BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH

Đề tài: Tính toán ngắn mạch hệ thống điện Sơ đồ hệ thống cho hình vẽ Thông số : Tên phân tử hệ thống Hệ thống Đường dây MBA cuộn dây :B1, B2 MBA cuộn dây B3 Kháng điện Máy phát :F1, F2, F3 Thông số kĩ thuật Sht = 1000 +54.10 = 1540 MVA Xht = 0,65 Ω/km; Uht = 230 kV; X(2) = 0,8 X(1) x0 = 0,4 Ω/km; l = 30 + 54 = 84 km Sđm = 140 MVA; Uđm = 242 kV; k = 230/121/10,5 U n 0 C T  11 0 ; U n 0 C  H  32 0 U n 0T  H  20 0 Sđm = 120MVA; Uđm = 121kV; k = 121/10,5; Un% = 10,5 % Uđm = 10,5 kV; Iđm = 7,5 kV; Xk % = 8% Uđm = 10,5 kV; Pđm = 60 + 54/2 = 87 MW; cosφ = 0,8; X”d = X”q = 0,15; X(2) = 0,165 Ω Yêu cầu : Giả thiết ngắn mạch N1, N2: - Tính trị số dòng ngắn mạch siêu độ N1, N2 phương pháp tính gần I”(0) ? - Sử dụng đường cong tính toán để tính I”n thời điểm: t = 0; 0,2; ∞ Giả thiết ngắn mạch pha chạm đất N2: - Sơ đồ thay thứ tự thuận, nghịch, thứ tự không biến biến đổi sơ đồ đơn giản - Tính dòng ngắn mạch siêu độ I” Bài làm: 1.Giả thiết ngắn mạch pha N1, N2 Sơđồ thay cho hệ thống: Chọn hệ đơn vị bản: Scb = Sđm = 1000 MVA; Ucb = Utb Điện kháng hệ thống: X ht  X ht S cb 1000  0, 65  0, 42 S dm 1540 Eht = Điện kháng đường dây 220 kV : x0 l S cb 0, 4.84 640   0, 20 U cb2 230 Điện kháng MBA cuộn dây B1, B2 : U n 0 C  (U n 0C T  U n 0C  H  U n 0 H T ) Xd   (11%  32%  20%)  11, 5% U n 0T  (U n 0C T  U n 0T  H  U n 0C  H )  11%  20%  32%   U n 0 H  (U n 0C  H  U n 0T  H  U n 0C T ) X C1   32%  20%  11%   20,5% 2 U n 0 C  U d m  S cb  X C2    00  U cb  S d m 1,   0    0, 91  100  230  140 X T1  X T  X H1  X H U n 0 H  U d m  S cb    100  U cb  S dm 20,5  100  242  1000   1,    Điện kháng MBA cuộn dây B3: X U   U U n 00  100 B dm cb  S cb  S dm  0,  121  1000    0, 97  100  115  120 Điện kháng kháng điện: Scb 1000   54,99kA 3.U cb 3.10,5 X k 0 I cb U dm 54,99 Xk    0,59 100 I dm U cb 100 7,5 I cb  Điện kháng máy phát F1, F2 : S dm  Pdm 87   108, 75MVA cos 0,8 U=1 I dm  S dm 3.U dm I1  I   I dm 3.U tb  I dm I cb S cb  5,98 E1  E2   108, 75  5,98kA 3.10,5 3.10,5  0,11 1000 U cos  2  U sin   I X " d 1.0,8   1.0,6  0,11.0,15 X F1  X F  X d"   1, 01 Scb 1000  0,15  1,38 Sdm 108,75 Điện kháng máy phát F3 : I3  I dm 3.U tb 3.115  I dm  5,98  1,19 I cb S cb 1000 U U dm 10,5   0, 09 U tb 115 2 E3  U cos   U sin   I X d"   1.0,8   1.0,  1,19.0,15  2  1,12 X F3  X " d  U dm  S cb   S dm  U tb   10,  1000  0,15   0, 01   115  108, 75 Bảng 1.1 Thông số phần tử sau quy đổi hệ Giá trị phân tử sau qui đổi hệ chọn Tên phân tử hệ thống Kí hiệu Xht = XH Eht = EH Điện kháng Đường dây Xd Điện kháng