Bài tập dài Ngắn mạch đại học điện lực khoa hệ thống điện

• Sơ đồ thay thếThứ tự Thuận :như sơ đồ ngắn mạch 3 pha đối xứng• Sơ đồ thay thế thứ tự Nghịch : Vì '' d X = 2 X nên sơ đồ thay thế thứ tự nghịch cũng tương tự sơ đồ thay thế thứ tự thuậ

A: Ngắn mạch 3 pha đối xứng N

(3)

1)cho Scb=100MVA Và Ucb=Utb các cấp.Ta có sơ đồ thay thế:

Tính các giá trị điện kháng:

100 '' 0, 213 0,1207

1

S cb

X X ND X

d S dmND

1

U N S cb

X X B

S dmB

100 0, 4.45 0,1361

1

S cb

100 0, 4.23 0, 0696

2

S cb

100 0, 4.40 0,121

3

S cb

2

X X B

S dmB

0,1207

U N = U N +U N −U N = + − =

0

X = X N =

C

dmTN

100 100 4

0, 4 0, 0378

4

S

D

U tbD

3

U N S cb

dmB

100 '' 0, 21 0,1784

S cb

X X TD X

d S dmTD

2) Sơ đồ đơn giản

• Bước 1: biến đổi dạng ∆(3,4,5)→Y(13,14,15)

0,1361 0, 0696 0,121 0,3267

. 0,1361.0,0696

X X X

D

. 0,1361.0,121

X X X

D

. 0,0696.0,121

X X X

D

• Bước 2: mắc nối tiếp các điện kháng

0,1207 0,0525 0, 029 0, 2022

0,0258 0, 0525 0,1207 0,199

0,0504 0 0, 092 0,0378 0,1802

0, 088 0.1784 0, 2664

19 11 12

Ta có sơ đồ sau:

• Bước 3:

. 0, 2022.0,199

16 17

16 17

X X

0,1003 0,1802 0, 2805

20 18

X tdND = X +X = + =

0, 2664 19

X tdTD = X =

Ta có sơ đồ đơn giản sau :

Sơ đồ thay thế đơn giản

3) Tính dòng ngắn mạch tại t=0,2s

−Nhánh nhiệt điện (ND1 và ND2)

100

S dmND

X ttND X tdND

S cb

Σ

2.176,5

0,8861

3 3.230

S dmND

I dmND

U tb

Σ

Tra đường cong tính toán của máy phát tuabin hơi có TĐK :

( )0, 2 0,89

I NND∗ =

( )0, 2 ( )0, 2 0,89.0,8861 0, 7886( )

−Nhánh thủy điện :

117,7 0, 2664 0,314

100

S dmTD

X ttTD X tdTD

S cb

Σ

117,7

0, 2955

3 3.230

S dmTD I

tb

Σ

Tra đường cong tính toán của máy phát tuabin nước có TĐK

0,314

X

ttTD =

⇒

( )0, 2 3, 4

I NTD

⇒ I NTD( )0, 2 =I NTD∗ ( )0, 2 I dmTDΣ =3, 4.0, 2955 1,0047(= KA)

Vậy dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch t=0,2s là:

( )0, 2 ( )0, 2 ( )0, 2 0,7886 1,0047 1,7933( )

4)Tính dòng và áp tại đầu cực máy phát TD khi xảy ra ngắn mạch

Ta có

( )0, 2 1, 0047( )

Dòng điện tại đầu cực máy phát TD khi xảy ra ngắn mạch

( )0, 2 1,0047.242 17,619( )

Điện áp đầu cực máy phát TD khi xảy ra ngắn mạch:

17,619

3.13,8 3.

cb cb

H U tb

1) Chọn Scb=100MVA và Ucb=Utb các cấp Lập sơ đồ thay thế thứ tự Thuận

,Nghịch, Không;

• Sơ đồ thay thếThứ tự Thuận :như sơ đồ ngắn mạch 3 pha đối xứng

• Sơ đồ thay thế thứ tự Nghịch :

Vì

''

d

X

= 2

X

nên sơ đồ thay thế thứ tự nghịch cũng tương tự sơ đồ thay thế thứ tự thuận nhưng không có suất điện động E

• Sơ đồ thay thế thứ tự Không:

Trong đó:

' 3,5. 3,5.0,1361 0, 4764

' 3,5. 3,5.0,0696 0, 2436

' 3,5. 3,5.0,121 0, 4235

' 3,5. 3,5.0,0378 0,1323

H

dmTN

Biến đổi các sơ đồ về dạng đơn giản

• Sơ đồ thay thế thứ tự Thuận: là sơ đồ thay thế đơn giản của ngắn mạch 3pha

Ta có sơ đồ sau

Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Thuận

• Sơ đồ thay thế thứ tự Nghịch: tương tự sơ đồ thay thế thứ tự Thuận nhưng nối tắt sdd E và vì

