Bài tập dài môn ngắn mạch

đại học điện lực

BÀI TẬP DÀI MÔN HỌC

NGẮN MẠCH Sinh viên thực hiện: THỊNH VĂN ĐÔNG

Lớp: D6LT_H2

A) TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 3 PHA.

+ Chọn = 100MVA

= các cấp điện áp ( 121, 254, 11, 14,5 KV)

1 0,195

2 0,131 0,122 6 0 8 0,092 9 0,024 10 0,088 11 0,178 12

7 0,109

3 0,06

4 0,131 5 0,195

F2

Sơ đồ thay thế lưới điện.

Giá trị của các điện kháng:

= = = = 0,146 = 0,195 = = = = = 0,131 = = = 0,4 23 = 0,06 = = = 0,4 40 = 0,10 = = = 0,4 45 = 0,122 = = ( + ) =

= (11 + 19 - 31) = 0 = = = ( + ) =

(11+31 - 19) = 0,092 = = = 0,4 = 0,024 = = = = 0,088

Biến đối sơ đồ về dạng đơn giản:

0,195 0,131 0,025 0,045 0 0,092 0,024 0,088 0,178

4 0,131

16 0,022

5 0,195

Biến đổi 3, 6, 7 về dạng Y 15, 16, 17 Với D = + + = 0,06 + 0,122 + 0,109 = 0,291 = = = 0,025

= = = 0,022 = = = 0,045

= + + = 0,195 + 0,131 + 0,025 = 0,351

= + + = 0,195 + 0,131 + 0,022 = 0,348

13 0,351

17 0,045

8

0 0,092 9 0,024 10 0,088 11 0,178 12

14 0,348

F1

F3 F2

N

= // = = = 0,183

= + + + = 0,183 + 0,045 + 0,092 = 0,32

= + + = 0,024 + 0,088 + 0,178 = 0,29

X 0,32 F1

0,29

F2

N

Sơ đồ dạng đơn giản.

3) Tính dòng ngắn mạch tại thời điểm ngắn mạch với t = 2s.

+) Nhánh nhiệt điện:

= = 0,32 = 0,48

= = = 0,34

Tra đường cong tính toán ta được

= 1,6

Vậy: = 1,6 0,34 = 0,544 (KA)

+) Nhánh thủy điện:

= = 0,29 = 0,341

= = = 0,267 (KA)

Tra đường cong tính toán ta được

= 3,05

Vậy: 3,05 0,267 = 0,814 ( kA)

Dòng ngắn mạch tại t = 0,2s là:

= + = 0,544 + 0,814 = 1,358 (KA)

B) TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XƯNG

( NGẮN MẠCH HAI PHA CHẠM ĐẤT) 1) Chọn S cb = 100MVA, U cb = U tb các cấp, lập sơ đồ thay thế thứ tự thuận, nghịch, không.

- Sơ đồ thay thế thứ tự thuận:

1 0,195 0,131 2 0,122 6 0 8 0,092 9 0,024 10 0,088 11 0,178 12

7 0,109

3 0,06

4 0,131 5 0,195

F2

Sơ đồ thay thế thứ tự thuận.

- Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch:

Giống như sơ đồ thay thế thứ tự thuận vì = nhưng không có suất điện động E

1 0,195

2 0,131 0,1226 08 0,0929 0,02410 0,08811 0,17812

7 0,109

3 0,06

4 0,131 5 0,195

F2

Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch.

- Sơ đồ thay thế thứ tự không

Giả sử mọi cấp điện áp lấy từ sơ đồ lưới điện nêu trên đều máy biến áp có sơ đồ đấu dây sao với trung tính cách đất Có nghĩa là phần còn lại của sơ đồ hở mạch Vậy sơ đồ thay thế thứ tự không khi đó sẽ như hình vẽ sau:

2 0,131 0,0616' 08 0,0929 0,08410 0,08811

7' 0,382

3' 0,21

4 0,131

23 0,156

24 25 26

Sơ đồ thay thế thứ tự không.

- Điện kháng của sơ đồ này đã tính lại cho các đường dây và tính thêm cho máy biến áp tự ngẫu phía

hạ như sau:

= 3,5 0,122 = 0,061

= 3,5 0,06 = 0,21

= 3,5 0,109 = 0,382

= 3,5 0,024 = 0,084

= = ( +) =

= (31 + 19 - 11) = 0,156

2) Biến đổi các sơ đồ thứ tự thuận, nghịch , không về dạng đơn giản.

- Sơ đồ biến đổi đơn giản thứ tự thuận như như sơ đồ tính ngắn mạch 3 pha và có kết quả như phần A

X 0,32 F1

0,29

F2

N

Sơ đồ thay thế thứ tự thuận đơn giản.

- Sơ đồ biến đổi đơn giản thứ tự nghịch: Vì không có suất điện động nên có thể nhập song song hai nhánh tương đương của sơ đồ thứ tự thuận Vậy ta có:

= // = = = 0,152

X 0,152

F1

2

N

Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự nghịch.