MBA3 cuộn XC1 = XC2 = XC dây:B1,B2 XT1 = XT2 XH1 = XH2 = XH Điện kháng MBA cuộn dây XB3 B3 Điện kháng kháng điện XK Điện kháng máy phát :F1, F2 XF1 = XF2 = XF E = E2 = E Điện kháng máy phát F3 XF3 E3 Điện kháng hệ thống 1.1 Tính theo phương pháp xấp xỉ 1.1.1 Ngắn mạch N1 Sơ đồ thay hình 1.a Từ sơ đồ ta có: Giá trị 0,42 0,20 0,91 1,62 0,97 0,59 1,38 1,01 0,01 1,12 X1 = XH + Xd = 0,42 +0,20 = 0,62 X2 = XF3 + XB3 = 0,01 +0,97 = 0,98 X C  X C1 / / X C  X C1  X C 0,91   0, 46 X C X C 2 Biến đổi tương đương H 1.b sang H 1.c X3 = (X1 nt XC) // X2  EH  0,62  0, 46  0,98  0,51 0, 62  0, 46  0,98 E  X 1ntX C   E3 X  EH / / E3  H X1  X  X C  1.0.98  1,12  0, 62  0, 46  0, 62  0, 46  0,98  1, 06 Biến đổi tương đương H1.c sang H1.d X H X H 1, 62.1, 62   0,85 X H  X H  X K 1, 62,162  0, 59 X K X H 0,59.1, 62 X5    0, 25 X H  X H  X K 1, 62,162  0,59 X H X K X6  X H1  X H  X K 1, 62.0,59   0, 251 1, 62,162  0,59 X4  X   X ntX  / /  X ntX F   ntX X 34  X  X  0,51  0,85  1,36 X F  X  X F  0, 25  1,38  1, 63 X7  X 34 X F 1,36.1,63  X6   0, 25  0,99 X 34  X F 1,36  1,63 E4  E2 / / E H   Edt  E4 / / E1   E2 X 34  EH X F X 34 X F 1, 01.1,36  1, 06.1, 63  1, 04 1,36  1, 63 E4 X F  E1 X X F1  X 1, 06.1,38  1, 01.0,99  1, 04 1,38  0,99 X   X  X F  0,99  1,38  1, 77 Dòng điện ngắn mạch I N1  E dt 1, 04   0, 59 X  1, 77 Đổi sang hệ đơn vị có tên I  N 1  I N 1.I cb  I N kA Scb 3.U tb 1000  0,59  32, 44kA 3.10,5 Sơ đồ thay tính toán 1.2 Ngắn mạch N2 Sơ đồ thay 2.a Từ sơ đồ ta có X C 0,91   0, 46 2 X H 1, 62   0,81 2 X F 1,38   0,69 2 Biến đổi tương dương sơ đồ Hình 2.a sang Hình 2.b X  X ht ntX d nt XC  0, 42  0, 20  0, 46  1, 08  0,97  0, 01  0,98 X  X B ntX F X X X  H nt F  0,81  0, 69  1, 50 2 X X 1, 08.1,50   0, 63 X  X 1, 08  1,50 X 13  X / / X  E X  Eht X E13  E / / E3  X1  X 1, 01.1, 08  1.1,50  1,10 1,50  1, 08 X X 0, 63.0,98 X   X 13 / / X  13   0,38 X 13  X 0, 63  0,98  E13 X  E3 X 13 Edt  E13 / / E3  X 13  X  1,10.0,98  1,12.0, 63  1,11 0.98  0.63 Dòng điện ngắn mạch N2 IN2  E dt 1,11   2,92 X  0,38 Đổi ssng đơn vị có tên I  N 2  I N I cb  I N kA Scb 3.U tb 1000  2,92  14, 66kA 3.115 1.2 Sử dụng đường cong tính toán 1.2.1 Ngắn mạch N1 Sơ đồ thay tính toán Hình 3.a hình 3.b, Hình 3.c, Hình 3.d 10 Sơ đồ thay tính toán 11 XC  0, 42  0, 20  0, 46  1, 08 X H X H 1,62.1, 62 X2    0,69 X H  X H  X K 1, 62  1, 62  0,59 X H X K 1, 62.0,59 X3  X    0, 25 X H  X H  X K 1, 62  1, 62  0,59 X  X B  X F  0,97  0, 01  0,98 X  X ht  X d  X 12  X  X  1, 08  0, 69  1, 77 X 3F  X  X F  0, 25  1,38  1,63 Biến đổi lưới 1   0,57 X 12 1, 77 1 Y3 F    0, 