BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH

Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch Họ tên: Đỗ Thị Lan Anh Lớp: Đ2H3 Đề: 01 Giáo viên hướng dẫn: PGS TS Phạm Văn Hòa Cho sơ đồ HTĐ sau: Thông số: ND1, ND2 TD B1, B2 B3 TN : Sđm = 176,5MVA; Uđm = 18kV; Cosϕ = 0,85; X = X2 = 0,213; TDK : Sđm = 117,7MVA; Uđm = 13,8kV; Cosϕ = 0,85; X = X2 = 0,21; TDK : Sđm = 200MVA; Uđm = 18/121kV; UN% = 10,5%; : Sđm = 125MVA; Uđm = 13,8/242kV; UN% = 11%; : Sđm = 125MVA; Uđm = 230/121/13,8kV; U = 11%; U = 31%; U = 19%; D1: 45km; D2: 23km; D3: 40km; D4: 100km; Cả dây có x0 = 0,4Ω/km, Xkh = 3,5X0 A NGẮN MẠCH BA PHA N(3) 1) Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb cấp, lập sơ đồ thay 2) Biến đổi sơ đồ dạng đơn giản 3) Tính dòng ngắn mạch t = 0,2s 4) Xác định áp dòng đầu cực máy phát TĐ xảy ngắn mạch B NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N(1) 1) Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb cấp, lập sơ đồ thay thứ tự Thuận, Nghịch, Không 2) Biến đổi sơ đồ dạng đơn giản 3) Tính dòng ngắn mạch siêu độ I” 4) Xác định áp dòng pha đầu cực máy phát TĐ xảy ngắn mạch Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch A NGẮN MẠCH BA PHA N(3) 1) Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb cấp, lập sơ đồ thay Sơ đồ thay thế: Giá trị điện kháng tính sau: X1 = X5 = XND = X = 0,213 ≈ 0,121 X2 = X4 = XB1 = = = 0,0525 100 X3 = Xd2 = X0.L Scb S = 0,4.4,5 115 = 0,0696 X = X = X L 100 = 0,4 45 115 = 0,136 X = X = X L 100 =0,4 40 115 =0,121 Do đại lượng tính toán định mức nên bỏ qua α Chọn α = X = X = = ( U + U - U ) Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch = (11+ 19 - 31) = - 0,004 ⇒ Bỏ qua X = X = = ( U + U - U ) = ( 11 + 31 - 19 ) = 0,092 X = X = X = 0,4 = 0,0378 X = X = = = 0,088 X11 = X = X = 0,21 ≈ 0,1784 2) Biến đổi sơ đồ dạng đơn giản • Bước 1: Biến đổi ∆ 3, 6, thành 12, 13, 14 D = X3 + X4 + X5 = 0,136 + 0,0696 + 0,121 ≈ 0,327 X = = = 0,029 X = = = 0,026 X= = = 0,05 X15 = X1 + X2 = 0,121 + 0,0525 = 0,1735 X16 = X4 + X5 = 0,0525 + 0,121 = 0,1735 X17 = X8 + X9 = 0,092 + 0,0378 = 0,1298 X18 = X10 + X11 = 0,088 + 0,1784 = 0,2664 Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch • Bước 2: X19 = X15 + X12 = 0,1735 + 0,029 = 0,2025 X20 = X13 + X16 = 0,026 + 0,1735 = 0,1995 X21 = X14 + X17 = 0,05 + 0,1298 = 0,1798 • Bước 3: X22 = X19 // X20 = = Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 ≈ 0,1 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch • Bước 4: X23 = X21 + X22 = 0,1798 + 0,1 = 0,2798 Sơ đồ thay đơn giản 3) Tính dòng ngắn mạch t = 0,2s • Nhánh nhiệt điện: Xtt ND = X23 = 0,2798 ≈ 0,988 Iđm ND = = ≈ 0,886 Tra đường cong tính toán được: I(0,2) ≈ 0,88 ⇒ IND(0,2) = 0,88.0,886 ≈ 0,7797 (kA) • Nhánh thủy điện: Xtt TD = X18 = 0,2664 ≈ 0,314 Iđm TD = = ≈ 0,296 Tra đường cong tính toán I(0,2) = 2,4 ⇒ ITD(0,2) = 2,4.0,296 = 0,7104 (kA) Vậy ta có dòng ngắn mạch t = 0,2s là: IN(0,2) = IND(0,2) + ITD(0,2) = 0,7797+ 0,7104 = 1,4901 (kA) 4) Xác định áp dòng đầu cực máy phát TD xảy ngắn mạch Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch • Dòng đầu cực máy phát TD xảy ngắn mạch: INM TD = ITD(0,2) = 0,7104 (kA) ⇒ I = INM TD = 0,7104 (kA) I = = 0,7104 = 12,458 (kA) • Áp đầu cực máy phát xảy ngắn mạch: I = 0,7104 ≈ 2,83 (kA) U = I X10 = 2,83.0,088 ≈ 0,249 (kV) ⇒ U = U = 0,249 13,8 = 3,436 (kV) B NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N(1) 1) Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb cấp, lập sơ đồ thay thứ tự Thuận, Nghịch, Không • Sơ đồ thay thứ tự Thuận: sơ đồ ngắn mạch pha Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch • Sơ đồ thay thứ tự Nghịch: X = X2 nên sơ đồ thay thứ tự Nghịch giống sơ đồ thay thứ tự Thuận suất điện động E Vậy sơ đồ là: • Sơ đồ thay thứ tự Không: Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch Tính lại điện kháng cho đường