+⋅=−+⋅= CTCHTHH UUUU NNNN và ( ) 2 230 2200 140 242 100 5,11 100 C 2 2 2 220 cb cb đm 2 đm 0 0 N cb*C U S S UU X =⋅⋅=⋅⋅= ( ) 57,3 230 2200 140 242 100 5,20 100 H 2 2 2 220 cb cb đm 2 đm 0 0 N cb*H U S S UU X =⋅⋅=⋅⋅= ( ) 0 * = X cbT vì điện kháng của đoạn trung áp xấp xỉ bằng không nên ta co thể bỏ qua nhánh trung của MBA 3 pha. 4. Máy biến áp 2 pha 1 Bài tập dài Ngắn Mạch. Nguyễn Trêng S¬n – H10A-HTĐ ( ) 13,2 115 2200 120 121 100 5,10 100 2 2 2 110 cb cb đm 2 đm 0 0 N cb*B U S S UU X =⋅⋅=⋅⋅= 5. Kháng điện ( ) U I I U X U I I U X X cb cb đm đm K cb cb đm đm K cbK 5,10 0 0 5,10 0 0 * 100 3 3 100 ⋅⋅= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅= trong đó 5,115 113 2200 3 5,10 = ⋅ = ⋅ = U S I cb cb cb vậy ( ) 18,1 11 5,115 5,7 5,10 100 8 100 U I I U X X 5,10 cb cb đm đm 0 0 K cb*K =⋅⋅=⋅⋅= 6. Máy phát điện Các máy phát điện làm việc ở chế độ định mức và công suất định mức của máy phát: 6,0sin8,0cos =⇒= ϕϕ MVA125 8,0 100 cos P S đm đm == ϕ = Máy phát 1 và 2 đặt trên cùng thanh góp cấp 10,5kV nên có ( ) ( ) 4,2 11 2200 125 5,10 15,0 2 2 2 5,10 cb cb đm 2 đm '' dcb*2Fcb*1F U S S U XXX =⋅⋅=⋅⋅== máy phát 3 đặt trên thanh góp cấp 110kV ( ) 022,0 115 2200 125 5,10 15,0 2 2 2 110 cb cb đm 2 đm '' dcb*3F U S S U XX =⋅⋅=⋅⋅= Sức điện động của MF là ( ) ( ) 1,115,06,08,0Xsincos 2 2 2 '' d 2 '' ~ E =++=+ϕ+ϕ= Từ các thông số tính toán được ta có sơ đồ thay thế của toàn hệ thống 2 Bài tập dài Ngắn Mạch. Nguyễn Trêng S¬n – H10A-HTĐ X X X X X X X X X D/2 C C H H F F B F E '' ~ ~ ~ 220kV 110kV 10,5kV U H N N 2 1 E '' E '' B.Tính trị số dòng ngắn mạch siêu quá độ ban đầu I”(0) bằng phương pháp đại số 1. Ngắn mạch tại N 1 Vì ngắn mạch tại đầu cực máy phát 1 nên MF 1 không thể ghép chung với MF 2 và MF 3.Như vậy sơ đồ thay thế của ta gồm 3 nhóm: Nhóm MF 1, nhóm hệ thống, nhóm MF 2 và 3. S¬ đồ biến đổi: 1 N H U ~ ~ ~ E '' E '' E '' 8 76 54 32 1 XX X XX X X X X X X X X X X X 1 2 3 11 6 7 8 E '' E '' E '' ~ ~ ~ U H N 1 X 9 10 ( Hình 1) ( Hình 2) X K 3 Bài tập dài Ngắn Mạch. Nguyễn Trêng S¬n – H10A-HTĐ X 1 N H U ~ ~ ~ E '' 8 6 11 12 X X X X X X X X X X 13 15 6 14 ~ ~ ~ U H N 1 X E '' E '' E '' 9 10 E '' 7 10 E '' (Hình 3) (Hình 4) X X X 17 6 18 E '' E '' ~ ~ U H N 1 10 (Hình 5) (Hình 6) X 1 N H U ~ ~ E '' E '' 16 6 13 X X X 4 Bài tập dài Ngắn Mạch. Nguyễn Trêng S¬n – H10A-HTĐ Các thông số biến đổi của sơ đồ: X 1 =X D/2 MBA 3 pha 1có: X C =X 2 = 2 và X H = X 4 = 3,57 MBA 3 pha 2có: X C =X 3 = 2 và X H = X 5 = 3,57 X B + X F3 = X 8 = 2,152 X F1 = X 6 = 2,4 X F2 = X 7 = 2,4 X F3 = 0,022 -Biến đổi từ hình 1 sang hình 2 Biến đổi ∆(X 