61 X F 1, 63 1 Y4   4 X 0, 25 1 Y5    1, 02 X 0,98 Y  Y12  Y3 F  Y4  Y5  0,57  0, 61   1, 02  6, Y Y 0,57.4 Y6  12   0,37 Y 6, Y Y 1, 02.4 Y7    0, 66 Y 6, Y Y 0, 61.4 Y8  F   0,39 Y 6, 1 X6    2, Y6 0,37 Y12  12 1   1,52 Y7 0, 66 1 X8    2,56 Y8 0,39 X7  Ta chia làm nhóm: - Nhóm ngắn mạch đầu nguồn F1 - Nhóm hệ thống - Nhóm máy phát F2 - Nhóm máy phát F3 Với nhóm 1: X 1  X F1  1,38 Với nhóm 2: X   X  2, 70 Với nhóm 3: X   X  2,56 Với nhóm 4: X   X  1,57 Đổi sang điện kháng tính toán S 108, 75 X 1tt  X 1 dm 1  1,38  0,15 Scb 1000 S 1540 X 2tt  X  dm   2, 70  4,16 S cb 1000 S 108, 75 X 3tt  X  dm   2,56  0, 28 Scb 1000 S 108, 75 X tt  X  dm   1, 57  0,17 S cb 1000 Tra bảng phụ lục 1- Các đường cong tính toán-trang 196 Tra bảng t = 0; 0,2; ∞ Nhóm 1: I1"tt    6,8 I1"tt  0,   4, 13 I1"tt     2, 65 Nhóm 2: Vì X 2tt  nên I 2"tt  t   1   0, 24 X 2tt 4,16 Nhóm 3: I 3"tt    3, I 3"tt  0,   2, I 3"tt     2,3 Nhóm 4: I 4" tt    6,1 I 4" tt  0,   3,9 I 4" tt     2, Dòng ngắn mạch tổng hệ đơn vị có tên I N"    I1"tt   I dm 1  I 2"tt  0 I dm   I3"tt  0 I dm 3  I 4"tt  0 I dm   I1"tt    6,8 Sdm 1 3.U tb  I 2"tt   Sdm  3.U tb  I3"tt   Sdm   I 4"tt   3.U tb Sdm  3.U tb 108, 75 1540 108, 75 108, 75  0, 24  3,  6,1 3.10, 3.10, 3.10,5 3.10,5  118, 99 kA I N"  0,   I1"tt  0,  Idm 1  I2"tt  0, 2 I dm   I3"tt  0,  I dm   I 4"tt  0,2  I dm  I1"tt  0,   4, Sdm 1 3.U tb  I 2"tt  0,  Sdm  3.U tb  I 3"tt  0,  Sdm  3.U tb  I 4"tt  0,  Sdm  3.U tb 108, 75 1540 108, 75 108,75  0, 24  2,  3,9 3.10,5 3.10,5 3.10,5 3.10,5  84,31kA I N"     I1"tt  0 I dm 1  I 2"tt    Idm   I3"tt    Idm 3  I4"tt   I dm   I1"tt     2, 65 Sdm 1 3.U tb  I 2" tt    Sdm  3.U tb  I 3"tt    Sdm  3.U tb  I 4" tt    Sdm  3.U tb 108, 75 1540 108, 75 108, 75  0, 24  2,3  2, 3.10, 3.10, 3.10, 3.10,  65, 47 kA 1.2.2 Ngắn mạch N2 Sơ đồ thay tính toán Hình 2.a Hình 2.b 14 Sơ đồ thay tính toán Từ sơ đồ ta có X C 0,91   0, 46 2 X H 1,62   0,81 2 X F 1,38   0,69 2 Biến đổi tương dương sơ đồ Hình 2.a sang Hình 2.b X  X ht ntX d nt XC  0, 42  0, 20  0, 46  1, 08  0,97  0, 01  0,98 X  X B 3ntX F X X X  H nt F  0,81  0, 69  1,50 2 15 Ta chia làm nhóm: - Nhóm ngắn mạch đầu nguồn F3; S dm 1  108, 75 - Nhóm hệ thống H; S dm   1540 - Nhóm máy phát F1 F2; S dm   108, 75.2  217,5 Với nhóm 1: X 1  X  0,98 Với nhóm 2: X   X  1, 08 Với nhóm 3: X   X  1,50 Đổi sang điện kháng tính toán S 108, 75 X 1tt  X 1 dm 1  0,98  0,11 Scb 1000 S 1540 X 2tt  X  dm   1, 08  1, 66 Scb 1000 S 108, 75.2 X 3tt  X  dm   1,50  0,33 Scb 1000 Tra bảng phụ lục 1- Các đường cong tính toán-trang 196 Tra bảng t = 0; 0,2; ∞ Nhóm 1: I1"tt    I1"tt  0,   I1"tt     2,8 Nhóm 2: I 2" tt    0, I 2" tt  0,   0,56 I 2" tt     0, 64 Nhóm 3: I 3"tt    7,5 I 3"tt  0,   4, I 3"tt     2, Dòng ngắn mạch tổng hệ đơn vị có tên I N"  0  I1"tt  0 I dm 1  I 2"tt  0 I dm   I3"tt  0 I dm 3  I1"tt   Sdm 1 3.U tb  I 2"tt   16 Sdm  3.U tb  I3"tt   Sdm  3.U tb  108, 75 1540 217,5  0,  7,5 3.115 3.115 3.115  17, 20 kA I N"  0,   I1"tt  0,  I dm 1  I 2"tt  0,  I dm   I3"tt  0,  I dm   I1"tt  0, 2  Sdm 1 3.Utb  I2"tt  0, 2 Sdm 3.Utb  I3"tt  0, 2 Sdm3 3.Utb 108, 75 1540 217,5  0,56  4,5 3.115 3.115 3.115  11, 97 kA I N"    I1"tt   Idm1  I2"tt   I dm  I3"tt   Idm 3  I1"tt     2,8 S dm 1 3.U tb  I 2"tt    Sdm  3.U tb  I 3"tt    S dm  3.U tb 108, 75 1540 217,5  0, 64  2, 3.115 3.115 3.115  9, 43 kA 17 Giả thiết ngắn mạch pha chạm đất N2 (PHẦN NÀY CHƯA CHẮC ĐỂ TỚ HỎI LẠI) 2.1 Sơ đồ thay thứ tự thuận, thứ tự nghịch, thứ tự không biế đổi vệ dạng đơn giản Hình 2.1 Sơ đồ thứ tự thuận (nghịch) Sơ đồ thay thứ tự nghịch khác sơ đồ thay thứ tự thuận chỗ: - Suất điện động sơ đồ nghịch - Kháng điện máy phát, kháng điên hệ thống (2) khác kháng điện máy phát, kháng điện heei thống (1) + Kháng điện máy phát sơ đồ thứ tự nghịch: S 1000 X F 1   X F 2 2  X F  X   cb2  0,165  1,50 U tb 10,52 X F /2 2  X F 1,50   0, 75 2 X F 3   X   S cb 1000  0,165  1, 44 U tb2 1152 18 + Kháng điện hệ thống sơ đồ thứ tự nghịch: X ht  2  0,8 X ht 1  0,8.0, 42  0,34 Hình 2.2 Sơ đồ thứ tự không 2.2 Tính dòng ngắn mạch siêu độ Điện kháng đường dây sơ đồ thứ tự không: X d  0  X d 1  3.0,  0, Thông số tính toán cho sơ đồ thứ tự thuận, nghịch không cho bảng 2.1 Bảng 2.1 thông số tính toán Thông số Xht Xd XC/2 XH/2 XF/2 XB3 XF3 Thứ tự thuận (1) 0,42 0,20 0,46 0,81 0,69 0,97 0,01 Thứ tự nghịch (2) 0,34 0,20 0,46 0,81 0,75 0,97 1,44 19 Thứ tự không (0) 0,42 0,6 0,46 0,81 0,97 - - Đối với sơ đồ thứ tự thuận X 11  X ht 1  X d 1  X C /21 X 21  0, 42  0,  0, 46  1,08  X F 31  X B 31  0, 01  0,97  0,98 X 31  X H /21  X F /21  0,81  0, 69  1, X 1  X 11 / / X 21 / / X 31 Với X 131  X 11 / / X 31  X 11 X 31 X 11  X 31  1, 08.1,50  0, 63 1, 08  1,50 Vậy X 1  X 131 / / X 21  X 131 X 21 X 131  X 21  0, 63.0,98  0,38 0, 63  0,98 - Đối với sơ đồ thứ tự thuận X 1 2  X ht  2  X d  2  X C /2 2 X 21  0, 42  0,  0, 46  1,08  X F 31  X B 31  0, 01  0, 97  0,98 X 31  X H /21  X F /21  0,81  0, 69  1, X 1  X 11 / / X 21 / / X 31 Với X 131  X 11 / / X 31  X 11 X 31 X 11  X 31  1, 08.1,50  0, 63 1, 08  1,50 Vậy X 1  X 131 / / X 21  X 131 X 21 X 131  X 21 20  0, 63.0,98  0,38 0, 63  0,98 21 [...]