BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH

Bài tập dài môn ngắn mạch Đỗ Tuấn Vinh Lớp Đ1- H2 A- Ngắn mạch ba pha N (3) Lập sơ đồ thay Chọn S cb =100(MVA) U cb =điện áp trung bình cấp (230, 115, 10.5 kv).giá trị điện kháng đợc tính nh sau: X = X = X ND1 = X 'd' * X = X = X B1 = S cb 100 = 0.146* = 0.195 S dmF 75 U N % S cb * 100 S dmB X = X day = X *L * = 10.5 100 * = 0.13125 100 80 S cb 100 = 0.0696 = 0.4*23* U tb 115 S cb 100 = 0.121 = 0.4*40* U tb 115 X = X D = X *L * S cb 100 = 0.136 = 0.4*45* U tb 115 X = X D1 = X *L * Chọn = 1: ta có X8 = X T TN S U NT S cb * (U NCT + U NTH U NCH ) * cb * = = * 100 S dmB 100 S dmB = C X = X TN = S U NC S cb * (U NCT + U NCH U NTH ) * cb * = * 100 S dmB 100 S dmB = X 10 = X D = X * X 11 = X B = 100 * (11 + 19 31) * = - 0.004 200 125 100 * (11 + 31 19) * = 0.092 200 125 80 100 L4 S cb * = 0.4* * = 0.03 230 2 U tb U N % S cb * 100 S dmB X 12 = X TD = X 'd' * = 11 100 * = 0.088 100 125 S cb 100 = 0.21* = 0.178 S dmF 117.7 - - Bài tập dài môn ngắn mạch Đỗ Tuấn Vinh Lớp Đ1- H2 Sơ đồ thay nh sau : ( hình 1.1 ) ND1 0,195 0,13125 0,136 10 -0,004 0,092 0,03 11 12 0,088 0,178 TD 13 15 14 0,0696 0,0121 0,13125 0,195 ND2 ( Hình 1.1 ) 2- Biến đổi sơ đồ dạng đơn giản Biến đổi 3,6,7 13,14,15 ta có : D = X3 +X6 +X7 =0.136+0.121+0.0696=0.3266 X13 = 0.136 * 0.0696 X3 * X6 = = 0.029 0.3266 D X14 = 0.0696 * 0.121 X3 * X7 = =0.026 0.3266 D X15 = 0.136 * 0.121 X6 * X7 = =0.05 0.3266 D Ta có sơ đồ sau: ND1 0,195 0,13125 13 15 0,029 0,05 10 -0,004 0,092 14 0,026 16 18 0,13125 0,195 ND2 ( Hình 1.2 ) - - 17 0,03 11 12 0,088 0,178 TD Bài tập dài môn ngắn mạch Đỗ Tuấn Vinh Lớp Đ1- H2 X16 = X1 +X2 +X13 =0.195 +0.13125 +0.029 =0.35525 X17 = X + X + X 10 + X 11 + X 12 + X 15 = -0.004+0.092+0.03+0.088+0.178+0.05=0.434 X18 = X + X = 0.13125 +0.195 =0.32625 Ta có sơ đồ rút gọn nh sau ( hình 1.3) 16 ND1 17 0,35525 TD 0,434 14 0,026 19 20 18 0,32625 ND2 ( Hình 1.3 ) Ta biến đổi 16, 14, 17 thành tam giác thiếu 19, 20 nh sau : X 16 * X 14 0.35525 * 0.026 = 0.35525 + 0.026 + = 0.403 X 17 0.434 X * X 14 0.434 * 0.026 + X 14 + 17 =0.434 + 0.026 + = 0.492 X 16 0.35525 X19 = X 16 + X 14 + X20 = X 17 Ta có sơ đồ nh sau : (hình 1.4) 19 ND1 20 0,403 0,492 18 