BTD ngắn mạch trong hệ thống điện

BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH GVHD: PGS_TS.PHẠM VĂN HÒA Đề số 4 Cho sơ đồ HTD như sau: Thônng số: ND1, ND2: S đm = 117.5 MVA; U đm = 10.5 kV; cosφ = 0.85; X ” d = 0.1593 = X 2 ; TDK TD : S đm = 176.5 MVA; U đm = 15.75 kV; cosφ = 0.85; X ” d = 0.25 = X 2 ; TDK B1, B2 : S đm = 125 MVA; U đm = 10.5/115 kV; U N % = 10.5%; B3 : S đm = 200 MVA; U đm = 15.75/242 kV; U N % = 11%; TN : S đm = 200 MVA; U đm = 230/121/15.75 kV; U CT N % = 11%, U CH N = 32%, U TH N = 20%; D1: 45km; D2: 23km; D3: 40km; D4: 120km. cả 4 dây dẫn có x 0 =0.4Ω/km, X kh =3.5X th A. NGẮN MẠCH BA PHA N (3) 1. Chọn Scb=100 MVA, Ucb=Utb các cấp, lập sơ đồ thay thế; 2. Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản; 3. Tính dòng ngắn mạch tại t = 0.2 sec; 4. Xác định áp va dòng tại đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch. B. NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N (1,1) 1. Chọn S cb =100 MVA, U cb =U tb các cấp, lập sơ đồ thay thế thứ tự Thuận, Nghịch, Không; 2. Biến đổi 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 ND1 khi xảy ra ngắn mạch. Bài Làm Sinh viên: Hoàng Văn Ninh Khoa: Hệ thống điện Lớp: Đ3H3 1 BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH GVHD: PGS_TS.PHẠM VĂN HÒA A. NGẮN MẠCH BA PHA N (3) 1. Lập sơ đồ thay thế Chọn S cb = 100 MVA, U cb = U tb các cấp( 230, 115, 10.5 ) kV. Giá trị điện kháng được tính như sau: 1356,0 5,117 100 .1593,0 " 51 ===== dmND cb dND S S XXXX 084,0 125 100 . 100 5,10 . 100 % 1 142 ===== dmB cbN B S SU XXX 069,0 115 100 .23.4,0 22 2023 ==== tb cb DD U S LxXX 1361,0 115 100 .45.4,0 22 1016 ==== tb cb DD U S LxXX 1209,0 115 100 .40.4,0 22 3037 ==== tb cb DD U S LxXX 0005,0 200 100 %)32%20%11( 2 1 )( 2 1 . 100 % 8 ≈−=−+= −+=== đmB cb CH N TH N CT N dmB cb T N T TN S S UUU S SU XX Sinh viên: Hoàng Văn Ninh Khoa: Hệ thống điện Lớp: Đ3H3 2 BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH GVHD: PGS_TS.PHẠM VĂN HÒA 0575,0 200 100 %)20%32%11( 2 1 )( 2 1 . 100 % 9 =−+= −+=== dmB cb TH N CH N CT N dmB cb C N C TN S S UUU S SU XX 0454,0 230 100 . 2 120 .4,0 2 22 4 0410 ==== tb cb D D U S L xXX 055,0 200 100 . 100 11 100 % 3 311 ==== dmB cbN B S SU XX 1416,0 5,176 100 .25,0. " 12 ==== dmTD cb dTD S S XXX 2. Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản Biến đổi ∆(3,6,7)→Y(13,14,15) Trong đó: D = X3 + X6 + X7 = 0.326 0288,0 326,0 1361,0.069,0 . 63 13 === D XX X 0256,0 326,0 1209,0.069,0 . 73 14 === D XX X 0504,0 326,0 1209,0.1361,0 . 