bài tập dài môn ngắn mạch

Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: TS.Nguyễn Nhất Tùng BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH Họ và Tên : Nguyễn Thị Phương Thảo Lớp: Đ 6 H 2 Đề: 60 Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Nhất Tùng Cho sơ đồ HTĐ như sau: Thông số: ND1, ND2 : S đm = 120 MVA; U đm =10.5 kV; Cosϕ =0,8; X = X 2 = 0,23 ; TDK TD : S đm =127 MVA; U đm =13,8kV; Cosϕ =0,85 ; X = X 2 =0,315 ; TDK B1, B2 : S đm =125 MVA; U đm =10,5/115 kV; U N % =10,5 %; B3 : S đm =134 MVA; U đm = 13,8/242kV; U N % =11 %; TN : S đm =170 MVA; U đm =230/115/10,5kV; U =15,5%; U =13,9 %; U =14,5 %; D1:54 km; D2:32 km; D3:49 km; D4:89 km; Cả 4 dây đềucó x 0 =0,4Ω/km, X kh =3,5X th Nguyễn Thị Phương Thảo – Đ6H2 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: TS.Nguyễn Nhất Tùng A. NGẮN MẠCH BA PHA N (3) 1) Chọn S cb = 100MVA, U cb = 115 kV, lập sơ đồ thay thế. 2) Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản. 3) Tính dòng ngắn mạch tại t = 0,2s. 4) Xác định áp và dòng tại đầu cực máy phát ND 1 khi xảy ra ngắn mạch. B. NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N (1,1) 1) Chọn S cb = 100MVA, U cb = U tb các cấp, lập sơ đồ thay thế thứ tự Thuận, Nghịch, Không. 2) Biến đổi các sơ đồ về dạng đơn giản. 3) Tính dòng ngắn mạch siêu quá độ I”. 4) Xác định áp và dòng các pha tại đầu cực máy phát ND 1 khi xảy ra ngắn mạch. Nguyễn Thị Phương Thảo – Đ6H2 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: TS.Nguyễn Nhất Tùng Chương I A. NGẮN MẠCH BA PHA N (3) 1.1 Lập sơ đồ thay thế -Ta có : S cb = 100MVA và U cb = 115 kV. - Tính điện áp cơ bản các cấp: U cb = U tb = 115 kV U cbII = 5,10/115 UcbI = 5,10/115 115 = 10,5 kV U cbIII = 5,10/115 UcbI = 5,10 5,10/115 115 = kV U cbIV = 230/115 115 230/115 = UcbI = 230 kV U cbV = 8,13/242.230/115 UcbI = 8,13/242.230/115 115 = 13,12 kV Nguyễn Thị Phương Thảo – Đ6H2 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: TS.Nguyễn Nhất Tùng Tính giá trị điện kháng các phần tử: X 1 = X 5 = X ND1 = X ND2 = X " dND . 2 1 2 1 . cbII cb dmND dmND U S S U = 0,23 19,0 5,10 100 . 120 5,10 2 2 = X 2 = X 4 = X B1 = X B2 = 084,0 115 100 . 125 115 . 100 5,10 100 % 2 2 2 1 2 )(1 == cbII cb dmBA CdmBA N U S S U U X 3 = X D1 = x 01 .l 1 . 16,0 115 100 .54.4,0 22 == cbI cb U S X 6 = X D2 = x 02 .l 2 . 22 115 100 .32.4,0 = cbI cb U S = 0,097 X 7 = X D3 = x 03 .l 3. 15,0 115 100 .49.4,0 22 == cbI cb U S X 11 = X D4 = x 04 .l 4 . 034,0 230.2 100 .89.4,0 2. 22 == cbI cb U S Ở máy biến áp Tự Ngẫu ta có: 230 115 0,05 230 C T C U U U α − − = = = % % 1 1 13,9% 14,5% % ( % ) (15,5% ) 7,15% 2 2 0,5 CH TH C CT N N N N U U U U α − − = + = + = Nguyễn Thị Phương Thảo – Đ6H2 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: TS.Nguyễn Nhất Tùng % % 1 1 14,5% 13,9% % ( % ) (15,5% ) 8,35% 2 2 0,5 TH CH T CT N N N N U U U U α − − = + = + = % % 1 1 13,9% 14,5% % ( U %) ( 15,5%) 20,65% 2 2 0,5 CH CH H CT N N N N U U U α − + = − = − = 2 2 ( ) 8 2 % 7,15% 230 100 . . . . 