'' 2

d =

. 0, 2805.0, 2664

tdND tdTD

tdND tdTD

Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Nghịch

• Sơ đồ thay thế thứ tự Không:

Bước 1: biến đổi ∆(3’,4’,5’) ⇒

Y(23,24,25)

' ' ' 0, 4764 0, 2436 0, 4235 1,1435

'. '

0, 4764.0, 2436

X X X

D

'. '

0, 4764.0, 4235

X X X

D

' . '

0, 2436.0, 4235

X X X

D

• Bước 2: Mắc nối tiếp các điện kháng

0, 0525 0,1015 0,154

0, 0902 0,0525 0,1427

' 0,092 0,1323 0, 2243

28 9 10

• Bước 3:

. 0,154.0,1427

26 27

26 27

X X

. 0, 2505.0,156

29 21

29 21

X X

. 0,3204.0,088

30 11

30 11

X X

Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Không

2) Tính dòng ngắn mạch siêu quá độ

''

N

Vì ngắn mạch không đối xứng N(1,1) nên:

. 0,1366.0, 069

2 0

X X

Σ Σ

+ +

V

2 0

2 0,1366 0,069 2

X X m

Σ Σ

Sơ đồ phức:

0, 2805 0, 0458 0,3745

tdND

tdTD

0, 2664 0,0458 0,3557

X tdTD X

X td X tdTD X

X tdND

Ta có

S cb

X td X td U

tb

Vậy dòng ngắn mạch siêu quá độ là:

'' . '' 1,53.1,376 2,1053( )

1

4)Xác định áp và dòng các pha tại đầu cực máy phát TD khi xảy xa ngắn mạch

 Dòng các pha tại đầu cực máy phát TD khi xảy ra ngắn mạch:

- Dạng tđcb

5, 482

I

td td

nên

0, 069 0

X

Σ

+ +

0, 2805

1 0, 2805 0, 2664

TD I

+

0, 2805

2 0, 2805 0, 2664

TD

+

Dòng trên các pha A,B,C đầu cực máy phát TD có xét đến tổ nối dây của MBA 3 pha B3( tổ đấu dây 11 giờ):

 Pha A:

I A =I a e +I a e−

=  + ÷÷−  − ÷÷≈ +

Nên

Dạng có tên dòng pha A đầu cực máy phát là:

( )

100

2, 479 10,371

3.13,8

TD

 Pha B:

( )

I B =I a e e +I a e− e =I a e +I a e = − −j j = − j

Nên

Dạng có tên dòng pha B đầu cực máy phát:

( )

100 3,756 15,714

3.13,8

TD

 Pha C:

I C I a e e I a e− e I a e I a e  j   j  j

Nên

Dạng có tên dòng pha C đầu cực máy phát:

( )

100

2, 479 10,371

3.13,8

TD

 Điện áp các pha đầu cực máy phát TD khi xảy ra ngắn mạch N(1,1)

Ta có sơ đồ phân bố điện áp các thành phần khi xảy ra ngắn mạch N(1,1) là:

Ta có :

5, 482 1

I

a =

1,84 2

I

a = −

2,812 1

TD

I a =

0,944 2

TD

I a = −

0,0458

X∆ =

- Giá trị điện áp tại điểm ngắn mạch: Ngắn mạch N(1,1) nên

.5, 482.0, 0458 0, 251

U a = j I a X∆ = j ≈ j

0, 251

a = a = a =

- Điện áp đầu cực máy phát TD là:

Dạng tdcb chưa quy đổi theo tổ đấu dây MBA

0, 251 2,812.0,088 0, 498

U a =U a + j I a X = j + j ≈ j

0, 251 0,944 0, 088 0,168

Dạng tdcb được quy đổi theo tổ đấu dây MBA:

 Pha A

U A =U a e +U a e−

( 0, 498 ) 3 1 ( 0,168 ) 3 1 0,165 0,577

⇒

Điện áp đầu cực máy phát pha A dạng có tên :

( )

13,8 0,6 4,78 3

TD

 Pha B

U B =U a e e +U a e− e =U a e +U a e

=( j0, 498 ) ( ) (− +j j0,168 ) ( )j = 0,33

Điện áp đầu cực máy phát pha B dạng có tên là:

( )

13,8 0,33 2,639

3

TD

 Pha C

30 120 30 240 150 210

( 0, 498 ) 3 1 ( 0,168 ) 3 1 0,165 0,577

= − + ÷÷+ − − ÷÷≈ − −

⇒

Điện áp đầu cực máy phát pha C dạng có tên là:

( )

13,8 0,6 4,78 3

TD