76 15 === D XX X 2196,0084,01356,0 2116 =+=+= XXX Sinh viên: Hoàng Văn Ninh Khoa: Hệ thống điện Lớp: Đ3H3 3 BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH GVHD: PGS_TS.PHẠM VĂN HÒA 3499,0 1416,0055,00454,00575,00504,0 12111091517 = ++++= ++++= XXXXXX 2452,00256,01356,0084,0 145418 =++=++= XXXX Biến đổi Y (13, 17, 18)→∆ thiếu ( 19, 20), Sơ đồ trở thành: Trong đó: 2942,0 3499,0 2452,0.0288,0 2452,00288,0 17 1813 181319 =++=++= X XX XXX 4198,0 2452,0 3499,0.0288,0 3499,00288,0 18 1713 171320 =++= + ++== X XX XXXX tdTD Ta có: X 21 = X 16 // X 19 nên: 2157,0 2942,02196,0 2942,0.2196,0 . 1916 1916 21 = + = + = XX XX X Khi đó Sơ đồ thay thế đơn giản 3. Tính dòng ngắn mạch tại t = 0.2 sec - Nhánh nhiệt điện: Sinh viên: Hoàng Văn Ninh Khoa: Hệ thống điện Lớp: Đ3H3 4 BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH GVHD: PGS_TS.PHẠM VĂN HÒA 2954,0 100 5,117.2 .1257,0. 21. ≈== Σ cb đm NDtt S S XX kA U S I tbND đm đmND 1798,1 115.3 5,117.2 .3 ≈== Σ Từ đường cong tính toán: 51,2)2,0( * = ND I kAIII đmNDNDND 9613,21798,1.51,2).2,0()2,0( * ===⇒ - Nhánh thủy điện: 7409,0 100 5,176 .4198,0. 20. === cb đmTD TDtt S S XX 4431,0 230.3 5,176 .3 === tbTD đmTD đmTD U S I Từ đường cong tính toán: 4,1)2,0( * = TĐ I kAIII đmTDTDTD 6203,04431,0.4,1).2,0()2,0( * ===⇒ Vậy ta có dòng ngắn mạch tại t = 0,2 sec là: kAIII TDNDN 5816,36203,09613,2)2,0()2,0()2,0( =+=+= 4. Xác định điện áp và dòng điện tại đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch - Dòng điện đầu cực phía cao tại máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch kAIII C ND C ND C ND 9613,2 21 =+= 1916 1916 161 . XX XX IXI C ND C ND + = kA XX X II C ND C ND 6956,1 2942,02196.0 2942,0 .9613,2. 1916 19 1 = + = + = - Dòng điện đầu cực phía hạ tại máy phát ND1khi xảy ra ngắn mạch là: kAKII ND H ND 5709,18 5,10 115 .6956,1. 11 === - Điện áp đầu cực phía hạ tại máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch Ta có: Sinh viên: Hoàng Văn Ninh Khoa: Hệ thống điện Lớp: Đ3H3 5 BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH GVHD: PGS_TS.PHẠM VĂN HÒA 3774,3 100 115.3 .6956,1 .3 . 1 1 1 * 1 ==== cb tbND ND cb ND ND S U I I I I 2837,0084,0.3774,3. 2 * 1 * 1 === XIU NDND kVUUU H NDcbND H ND 9789,25,10.2837,0. 1. * 11 === 3. NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N(1,1) 1. Lập sơ đồ thay thế - Sơ đồ thay thế thứ tự Thuận: Giống như sơ đồ ngắn mạch 3 pha - Sơ đồ thay thế thứ tự Nghịch: Vì Xd” = X2 nên sơ đồ thay thế thứ tự Nghịch giống như sơ đồ thay thế thứ tự Thuận nhưng không có suất điện động E - Sơ đồ thay thế thứ tự Không: Ta tính lại điện kháng đường dây và MBA TN phía hạ áp Sinh viên: Hoàng Văn Ninh Khoa: Hệ thống điện Lớp: Đ3H3 6 BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH GVHD: PGS_TS.PHẠM VĂN HÒA 2415,0069,0.5,3.5,3 3'2'3 ==== XXX D 4764,01361,0.5,3.5,3 6'1'6 ==== XXX D 4232,01209,0.5,3.5,3 7'3'7 ==== XXX D 1589,00454,0.5,3.5,3 10'4'10 ==== XXX D 1025,0 200 100 . 100 5,20 . 100 % 22 ==== đmTN cb H N H TN S SU XX Với 5,20)112032( 2 1 )( 2 1 % =−+=−+= CT N TH N CH N H N UUUU Sơ đồ trở thành 2. Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản - Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Thuận Biến đổi tính toán ngắn mạch 3 pha và có kết quả như phần A Ta có sơ đồ - Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Nghịch Biến đổi tương tự như ngắn mạch ba pha và có kết quả như phần A Sinh viên: Hoàng Văn Ninh Khoa: Hệ thống điện Lớp: Đ3H3 7 BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH GVHD: PGS_TS.PHẠM VĂN HÒA Ta có sơ đồ Do không có Suất điện động nên ta nhập 2 nhánh ND và TD lại Khi đó sơ đồ dơn giản thứ tự Nghịch là: Với 0967,0 4198,01257,0 4198,0.1257,0 . // 2120 2120 212023 = + = + == XX XX XXX - Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Không Biến đổi sơ đồ ∆(3’,6’,7’) →Y(24,25,26) D=X 3’ +X 6’ +X 7’ =0,2415+0,4764+0,4232=1,1411 1008,0 1411,1 4764,0.2415,0 . '6'3 24 === D XX X 0896,0 1411,1 4232,0.2415,0 . '7'3 25 === D XX X 1767,0 1411,1 4232,0.4764,0 . '7'6 26 === D XX X 1736,00896,0084,0 25427 =+=+= XXX Sinh viên: Hoàng Văn Ninh Khoa: Hệ thống điện Lớp: Đ3H3 8 BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH GVHD: PGS_TS.PHẠM VĂN HÒA 2511,0))//((( 11'109232628 =++= XXXXntXX 2034,0)//( 28272429 == XXntXX Như vậy sơ đồ thay thế có dạng Do không có suất điện động nên ta có thể nhập song song 2 nhánh lại Với 0595,0 2034,0084,0 2034,0.084,0 . // 292 292 29230 = + = + == XX XX XXX Khi đó Sơ đồ thay thế dạng đơn giản 3. Dòng ngắn mạch siêu quá độ I” - Do ngắn mạch 2 pha chạm đất nên 0368,0 0595,00967,0 0595,0.0967,0 3023 3023 02 02 = + = + = + = ΣΣ ΣΣ ∆ XX XX XX XX X Trong đó: ΣΣ 02 , XX lần lượt là điện kháng tổng thứ tự Nghịch và thứ tự Không 5141,1 )( . 1.3 )( . 1.3 2 3023 3023 2 02 02 )1,1( = + −= + −= ΣΣ ΣΣ XX XX XX XX m Ta có sơ đồ phức hợp như sau: Sinh viên: Hoàng Văn Ninh Khoa: Hệ thống điện Lớp: Đ3H3 9 BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH GVHD: PGS_TS.PHẠM VĂN HÒA Biến đổi sơ đồ phức hợp về dạng đơn giản Trong đó: 1735,0 4198,0 368,0.1257,0 0368,01257,0 . 20 21 2131 =++=++= ∆ ∆ X XX XXX 5795,0 1257,0 0368,0.4198,0 0368,04198,0 . 21 20 2032 =++=++= ∆ ∆ X XX XXX Dòng điện pha A thành phần thứ tự Thuận dạng tương đối cơ bản tại điểm ngắn mạch là: 4893,7 11 3231 '*' 1 =+≈ XX I a Vậy dòng ngắn mạch siêu quá độ là: kA U S ImI tb cb aN 6929,5 115.3 100 .4893,7.5141,1 .3 *" 1 )1,1(" === 4. Điện áp và dòng điện các pha tại đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch - Dòng các pha đầu cực máy phát ND 1 khi xảy ra ngắn mạch: I = 7,4893 8528,2 0595,00967,0 0595,0 .4893,7. 02 0 12 −= + −= + −= ΣΣ Σ XX X II aa Sinh viên: Hoàng Văn Ninh Khoa: Hệ thống điện Lớp: Đ3H3 10 [...]