0,042 100 100 170 230 C dmTN C C N cb TN dmTN cbIV U U S X X S U → = = = = 2 2 ( ) 9 2 % 8,35% 230 100 . . . . 0,049 100 100 170 230 T dmTN C T N cb TN dmTN cbIV U U S X X S U → = = = = 2 2 ( ) 10 2 % 20,65% 230 100 . . . . 0,12 100 100 170 230 H dmTN C H N cb TN dmTN cbIV U U S X X S U → = = = = 2 2 3( ) 12 3 2 2 3 % 13,8 100 . . 0,315. . 0,27 100 127 13,12 dmBA C N cb B dmBA cbV U U S X X S U = = = = -Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản ta biến đổi (3,6,7) về dạng về sao (17,18,19) Đặt D = X 3 + X 6 + X 7 = 0,16 + 0,097 + 0,15 = 0,25 X 17 = D XX 63 . = = 25,0 097,0.16,0 0,062 Nguyễn Thị Phương Thảo – Đ6H2 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: TS.Nguyễn Nhất Tùng X 18 = D XX 76 . = 25,0 15,0.097,0 = 0,058 X 19 = D XX 37 . = 25,0 16,0.15,0 = 0,096 X 14 = X 1 + X 2 + X 17 = 0.19 + 0.84 + 0.062 = 0.336 X 15 = X 4 + X 5 = 0.19 + 0.084 = 0.274 X 16 = X 8 + X 9 + X 11 + X 12 + X 13 + X 19 = 0.042 + 0.049 + 0.034 +0.09 +0.27 + 0.096 = 0.58 Biến đổi từ sao (14,18,16) thành ∆ thiếu (20, 21). Ta được: X 20 = X 14 + X 18 + 43,0 58,0 058,0.336,0 58,0336,0 . 16 1814 =++= X XX X 21 = X 18 + X 16 + 74,0 336,0 58,0.058,0 58,0058,0 . 14 1618 =++= X XX Khi đó ta có: X tđNĐ = 17,0 274,043,0 274,0.43,0 . 1520 1520 = + = + XX XX X tđTĐ = X 21 = 0,74 1.2 Tính dòng ngắn mạch tại t=0,2s Nguyễn Thị Phương Thảo – Đ6H2 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: TS.Nguyễn Nhất Tùng - Nhánh nhiệt điện: X ttNĐ = X tđNĐ . 41,0 100 120.2 .17,0 == ∑ cb dmND S S dmND dmND cbI S 2.120 I 1,2kA. 3U 3.115 ∑ ∑ = = = Tra đường cong tính toán ta được I*(0,2) = 1,78. NND dmND I (0,2) I .I*(0,2) 1,2.1,78 2,14kA ∑ = = = - Nhánh thủy điện: dmND ttTD tdTD cb S 127 X X . 0,74. 0,94. S 100 ∑ = = = dmTD dmTD cbI S 127 I 0,64kA. 3U 3.115 ∑ ∑ = = = Tra đường cong tính toán ra được I*(0,2) = 0,93. Vậy NND dmND I (0,2) I .I*(0,2) 0,64.0,93 0,59kA ∑ = = = Suy ra dòng điện ngắn mạch tổng: N NND NND I (0,2) I (0,2) I (0,2) 2,14 0,59 2,73kA = + = + = 1.3. Xác định dòng và áp tại đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch -Ta có dòng tại thời điểm t=0,2s ở phía ND1 được tính: ' 15 ND1 N 20 15 X 0,274 I I (0,2). 2,73. 1,06kA X X 0,43 0,274 = = = + + -Vậy dòng dòng ngắn mạch tại đầu cực máy phát ND1 là: C '' ' B1 ND1 ND1 H B1 U 115 I I . 1,06. 11,6kA U 10,5 = = = - Điện áp tại đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch: Với cb cbII cbII S I 5,49kA 3U = = '' ND1 ND1 2 dmND1 cbii I 11,6 U .X .U .0,084.10,5 1,86kV I 5,49 → = = = Nguyễn Thị Phương Thảo – Đ6H2 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: TS.Nguyễn Nhất Tùng Chương 2: B. NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG (1) N Ta có: cb S 100MVa = , cb tb U U = các cấp, tbI tbII tbIII tbIV tbV U U 10,5kv,U 115kV,U 236kV,U 13,8kV = = = = = 2.1. Lập sơ đồ thay thế và đơn giản hóa sơ đồ thay thế TTT,TTN,TTK: ' ' '' cb 1 5 1ND1 ND2 dND dmND1 S 100 X X X X X . 0,23. 0,19 S 120 = = = = = = ' ' N% cb 2 4 1B1 1B2 dmBA1 U S 10,5 100 X X X X . . 0,084 100 S 100 125 = = = = = = ' cb 3 1D1 01 1 2 2 tbIII S 100 X X x .l . 0,4.54. 0,16 U 115 = = = = ' cb 6 1D2 02 2 2 2 cbIII S 100 X X x .l . 0,4.32. 0,097 U 115 = = = = ' cb 7 1D3 02 2 2 2 xbI S 100 X X x .l . 0,4.49. 0,15 U 115 = = = = ' cb 11 1D4 02 2 2 2 tbIV S 100 X X x .l . 0,4.89. 0,064 U 236 = = = = Ta có: C T H N N N U % 7,15%,U % 8,35%,U % 20,65% = = = Được tính ở phần A: C ' C N cb 8 1TN dmTN U % S 7,15% 100 X X . . 0,042 100 S 100 170 → = = = = Nguyễn Thị Phương Thảo – Đ6H2 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: TS.Nguyễn Nhất Tùng T 2 ' T N cb 9 1TN 2 dmTN U % S 8,35% 230 100 X X . . . 0,049 100 S 100 170 230 → = = = = H ' H N cb 10 1TN dmTN U % S 20,65% 100 X X . . 0,12 100 S 100 170 → = = = = T ' N cb 12 1B3 dmBA3 U % S 11 100 X X . . 0,09 100 S 100 134 = = = = ' '' cb 13 1TD dTD dmTD S 100 X X X . 0,315. 0,248 S 127 = = = = Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản ta biến đổi ∆(3’,6’,7’) về sao (17’,18’,19’) Đặt: ' ' ' ' 3 6 7 D X X X 0,16 0,097 0,15 0,25 = + + = + + = ' ' ' 3 6 17 ' X .X 0,16.0,097 X 0,062 D 0,25 = = = ' ' ' 6 7 18 ' X .X 0,097.0,15 X 0,058 D 0,25 = = = ' ' ' 7 3 19 ' X .X 0,16.0,15 X 0,096 D 0,25 = = = Nguyễn Thị Phương Thảo – Đ6H2 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: TS.Nguyễn Nhất Tùng ' ' ' ' 14 1 2 17 X X X X 0,19 0,084 0,062 0,336 = + + = + + = ' ' ' 15 4 5 X X X 0,19 0,084 0,274 = + = + = X’ 16 = X’ 8 + X’ 9 + X’ 11 + X’ 12 + X’ 13 + X’ 19 = 0,042 + 0,049 + 0,064 + 0,09 + 0,248 + 0,096 = 0,589 Ta biến đổi từ sao (14’,18’,16’) thành ∆ thiếu (20’,21’) Ta được: X’ 20 = X’ 14 + X’ 18 + ' ' 14 18 ' 16 .X X X = 0,336 + 0,058 + 0,336.0,058 0,589 = 0,427 X’ 21 = X’ 18 + X’ 16 + ' ' 18 16 ' 14 .X X X = 0,058 + 0,559 + 0,589.0,058 0,336 = 0,748 Vậy ta có : X 1tđNĐ = ' ' 20 15 ' ' 20 15 . . X X X X = 0,427.0,274 0,427.0,274 = 0,167 X 1tđTĐ = X’ 21 = 0,748 Nguyễn Thị Phương Thảo – Đ6H2 [...]... Vậy dòng ngắn mạch thứ tự thuân Ia1 Tại điểm ngắn mạch là: 1 1 1 1 I a1 = ( + ) =( + ) = 2,838 X1td1 X1td 2 0, 431 1,931 Vậy dòng ngắn mạch siêu quá độ: Scb 100 I tbIII = = =0,502 3.U tbIII 3.115 I''N = m(1) I a1I tbIII = 3.2,838.0,502 = 4,274kA 2.3 Tính dòng và áp các pha tại đầu cực MF ND1 khi xảy ra ngắn mạch Tính dòng các pha tại đầu cực MF Nguyễn Thị Phương Thảo – Đ6H2 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD:... Nguyễn Thị Phương Thảo – Đ6H2 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch Tính điện kháng đường dây: X”3 = X0Đ1 = 3,5.X’ 3 = 3,5.0,16 = 0,56 X”6 = X0Đ2 = 3,5.X’6 = 3,5.0,097 = 0,34 X”7 = X0Đ3 = 3,5.X’7 = 3,5.0,15 = 0,53 X”11 = X0Đ4 = 3,5.X’11 = 3,5.0,064 = 0,224 +Biến đổi ∆(3”,6”,7”) thành sao (23’,24’,25’) Nguyễn Thị Phương Thảo – Đ6H2 GVHD: TS.Nguyễn Nhất Tùng Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch Ta đặt: Suy ra: GVHD: TS.Nguyễn... ' X 28 X 4 0, 261.0, 084 = = 0,064 ' ' X 28 + X 4 0, 261 + 0, 084 Ta tổng kết TTT, TTN, TTK được thể hiện trên hình Nguyễn Thị Phương Thảo – Đ6H2 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: TS.Nguyễn Nhất Tùng 2.2 Tính dòng ngắn mạch siêu quá độ I’’: Vì dòng ngắn mạch 1 pha chạm đất nên ta có: X = X ∑ + X ∑ = 0,064 + 0,152 = 0, 216 V (1) 0 2 m =3 Sơ đồ phức hợp ở TTT ta có hình: Ta biến đổi sao (X , X tdTD ,... 0,084 + 0,062 = 0,38 X”15 = X”5 + X’4 = 0,23 + 0,084 = 0,31 X”16 = X’8 + X’9 + X’11 + X’12 + X”13 + X’ 19 = 0,042 + 0,049 + 0,064 + 0,09 +0,315 + 0,096 = 0,656 Nguyễn Thị Phương Thảo – Đ6H2 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: TS.Nguyễn Nhất Tùng Do bỏ các Sdd E nên ta gộp NDD1 và TĐ " " 0,38.0, 656 X 14 X 16 X’ 22 = " + X’18 = 0, 38 + 0, 656 + 0,058 = 0,299 " X 14 + X 16 Vậy : ' " ∑ = X 22 X 15 = 0,.. .Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: TS.Nguyễn Nhất Tùng 2.1.2 Sơ đồ thay thế TTN Giống như TTT, điện kháng các phần tử đường dây, MBA đều bằng nhau, nhưng thay điện kháng máy phát X”1 = X”5 = X”2NĐ = X”dNĐ = 0,23 X”13... 2 Dạng đơn vị có tên: Scb ICF(kA) = l I 100 l 3.U = 1,571 = 8,638(kA) 3.10,5 cbII Tính điện áp đầu cực MF Ta có: CF U a1 = jI a1.X V = j2,838.0, 212 = j0, 602 Nguyễn Thị Phương Thảo – Đ6H2 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: TS.Nguyễn Nhất Tùng U a 2 = −jI a 2.X ∑ = −j.2,838.0,152 = −j0, 431 2 Ua 0 =0 Vậy ta có Sđ của pha A ở đầu cực MF ND1 theo TTT và TTN là: U a1F = U a1 + jI a1ND1.X '2 = j0,602 + j0,907.0,084... trong hệ đơn vị có tên (kV) là: U BF = l U BF l U cbI 10,5 = 0, 611 =3, 704kV 3 3 Tóm lại: I AF =I CF =8, 638kA, I BF =0 U AF = U CF = 3,704kV, U BF = 7,184kV Nguyễn Thị Phương Thảo – Đ6H2 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch Nguyễn Thị Phương Thảo – Đ6H2 GVHD: TS.Nguyễn Nhất Tùng ... = 4,274kA 2.3 Tính dòng và áp các pha tại đầu cực MF ND1 khi xảy ra ngắn mạch Tính dòng các pha tại đầu cực MF Nguyễn Thị Phương Thảo – Đ6H2 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: TS.Nguyễn Nhất Tùng Dòng ngắn mạch 1 pha chạm đất nên I a 2 =I a1 =2,838kA, I a 0 =0 (do thành phần TTK không qua được máy biến áp chỉ chạy quẩn bên trong cuộn) Dựa vào sơ đồ TTT để xác định dòng Ia1NĐ phía máy phát NĐ1 Nhìn lại . Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: TS.Nguyễn Nhất Tùng BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH Họ và Tên : Nguyễn Thị Phương Thảo Lớp: Đ 6 H 2 Đề:. Đ6H2 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: TS.Nguyễn Nhất Tùng A. NGẮN MẠCH BA PHA N (3) 1) Chọn S cb = 100MVA, U cb = 115 kV, lập sơ đồ thay thế. 2) Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản. 3) Tính dòng ngắn. giản. 3) Tính dòng ngắn mạch siêu quá độ I”. 4) Xác định áp và dòng các pha tại đầu cực máy phát ND 1 khi xảy ra ngắn mạch. Nguyễn Thị Phương Thảo – Đ6H2 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: TS.Nguyễn