- Sơ đồ biến đổi đơn giản thứ tự không như sau:

Biến đổi 3’; 6’; 7’ về hình Y 24; 25; 26:

D = + + = 0,21 + 0,061 + 0,382 = 0,653

= = = 0,02

= = = 0,03

= = = 0,12

= + = 0,131 + 0.02 = 0,151

= + = 0,131 + 0.12= 0,251

= + = 0,251 + 0,03 + 0 = 0,281

= // = ( ) = 0,094

= + = 0,281 + 0,094 = 0.375

= // = ( ) = 0,11

= + = 0,11 + 0,092 = 0,202

= + = 0,084 + 0,088 = 0,172

= // = = 0,093

0,93 0

N

Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự không.

3) Tính dòng ngắn mạch siêu quá độ tại điểm ngắn mạch.

Vì ngắn mạch hai pha chạm đất nên:

= = = 0,130

Và = = = 1.624

- Sơ đồ phức hợp

X 0,32tdND X0,29td TD

X 0,130 N

?

Sơ đồ phức hợp.

- Tiếp tục biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản

= + + = 0,32 + 0,130 + = 0,593

= + + = 0,29 + 0,130 + = 0,537

X 0,593td1 N 0,537 Xtd2

2X75

Sơ đồ phức hợp dạng đơn giản.

Dòng điện pha A thành phần thứ tự thuận dạng tương đối cơ bản tại điểm ngắn mạch là: = ( = 3,548

Vậy dòng ngắn mạch siêu quá độ là:

= = 1,624.3,548 = 1,309 (KA)

4, Xác định áp và dòng các pha tại đầu cực máy phát TD khi xảy ra ngắn mạch.

Dòng pha A thành phần thứ tự nghịch: = = 3,548

Theo sơ đồ thứ tự thuận và nghịch xác định dòng các thành phần và phía máy phát thủy điện Theo biến đổi sơ đồ thay thế thứ tự thuận về dạng đơn giản trước đây có sơ đồ như hình sau

X 0,32td

12 0,178 N

0,088

10 0,024

1,688

- Dòng nhánh phía thủy điện:

3,548.0,32/(0,32 + 0,024 + 0,088 + 0,178) = 1,86

- Dòng nhánh phía nhiệt điện:

3,548 – 1,86 = 1,688

Dòng trên các pha A,B,C đầu cực máy phát có xét đến tổ đấu dây của máy biến áp B3

- Pha A:

= + = 1,86.( + j + – j ) = 1,86 = 3,22

Dạng đơn vị có tên:

= 3,22 = 13,47 (KA)

- Pha B:

= + =

= 1,86.( + ) = 1,86.( -j + j) = 0

- Pha C:

= + = 1,518( + )

= 1,86.(- + j1/2 + - – j1/2) = -1,86 = -3,22 Dạng đơn vị có tên:

= 3,22 = 13,47 (KA)

Điện áp đầu cực máy phát TD khi ngắn mạch

Giá trị điện áp tại các vị trí được tính như sau:

869 , 0 ) 093 , 0 152 , 0 ( 548 , 3 ) ( 2 0

1

U a = a Σ+ Σ = + =

539 , 0 152 , 0 548 , 3 2

1

U a =− a Σ =− =−

033 , 1 088 , 0 866 , 1 869 , 0 11

1 1

871 , 0 178 , 0 866 , 1 539 , 0 11

2 2

754 , 0 004 , 0 2

1 2

3 871 , 0 2

1 2

3 869 , 0

30 2

30

U

F a

j F a









−

−







 +

= +

754 , 0 754 , 0 004 ,

=

aF

U

3

8 , 13 754 ,

=

90 2

270 1 120 30 2 270 30 1

j F a

j F a j

j F a

j F a

= j0,869.(-j) – j0,871.(+j) = 1,74

74 , 1

=

bF

U

Đổi thành đơn vị có tên :

kV

U bF 13,86

3

8 , 13 74 ,

1 =

=

210 2

150 1 240 30 2 120 30

U

F a j

j F a

=

002 , 0 8655 , 0 2

1 2

3 871 , 0 2

1 2

3 869 ,









−

−

−









+

−

8655 , 0 002 , 0 8655 ,

=

cF

U

Đổi thành đơn vị có tên:

kV

U cF 6,89

3

8 , 13 8655 ,

=

- Tổng kết dòng và điện áp các pha tại đầu cực máy phát NĐ1 như sau:

- Khi bình thường:

Ia = Ib = Ic = 117,7/(

3

.13,8) = 4,924kA

Ua = Ub = Uc = 13,8/

3

= 7,97kV

- Khi ngắn mạch:

IaN = IcN = 13,47kA ; IbN = 0

UaN = UcN = 6,89kV ; UbN = 13,86kV