21 0,13125 ND2 ( Hình 1.4 ) - - TD Bài tập dài môn ngắn mạch Đỗ Tuấn Vinh Lớp Đ1- H2 Ta thấy nhánh NĐ -1 NĐ -2 ghép song song để trở sơ đồ đơn giản Vậy ta có : X 21 = X 18 * X 19 0.32625 * 0.403 = = 0.1803 X 18 + X 19 0.32625 + 0.403 Sơ đồ đơn giản có dạng nh sau: (hình 1.4) ND1 21 20 0,1803 0,492 ( Hình 1.4 ) - Tính toán dòng ngắn mạch t = 0.2 (s) Xét sơ đồ hình 1.3 , ta sử dụng sơ đồ để tính toán dòng ngắn mạch Xác định điện kháng tính toán nhánh nh sau : - Nhánh NĐ-1 :có X tt = X 19 * S dmND 75 = 0.403* = 0.30225 S cb 100 Tra đờng cong tính toán máy phát tuabin t = 0.2 (s) với X tt nh ta có : I *ND (0.2) = 2.5 (kA) Ta có : I dmND = S dmND * U TB 75 = * 115 = 0.3765 (kA) Gía trị dòng ngắn mạch thời điểm t = 0.2 s nhánh NĐ-1 là: (0.2) = 2.5*0.3765 = 0.94125 (kA) I ND N - Nhánh NĐ-2:có X tt = X 18 * S dmND 75 = 0.32625 * = 0.245 S cb 100 Tra đờng cong tính toán máy phát tuabin t = 0.2 (s) với X tt nh ta có : I *ND (0.2) = 2.9 (kA) Ta có : I dmND = S dmND * U TB = 75 * 115 - - = 0.3765 (kA) TD Bài tập dài môn ngắn mạch Đỗ Tuấn Vinh Lớp Đ1- H2 Gía trị dòng ngắn mạch thời điểm t = 0.2 s nhánh NĐ-2 : (0.2) = 2.9*0.3765 = 1.09185 (kA) I ND N - Nhánh TĐ : có X tt = X 20 * S dmTD 117.7 = 0.492* = 0.579 S cb 100 Tra đờng cong tính toán máy phát tuabin t = 0.2 (s) với X tt nh ta có : X *TD (0.2) = 1.385 Ta có : I dmTD = S dmTD = * U TB 125 * 115 = 0.6276 (kA) Gía trị dòng ngắn mạch thời điểm t = 0.2 s nhánh TĐ : I TD N (0.2) = 0.6276*1.385 = 0.869 (A) Dòng ngắn mạch t = 0.2 s : (0.2) + I ND (0.2) + I TD I N (0.2) = I ND N N N (0.2) = 0.94125 + 1.09185 + 0.869 =2.9021 (kA) - Xác định áp dòng đầu cực máy phát NĐ-2 xảy ngắn mạch Ta có : Gía trị dòng ngắn mạch thời điểm t = 0.2 s nhánh NĐ-2 : (0.2) = 1.09185 (kA) I ND N dòng ngắn mạch đầu cực máy phát NĐ-2 : I NdcF (kA) = I ND (0.2) *K = 1.09185* N 115 = 11.958 (kA) 110.5 áp đầu cực máy phát : U dcF N I NdcF * X * U tb = (kV) = I cb - - 11.958 * 0.195 * 10.5 100 = 4.453 (kV) * 10.5 Bài tập dài môn ngắn mạch Đỗ Tuấn Vinh Lớp Đ1- H2 B - Ngắn mạch không đối xứng N (1,1) Chọn S cb = 100 (MVA) , U cb = U tb cấp, lập sơ đồ thay thứ tự Thuận , Nghịch, Không ; - Sơ đồ thay thứ tự thuận : Nh hình 1.1 phần A - Sơ đồ thay thứ tự nghịch : Nh sơ đồ thay thứ tự thuận X "d = X , nhng sức điện động E ND1 0,195 0,13125 0,136 -0,004 0,092 0,0696 0,0121 10 0,03 11 12 0,088 0,178 TD 0,13125 0,195 ND2 ( Hình 1.5 ) - Sơ đồ thay thứ tự : X 6' = 3.5 * X = 3.5 * 0.136 = 0.476 X 3' = 3.5 * X = 3.5 * 0.0696 = 0.2436 X 7' = 3.5 * X = 3.5 * 0.121 = 0.4235 X 10' = 3.5 * X 10 = 3.5 * 0.03 = 0.105 H X TN = U NH % S cb S 1 100 * = * (U NCH + U NTH + U NCT ) * cb = * (31 + 19 11) * 100 S dmB 200 S dmB 200 125 = 0.156 - - Bài tập dài môn ngắn mạch Đỗ Tuấn Vinh Lớp Đ1- H2 sơ đồ th tự không nh sau : ND1 0,13125 3' 6' 10' 11 0,476 -0,004 0,092 0,105 0,088 13 14 0,2436 15 7' 16 0,4235 0,156 TD 0,13125 ND2 ( Hình 1.6 ) Biến đổi sơ đồ dạng đơn giản ; Sơ đồ biến đổi đơn giản thứ tự thuận nh sơ đồ tính N (3) có kết nh hình 1.4 nh sau : ND1 21 20 0,1803 0,492 TD Sơ đồ biến đổi đơn giản thứ tự nghịch : sức điện động nên nhập song song nhánh tơng đơng sơ đồ thuận ta có : X = X ND // X TD =>X = 0.1803 * 0.492 = 0.132 0.1803 + 0.492 => Sơ đồ th tự nghịch dạng đơn giản nh sau:(hình 1.) X 0,132 ( Hình 1.7 ) - - Bài tập dài môn ngắn mạch Đỗ Tuấn Vinh Lớp Đ1- H2 Sơ đồ biến đổi đơn giản thứ tự không nh sau : Biến đổi ,6 ,7 13 ,14 ,15 ta có : D = X 3' + X 6' + X 7' =0.476 + 0.2436 + 0.4235 =1.1431 0.2436 * 0.476 X 3' * X 6' = = 0.101 ' 1.1431 D 0.476 * 0.4235 X' *X' = ' = = 0.176 1.1431 D 0.4235 * 0.2436 X 3' * X 7' = = = 0.09 1.1431 D' => X 13 = X 14 X 15 Ta có sơ đồ nh sau : ND1 0,13125 13 14 10' 11 0,101 0,176 -0,004 0,092 0,105 0,088 15 16 0,09 17 TD 0,156 18 0,13125 ND2 ( Hình 1.8 ) Biến đổi 13, 14, 15 tam giác thiếu 17, 18 ta có X 13 * X 15 0.101 * 0.09 = 0.101 + 0.09 + = 0.243 X 14 0.176 X 14 * X 15 0.176 * 0.09 X18 = X14 + X15 + = 0.176 + 0.09 + = 0.423 X 13 0.101 X17 = X13 + X15 + Vậy ta có sơ đồ : ND1 0,13125 19 17 18 10' 11 0,243 0,423 -0,004 0,092 0,105 0,088 0,13125 16 20 0,156 ND2 ( Hình 1.9 ) - - 21 TD Bài tập dài môn ngắn mạch Đỗ Tuấn Vinh Lớp Đ1- H2 Biến đổi sơ đồ dạng đơn giản ta có : 19 ND1 0,37425 20 21 0,419 0,285 16 22 TD 0,156 0,13125 23 ND2 ( Hình 1.10 ) Trong : X19 = X2 + X17 = 0.13125 + 0.243 = 0.37425 X20 = X18 + X8 = 0.423 + (-0.004) = 0.419 X21 = X9 + X10 + X11 = 0.092 + 0.105 + 0.088 = 0.285 Ta có nhánh NĐ-1 