... S cb 3.U = 2,885 100 3.10,5 = 15,8634 kA Điện áp các pha đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch: Sinh viên: Hoàng Văn Ninh 12 Khoa: Hệ thống điện Lớp: Đ3H3 BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH GVHD: PGS_TS.PHẠM VĂN HÒA • Sinh viên: Hoàng Văn Ninh 13 Khoa: Hệ thống điện Lớp: Đ3H3 BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH GVHD: PGS_TS.PHẠM VĂN HÒA • Hình 1 Sơ đồ phân bố điện áp ngắn mạch U a1 = jI a1 X ∆ = j 7,4893.0,0368... = I A 1 e j 30 + I A 1 e − j 30 = 3,3002.( 3 1 3 1 + j ) + ( −1,2571)( −j ) 2 2 2 2 = 1,7694 + j 2,2787 ND I A 1 = 1,7694 2 + 2,2787 2 = 2,8850 Sinh viên: Hoàng Văn Ninh 11 Khoa: Hệ thống điện Lớp: Đ3H3 BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH ND ND IA 1 = IA 1 S cb 3.U = 2,8850 GVHD: PGS_TS.PHẠM VĂN HÒA 100 3.10,5 = 15,8634 kA  Pha B: ND ND ND I B 1 = I B 1 e j 30 e j 240 + I B 1 e − j 30 e j120 = 3,3002.( − j... e j120 = j 0,5528.( − j ) + j 0,0912 j 1 2 • = 0,4616 ND U B 1 = 0,4616 • ND ND U B 1 (kV ) = U B 1 • U đm 3 = 0,4616 10,5 = 2,7983 kV 3  Pha C: Sinh viên: Hoàng Văn Ninh Khoa: Hệ thống điện Lớp: Đ3H3 BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH • GVHD: PGS_TS.PHẠM VĂN HÒA ND U C 1 = U aND1 e j 30 e j120 + U aND1 e − j 30 e j 240 = j 0,5528.( − 1 2 3 1 3 1 + j ) + j 0,0912.( − −j ) 2 2 2 2 = −0,2308 − j 0,5577 ND U... U A = U B = UC = • • • • 10,5 = 3,5691 kV 3 Tóm lại: • = 0,6036 = 117,5 3.10,5 = 6,4608 kA 10,5 = 6,0622 kV 3 Ở chế độ khi ngắn mạch: I A = 15,8634 kA, I B = 25,0587 kA, I C = 15,8634 kA U A = 3,5691 kV , U B = 2,7983 kV , U C = 3,5691 kV Sinh viên: Hoàng Văn Ninh Khoa: Hệ thống điện Lớp: Đ3H3 ...BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH I aND = I a1 1 I aND = I a 2 2 GVHD: PGS_TS.PHẠM VĂN HÒA X 20 = 5,7635 X 21 + X 20 X 20 = −2,1954 X 21 + X 20 Nhánh ND1 và nhánh ND2 song song với nhau nên ta có: I aND1 = I aND 1 1 X 19 0,2942... 7,4893.0,0368 = j 0,2756 • U a 2 = U a1 = j 0,2756 • U aND1 = U a1 + jI aND1 X 2 = j 0,2756 + j.3,3002.0,084 = j 0,5528 1 1 • U aND1 = U a 2 + jI aND1 X 2 = j 0,2756 + j (−2,1954).0,084 = j 0,0912 2 2 • • Điện áp trên các pha A,B,C đầu cực máy phát ND1 có xét đến tổ đấu dây của MBA B1 • (tổ đầu dây 11 giờ):  Pha A: ND U A 1 = U aND1 e j 30 + U aND1 e − j 30 = j 0,5528.( 1 2 • 3 1 3 1 + j ) + j 0,0912.( . máy phát ND 1 khi xảy ra ngắn mạch: Sinh viên: Hoàng Văn Ninh Khoa: Hệ thống điện Lớp: Đ3H3 12 BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH GVHD: PGS_TS.PHẠM VĂN HÒA • Sinh viên: Hoàng Văn Ninh Khoa: Hệ thống điện. đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch. Bài Làm Sinh viên: Hoàng Văn Ninh Khoa: Hệ thống điện Lớp: Đ3H3 1 BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH GVHD: PGS_TS.PHẠM VĂN HÒA A. NGẮN MẠCH BA PHA N (3) 1. Lập. phát ND1khi xảy ra ngắn mạch là: kAKII ND H ND 5709,18 5,10 115 .6956,1. 11 === - Điện áp đầu cực phía hạ tại máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch Ta có: Sinh viên: Hoàng Văn Ninh Khoa: Hệ thống