... Y 1, 02.4 Y7  5 4   0, 66 Y 6, 2 Y Y 0, 61.4 Y8  3 F 2 4   0,39 Y 6, 2 1 1 X6    2, 7 Y6 0,37 Y12  12 1 1   1,52 Y7 0, 66 1 1 X8    2,56 Y8 0,39 X7  Ta chia ra làm 4 nhóm: - Nhóm 1 ngắn mạch đầu nguồn F1 - Nhóm 2 hệ thống - Nhóm 3 máy phát F2 - Nhóm 4 máy phát F3 Với nhóm 1: X 1  X F1  1,38 Với nhóm 2: X  2  X 6  2, 70 Với nhóm 3: X  3  X 8  2,56 Với nhóm 4: X  4  X 7 ... 2tt  3 nên I 2"tt  t   1 1   0, 24 X 2tt 4,16 Nhóm 3: I 3"tt  0   3, 6 I 3"tt  0, 2   2, 6 I 3"tt     2,3 Nhóm 4: I 4" tt  0   6,1 I 4" tt  0, 2   3,9 I 4" tt     2, 6 Dòng ngắn mạch tổng trong hệ đơn vị có tên I N" 1  0   I1"tt  0  I dm 1  I 2"tt  0 I dm  2  I3"tt  0 I dm 3  I 4"tt  0 I dm  4  I1"tt  0   6,8 Sdm 1 3.U tb  I 2"tt  0  Sdm  2 3.U... tb  I 2" tt    Sdm  2 3.U tb  I 3"tt    Sdm  3 3.U tb  I 4" tt    Sdm  4 3.U tb 108, 75 1540 108, 75 108, 75  0, 24  2,3  2, 6 3.10, 5 3.10, 5 3.10, 5 3.10, 5  65, 47 kA 1.2.2 Ngắn mạch tại N2 Sơ đồ thay thế và tính toán Hình 2.a và Hình 2.b 14 Sơ đồ thay thế và tính toán Từ sơ đồ ta có X C 0,91   0, 46 2 2 X H 1,62   0,81 2 2 X F 1,38   0,69 2 2 Biến đổi tương dương sơ... Hình 2.a sang Hình 2.b X 1  X ht ntX d nt XC  0, 42  0, 20  0, 46  1, 08 2  0,97  0, 01  0,98 X 2  X B 3ntX F 3 X X X 3  H nt F  0,81  0, 69  1,50 2 2 15 Ta chia ra làm 3 nhóm: - Nhóm 1 ngắn mạch đầu nguồn F3; S dm 1  108, 75 - Nhóm 2 hệ thống H; S dm  2  1540 - Nhóm 3 máy phát F1 và F2; S dm  3  108, 75.2  217,5 Với nhóm 1: X 1  X 2  0,98 Với nhóm 2: X  2  X 1  1, 08 Với nhóm... I1"tt  0   8 I1"tt  0, 2   5 I1"tt     2,8 Nhóm 2: I 2" tt  0   0, 6 I 2" tt  0, 2   0,56 I 2" tt     0, 64 Nhóm 3: I 3"tt  0   7,5 I 3"tt  0, 2   4, 5 I 3"tt     2, 7 Dòng ngắn mạch tổng trong hệ đơn vị có tên I N" 2  0  I1"tt  0 I dm 1  I 2"tt  0 I dm  2  I3"tt  0 I dm 3  I1"tt  0  Sdm 1 3.U tb  I 2"tt  0  16 Sdm  2 3.U tb  I3"tt  0  Sdm  3 3.U... 2  I3"tt   Idm 3  I1"tt     2,8 S dm 1 3.U tb  I 2"tt    Sdm  2 3.U tb  I 3"tt    S dm  3 3.U tb 108, 75 1540 217,5  0, 64  2, 7 3.115 3.115 3.115  9, 43 kA 17 2 Giả thiết ngắn mạch 1 pha chạm đất tại N2 (PHẦN NÀY CHƯA CHẮC ĐỂ TỚ HỎI LẠI) 2.1 Sơ đồ thay thế thứ tự thuận, thứ tự nghịch, thứ tự không và biế đổi vệ dạng đơn giản nhất Hình 2.1 Sơ đồ thứ tự thuận (nghịch) Sơ đồ... 2 X F 3 2   X  2  S cb 1000  0,165  1, 44 U tb2 1152 18 + Kháng điện hệ thống trong sơ đồ thứ tự nghịch: X ht  2  0,8 X ht 1  0,8.0, 42  0,34 Hình 2.2 Sơ đồ thứ tự không 2.2 Tính dòng ngắn mạch siêu quá độ Điện kháng đường dây trong sơ đồ thứ tự không: X d  0  3 X d 1  3.0, 2  0, 6 Thông số tính toán cho các sơ đồ thứ tự thuận, nghịch và không cho trong bảng 2.1 Bảng 2.1 thông