4 ,X K ,X 5 ) ⇒ Y(X 9 ,X 10 ,X 11 ) 53,1 18,157,357,3 57,3.57,3 XXX XX X K54 54 9 = ++ = ++ ⋅ = 51,0 18,157,357,3 18,1.57,3 XXX XX X K54 K4 10 = ++ = ++ ⋅ = 51,0 18,157,357,3 57,3.18,1 XXX XX X K54 5K 11 = ++ = ++ ⋅ = -Biến đổi từ hình 2 sang hình 3 ( ) 77,1//nt XXXX 32112 == -Biến đổi từ hình 3 sang hình 4 Biến đổi Y(X 8 ,X 9 ,X 12 ) ⇒ ∆ thiếu(X 13 ,X 14 ) 12,4 77,153,1 77,1.53,1 77,153,1 X XX XXX 8 129 12913 = + ++= ⋅ ++= 58,4 152,253,1 152,2.53,1 152,253,1 X XX XXX 12 89 8914 = + ++= ⋅ ++= 91,251,04,2 XXX 11715 =+=+= -Biến đổi từ hình 4 sang hình 5 Ghép 2 nhánh song song có nguồn chứa X 14 , X 15 78,1 91,258,4 91,2.58,4 XX XX X 1514 1514 16 = + = + ⋅ = -Biến đổi từ hình 5 sang hình 6 Biến đổi Y(X 10 ,X 13 ,X 16 ) ⇒ ∆ thiếu (X 17 ,X 18 ) 81,5 78,1 12,4.51,0 12,451,0 X XX XXX 16 1310 131017 =++= ⋅ ++= 5 Bài tập dài Ngắn Mạch. Nguyễn Trêng S¬n – H10A-HTĐ 51,2 12,4 78,1.51,0 78,151,0 X XX XXX 13 1610 161018 =++= ⋅ ++= Sau khi biến đổi ta có sơ đồ gồm 3 nhóm 18 X X 17 X 6 U H E '' ~ ~ E '' 1 N Với phương pháp giải tích ta tiến hành ghép song song từng nhóm có nguồn như sau N 1 E '' ~ H U 19 X 17 X E '' dt X dt 1 N 23,1 51,24,2 51,2.4,2 XX XX X 186 186 19 + = + ⋅ = 6 Bài tập dài Ngắn Mạch. Nguyễn Trêng S¬n – H10A-HTĐ 015,1 81,523,1 81,5.23,1 XX XX X 1719 1719 đt = + = + ⋅ = 083,1 XX X E X U E 1719 17 ~ 19 H đt " '' = + ⋅+⋅ = Vậy 067,1 X E I đt '' đt 1N '' == Dòng ngắn mạch trong hệ đơn vị có tên là kA2,123 11.3 2200 067,1 .3 U S IIII 5,10 cb cb " )cb(*1N " cb " )cb(*1N1N =⋅=== 2. Ngắn mạch tại N 2 Vì ngắn mạch tại N 2 là ngắn mạch đối xứng nên ta gập đôi sơ đồ, điện kháng của cuộn kháng coi xấp xỉ bằng không (bỏ qua).Ta biến đổi sơ đồ thành 2 nhóm. Sơ đồ: (Hình 1) X X X X X X D/2 C/2 H/2 F/2 B F ~ ~ U H N 2 E '' E '' Trong đó X C/2 = 2/2 = 1 X H/2 = 3,57/2 = 1,785 X F/2 = 2,4/2 = 1,2 7 Bài tập dài Ngắn Mạch. Nguyễn Trêng S¬n – H10A-HTĐ F/2 H/2 C/2 D/2 X X X X X X ~ E '' (Hình 2) N 2 3 X X 1 2 X U H (Hình 3) E '' ~ ~ E '' E '' 2 N H U ~ F B 2 N 1 X X 4 ~ E '' H U (Hình 4) X dt E '' dt N 2 (Hình 5) -Biến đổi từ hình 2 sang hình 3 77,1177,0 XXX 2/C2/D1 =+=+= 985,2172785,1 XXX 2/F2/H2 =+=+= 152,2022,013,2 XXX FB3 =+=+= -Biến đổi từ hình 3 sang hình 4 Biến đổi 2 nhánh song song có nguồn X 2 và X 3 8 Bài tập dài Ngắn Mạch. Nguyễn Trêng S¬n – H10A-HTĐ 25,1 XX XX X 32 32 4 = + ⋅ = -Biến đổi từ hình 4 sang hình 5 Biến đổi 2 nhánh song song có nguồn X 1 ,X 4 733,0 XX XX X 41 41 đt = + ⋅ = 059,1 XX U X E X E 32 H 4 ~ 1 đt " = + ⋅+⋅ = Vậy dòng điện ngắn mạch tại N 2 44,1 X E I đt '' đt 2N '' == Dòng ngắn mạch trong hệ đơn vị có tên là kA96,15 115.3 2200 44,1 .3 U S IIII 110 cb cb " )cb(*2N " cb " )cb(*2N2N =⋅=== C.Sử dụng đường cong tính toán tính trị số dòng quá độ tại t = 0;0,2;∞ 1. Ngắn mạnh tại N 1 Sử dung số liệu trong phần A, chia sơ đồ thành 3 nhóm: nhóm MF 2-3(X 2 ), nhóm MF 1(X 3 )và nhóm HT(X 1 ) X 1 X 3 U H E '' ~ ~ E '' 1 N 2 X X 1 = X 17 =5,81 X 3 = X 6 =2,4 X 2 = X 18 =2,51 9 Bài tập dài Ngắn Mạch. Nguyễn Trêng S¬n – H10A-HTĐ BiÕn đổi các điện kháng về điện kháng tính toán S S XX cb đmi cbiitt ⋅= )*( ta có S đm1 = 2200 ⇒ X 1tt = 5,81 S đm2 = 200 ⇒ X 2tt = 0,228 S đm3 = 100 ⇒ X 1tt = 0,11 Tra bảng Vì X 1tt = 5,81> 3 nên ta không sử dụng bảng mà tính như sau I ” N1tt (0) = I ” N1tt (0,2) = I ” N1tt (∞) = 172,0 81,5 1 = I ” N2tt (0,2) = 4,4 và I ” N2tt (∞) = 2,68 ; I ” N2tt (0) = 7 I ” N3tt (0,2) = 5,2 và I ” N3tt (∞) = 2,91 ; I ” N3tt (0) = 8,4 Tính dòng ngắn mạch tổng tại t ( ) ( ) ( ) ( ) IIIIIII đmttđmttđmttN tttt 3 " 32 " 21 " 1 " ++= với 5,115 11.3 2200 .3 1 1 === U S I tb đm đm 5,10 11.3 200 .3 2 2 === U S I tb đm đm 25,5 11.3 100 .3 3 3 === U S I tb đm đm vậy: I ’’ N (0,2) = 83,9 (kA) I ’’ N (∞) = 53,81 (kA) I ’’ N (0) = 128(kA) 2.Ngắn mạch tại N 2 Sử dụng sơ đồ phần A chia sơ đồ thành 2 nhóm: nhóm hệ thống và nhóm các MF. Trong đó : X 1 = 1,77 E ’’ ~ = 1,1 X 2 = 1,25 U H =1 Biến đổi các điện kháng về điện kháng tính toán S S XX cb đmi cbiitt ⋅= )*( 10 [...]...Nguyễn Trêng S¬n – H10A-HTĐ Bài tập dài Ngắn Mạch ta có Sđm1 = 2200 ⇒ X1tt = 1,17 Sđm2 = 300 ⇒ X2tt = 0,17 U H X1 N2 X2 E'' ~ Tra bảng đường cong tính toán I”N1tt(0,2) = 0,4 và I”N1tt(∞) = 0,49 ; I”N1tt(0) = 0,45 I”N2tt(0,2) = 2,8 và I”N2tt(∞) = 8,4 ; I”N2tt(0) = 3 Tính dòng ngắn mạch tổng tại t I ( t ) = I ( t ) I " " N 1tt với I I đm1 đm 2 = = S 3.U . thiếu(X 13 ,X 14 ) 12,4 77,153,1 77,1.53,1 77,153,1 X XX XXX 8 129 12913 = + ++= ⋅ ++= 58,4 152,253,1 152,2.53,1 152,253,1 X XX XXX 12 89 8914 = + ++= ⋅ ++= 91,251,04,2 XXX 11715 =+=+= -Biến đổi từ hình 4 sang hình 5 Ghép 2 nhánh song song có nguồn chứa X 14 , X 15 78,1 91,258,4 91,2.58,4 XX XX X 1514 1514 16 = + = + ⋅ = -Biến đổi từ hình 5 sang hình. 4) X dt E '' dt N 2 (Hình 5) -Biến đổi từ hình 2 sang hình 3 77,1177,0 XXX 2/C2/D1 =+=+= 985,2172785,1 XXX 2/F2/H2 =+=+= 152,2022,013,2 XXX FB3 =+=+= -Biến đổi từ hình 3 sang hình 4 Biến đổi 2 nhánh song song có. X 3 8 Bài tập dài Ngắn Mạch. Nguyễn Trêng S¬n – H10A-HTĐ 25,1 XX XX X 32 32 4 = + ⋅ = -Biến đổi từ hình 4 sang hình 5 Biến đổi 2 nhánh song song có nguồn X 1 ,X 4 733,0 XX XX X 41 41 đt = + ⋅ = 059,1 XX U X E X E 32 H 4 ~ 1 đt " = + ⋅+⋅ = Vậy