song song NĐ-2 ghép nhánh lại ta đợc : X22 = X 19 * X 0.37425 * 0.13125 = = 0.097 X 19 + X 0.37425 + 0.13125 Ngoài : X16 // X21 => X 16 * X 23 0.156 * 0.285 = = 0.101 X 16 + X 23 0.156 + 0.285 X23 = Mà : X24 = X20 + X23 = 0.52 sơ đồ : 22 ND1 24 0,097 0,52 (Hình 1.11) với : X = X22 // X24 = X 22 * X 24 0.097 * 0.52 = = 0.082 X 22 + X 24 0.097 + 0.52 - - TD Bài tập dài môn ngắn mạch Đỗ Tuấn Vinh Lớp Đ1- H2 sơ đồ đơn giản thứ tự không nh sau : X 0,082 (Hình 1.12) Kết biến đổi sơ đồ dạng đơn giản nh hình sau (Hình 1.13) Thuận : 21 ND1,2 20 0,1803 0,492 2* 75 MVA TD 117.7 MVA Nghịch : X 0,132 Không : X 0,082 ( Hình 1.13 ) Tính dòng ngắn mạch siêu độ I ; Vì ngắn mạch pha chạm đất nên ta có : '' X * X 0.132 * 0.082 X = = 0.0506 = X2 + X 0.132 + 0.082 Sơ đồ thay nh sau:( hình1.14) X ND X 0,1803 0,492 X 0,0506 - 10 - TD Bài tập dài môn ngắn mạch Đỗ Tuấn Vinh Lớp Đ1- H2 Biến đổi Y ( XND , X , XTD ) thành tam giác thiếu ( Xtd1 , Xtd2 ) 0.18 * 0.0506 = 0.249 0.492 0.0506 * 0.492 = 0.0506 +0.492 + = 0.681 0.18 Xtd1 =0.18 + 0.0506 + Xtd2 Có sơ đồ nh sau : ND X X 0,249 0.681 TD ( Hình 1.15 ) Dòng điện pha A thành phần thứ tự thuận I 'a' dạng tơng đối điểm ngắn mạch : I 'a' = ( dòng ngắn mạch siêu độ là: m (1,1) = * =>I 'N' (kA) = m (1,1) * I 'a' * 1 1 + + )=( ) = 5.4845 Xtd1 Xtd2 0.249 0.681 0.132 * 0.082 X * X = * = 1.5 (0.132 + 0.082) (X0 + X ) S CB * U tb 100 = 1.5*5.4845* * 115 = 4.13 (kA) Xác định áp dòng pha đầu cực máy phát NĐ-2 xảy ngắn mạch ; Tính dòng pha đầu cực máy phát ND2 ngắn mạch: Dòng pha A thành phần thứ tự thuận : I a1 = 5.4845 Ia2 = - I a1 X 0.082 * = - 2.1015 = - 5.4845* X0 + X2 0.082 + 0.132 Theo biến đổi sơ đồ thay thứ tự thuận dạng đơn giản trớc có sơ đồ ( dạng tdcb) nh sau : ND1 19 20 0,403 0,492 18 21 0,13125 ND2 - 11 - TD Bài tập dài môn ngắn mạch Đỗ Tuấn Vinh Lớp Đ1- H2 sơ đồ đơn giản nh sau : ND 21 20 0,1803 0,492 TD 5.4845 Dòng nhánh phía nhiệt điện : ND I a1 = 0.492 *5.4845 = 4.015 0.492 + 0.1803 Dòng nhánh ND2 : I aND = 4.015 * 0.403 = 2.23 0.403 + 0.326 [ ND 21 20 0,1803 0,492 TD -2.1015 Dòng nhánh phía nhiệt điện : I aND2 = -2.1015* Dòng nhánh ND2 : I aND2 = 0.492 = -1.5386 0.492 + 0.1803 1.5386 * 0.403 = -0.85 0.403 + 0.326 Dòng pha A , B , C đầu cực máy phát ND2 có xét đến tổ đấu dây MBA B2tổ đấu dây 11h đợc tính nh sau : Pha A : 2 j 30 I dcND = I aND + I aND2 e j 30 = 2.23*( a *e 3 + j ) - 0.85 *( j )= 1.195 + j 1.54 2 2 |I dcND | = 1.195 + 1.54 = 1.949 a Dạng đơn vị có tên : I dcND (kA) = 1.949 * a 100 * 10.5 - 12 - = 10.72 kA Bài tập dài môn ngắn mạch Đỗ Tuấn Vinh Lớp Đ1- H2 Pha B : j 30 I bdcND = I aND e j 240 + I aND2 * e j 30 e j120 )= 2.23*e j 270 - 0.85*e j 90 *e = 2.23*(-j)-0.85*j = -j3.08 |I bdcND | = Dạng đơn vị có tên : 3.08 = 3.08 I bdcND (kA) = 3.08* I dcND c 100 * 10.5 Pha C : j 30 = I aND e j120 + I aND2 * e j 30 e j 240 ) *e = 2.23*(- = 16.94 kA = 2.23*e j150 - 0.85* e j 210 3 + j ) - 0.85*( j ) = -1.195 + j1.54 2 2 |I cdcND | = 1.195 + 1.54 = 1.949 Dạng đơn vị có tên : I cdcND (kA) = 1.949 * 100 * 10.5 = 10.72 kA Tính thành phần điện áp đầu cực máy phát ND2 ngắn mạch là: Phân bố thành phần ngắn mạch N (1,1) Giá trị điện áp vị trí đầu cực đợc tính nh sau : Ua2 = Ua1 = j *Ia1 * X * X 0.132 * 0.082 = j0.2774 = j 5.4845 * X2 + X0 0.132 + 0.082 F U a1 = Ua1 + j I aND *X4 = j 0.2774 + j 2.23*0.13125 = j 0.57 F U a2 = Ua1 + j I aND2 *X4 = j 0.2774 - j 0.85*0.13125= j 0.166 Điện áp pha A , B , C đầu cực máy phát ND2 xảy ngắn mạch : Pha A : F F U aF = U a1 *e j 30 + U a2 * e j 30 = j 0.57*( 3 + j ) + j 0.166 *( j )= j 0.637 - 0.202 2 2 Chuyển sang đơn vị có tên (kV) có : | U aF | = 0.637 + 0.202 = 0.668 - 13 - Bài tập dài môn ngắn mạch Đỗ Tuấn Vinh Lớp Đ1- H2 U aF (kV) = 0.668* 10.5 = 4.049 kV Pha B : F U bF = U a1 *e j 30 e j 240 + U aF2 * e j 30 e j120 = j 0.57* (- j) + j 0.166 * j = 0.404 Chuyển sang đơn vị có tên (kV) có : U bF (kV) = 0.404 * 10.5 = 2.449 kV Pha C : F U cF = U a1 *e j 30 e j120 + U aF2 * e j 30 e j 240 = j 0.57* (- 3 + j ) + j 0.166*(j ) 2 2 = - j 0.637 - 0.202 Chuyển sang đơn vị có tên (kV) có : | U cF | = 0.637 + 0.202 = 0.668 U cF (KV ) = 0.668* 10.5 = 4.049 kV Tóm lại : Khi bình thờng : Ia = Ib = Ic = 75 10.3 * = 4.124 kA Ua = Ub = U c = 10.5 = 6.062 kV Khi cố ngắn mạch : Ia N = Ic N = 10.72 kA ; Ib N = 16.94 kA Ua N = Uc N = 4.409 kV ; Ub N = 2.449 kV - 14 - [...].. .Bài tập dài môn ngắn mạch Đỗ Tuấn Vinh Lớp Đ1- H2 Biến đổi Y ( XND , X , XTD ) thành tam giác thiếu ( Xtd1 , Xtd2 ) 0.18 * 0.0506 = 0.249 0.492 0.0506 * 0.492 = 0.0506 +0.492 + = 0.681 0.18 Xtd1 =0.18 + 0.0506 + Xtd2 Có sơ đồ nh sau : ND X X 0,249 0.681 TD ( Hình 1.15 ) Dòng điện pha A thành phần thứ tự thuận I 'a' 1 dạng tơng đối cơ bản tại điểm ngắn mạch là : I 'a' 1 = ( dòng ngắn mạch siêu... phát NĐ-2 khi xảy ra ngắn mạch ; Tính dòng các pha đầu cực máy phát ND2 khi ngắn mạch: Dòng pha A thành phần thứ tự thuận : I a1 = 5.4845 Ia2 = - I a1 X 0 0.082 * = - 2.1015 = - 5.4845* X0 + X2 0.082 + 0.132 Theo biến đổi sơ đồ thay thế thứ tự thuận về dạng đơn giản trớc đây có sơ đồ ( dạng tdcb) nh sau : ND1 19 20 0,403 0,492 18 21 0,13125 ND2 - 11 - TD Bài tập dài môn ngắn mạch Đỗ Tuấn Vinh Lớp... 0.85*0.13125= j 0.166 Điện áp trên các pha A , B , C đầu cực máy phát ND2 khi xảy ra ngắn mạch là : Pha A : F F U aF = U a1 *e j 30 + U a2 * e j 30 = j 0.57*( 3 1 3 1 + j ) + j 0.166 *( j )= j 0.637 - 0.202 2 2 2 2 Chuyển sang đơn vị có tên (kV) có : | U aF | = 0.637 2 + 0.202 2 = 0.668 - 13 - Bài tập dài môn ngắn mạch Đỗ Tuấn Vinh Lớp Đ1- H2 U aF (kV) = 0.668* 10.5 3 = 4.049 kV Pha B : F U bF =... 30 = 2.23*( a 1 *e 3 1 3 1 + j ) - 0.85 *( j )= 1.195 + j 1.54 2 2 2 2 2 |I dcND | = 1.195 2 + 1.54 2 = 1.949 a Dạng đơn vị có tên : 2 I dcND (kA) = 1.949 * a 100 3 * 10.5 - 12 - = 10.72 kA Bài tập dài môn ngắn mạch Đỗ Tuấn Vinh Lớp Đ1- H2 Pha B : 2 j 30 I bdcND 2 = I aND e j 240 + I aND2 2 * e j 30 e j120 )= 2.23*e j 270 - 0.85*e j 90 1 *e = 2.23*(-j)-0.85*j = -j3.08 |I bdcND 2 | = Dạng đơn vị có... j1.54 2 2 2 2 |I cdcND 2 | = 1.195 2 + 1.54 2 = 1.949 Dạng đơn vị có tên : I cdcND 2 (kA) = 1.949 * 100 3 * 10.5 = 10.72 kA Tính các thành phần điện áp đầu cực máy phát ND2 khi ngắn mạch là: Phân bố các thành phần khi ngắn mạch N (1,1) Giá trị các điện áp các vị trí đầu cực đợc tính nh sau : Ua2 = Ua1 = j *Ia1 * X 2 * X 0 0.132 * 0.082 = j0.2774 = j 5.4845 * X2 + X0 0.132 + 0.082 F 2 U a1 = Ua1... tên (kV) có : | U cF | = 0.637 2 + 0.202 2 = 0.668 U cF (KV ) = 0.668* 10.5 3 = 4.049 kV Tóm lại : Khi bình thờng : Ia = Ib = Ic = 75 10.3 * 3 = 4.124 kA Ua = Ub = U c = 10.5 3 = 6.062 kV Khi sự cố ngắn mạch : Ia N = Ic N = 10.72 kA ; Ib N = 16.94 kA Ua N = Uc N = 4.409 kV ; Ub N = 2.449 kV - 14 -