dây tính thêm cho MBA TN phía hạ áp: Ta có Xkh = 3,5 Xth XD1’ = X6’ = 3,5.X6 = 3,5.0,136 = 0,476 XD2’ = X7’ = 3,5.X7 = 3,5.0,121 = 0,4235 XD3’ = X3’ = 3,5.X3 = 3,5.0,0696 = 0,2436 XD4’ = X9’ = 3,5.X9 = 3,5.0,0378 = 0,1323 X25 = X = = ( U + U - U ) = (19 + 31 - 11) = 0,156 Biến đổi sơ đồ dạng đơn giản: • Sơ đồ thay đơn giản thứ tự Thuận: sơ đồ tính ngắn mạch pha có kết phần A Sơ đồ thay đơn giản thứ tự Thuận • Sơ đồ thay đơn giản thứ tự Nghịch: Biến đổi sơ đồ tính ngắn mạch pha có kết phần A ta có: Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch Vì suất điện động nên nhập song song hai nhánh ND TD Sơ đồ thay đơn giản thứ tự Nghịch X = X26= X24 // X18= = ≈ 0,135 • Sơ đồ thay đơn giản thứ tự Không:  Bước 1: Biến đổi ∆ 3’, 6’, 7’ thành 27, 28, 29 D = X3’ + X6’ + X7’ = 0,2436 + 0,476 + 0,4235 = 1,1431 X27 = = = 0,104 X28 = = = 0,09 X29 = = = 0,1764 X30 = X9’ + X8 = 0,1323 + 0,092 = 0,2243 Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch  Bước 2: X31 = X2 + X27 = 0,0525 + 0,104 = 0,1565 X32 = X28 + X4 = 0,09 + 0,0525 = 0,1425  Bước 3: X33 = X31 // X32 = = = 0,0746  Bước 4: Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 10 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch X34 = X33 + X29 = 0,0746 + 0,1764 = 0,251  Bước 5: X35 = X34 // X25 = = ≈ 0,0962  Bước 6: X36 = X35 + X30 = 0,0962 + 0,2243 = 0,3205  Bước 7: Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 11 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch  Bước 8: X = X37 = X36 // X10 = = ≈ 0,069 Sơ đồ thay đơn giản thứ tự Không Tính dòng ngắn mạch siêu độ I” điểm ngắn mạch: • Vì ngắn mạch pha chạm đất nên: X∆ = X + X = 0,069 + 0,1365 =0,206 m=3 • Sơ đồ phức hợp : • Biến đổi sơ đồ phức hợp dạng đơn giản Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 12 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch Xtd1 = X38 = X24 + X∆ + = 0,2798 + 0,206 + ≈ 0,702 Xtd2 = X39 = X18 + X∆ + = 0,2664 + 0,206 + ≈ 0,669 I = + ≈ 2,92 Dòng ngắn mạch siêu độ là: I = m I = 3.2,92 = 4,398 (kA) Tình áp dòng pha đầu cực máy phát TD xảy ngắn mạch: • Dòng pha đầu cực máy phát TD xảy ngắn mạch: Dòng pha A thành phần thứ tự nghịch : Ia1 = Ia2 = 2,92 Để xác định dòng đầu cực máy phát,trước hết theo sơ đồ thứ tự thuận nghịch xác định dòng thành phần Ia1 Ia2 phía máy phát thủy điện Theo biến đổi sơ đồ thay thứ tự thuận dạng đơn giản trước có sơ đồ dạng tương đối(dạng tdcb) Dòng nhánh thủy điện: Ia1TD = 2,92 ≈ 1,496 Dòng nhánh nhiệt điện: Ia2ND = 2,92 - 1,496 =1,424 Dòng pha A,B,C đầu cực máy phát TD có xét đến tổ đấu dây MBA B3 (tổ đầu dây 11 giờ):  Pha A: I = Ia1TD.(e j30 + e -j30) = 1,496.( + j ) + – j ) Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 13 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch = 0,8311 = (kA)  Pha B: I = Ia1TD.(e j30e j240 + e -j30e j120) = Ia1TD.(e j270 + e j90) = 1,496.(– j) + j) = = (kA)  Pha C: I = Ia1TD.(e j30e j120 + e -j30e j240 ) = Ia1TD.(e j150 + e j210) = 1,496.( – + j – – j ) = – 0,8311 = 0.8311 = I (kA) • Điện áp pha đầu cực máy phát TD xảy ngắn mạch: I = 2,92 Ia1TD = 1,496 Ia2ND = 1,424 X∆ = 0,206 Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 14 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch Phân bố điện áp ngắn mạch Sự phân bố điện áp thành phần ngắn mạch N1 hình Ua1 = jIa1.( X + X ) = j2,92.( 0,069 +0,1365) ≈ j0,6; Ua2 =-jIa1.X = -j.2,92.0,1365 ≈ -j0,399 Ua1F = Ua1 + jIa1TD.X10 = j0,6 + j.1,496.0,088 = j0,732 Ua2F = Ua2 + jIa2TD.X10 = -j0,399 + j.1,424.0,088 = -j0,274 Điện áp pha A,B,C đầu cực máy phát TD có xét đến tổ đấu dây MBA B3 (tổ đầu dây 11 giờ):  Pha A UaF = Ua1F.ej30 + Ua2F.e-j30 = j0,732.( + j ) - j0,274.( - j ) = - 0,503 + j0,397 = = 0,641 Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 15 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch Đổi thành đơn vị có tên kV UaF = 0,641 = 6,661 (kV)  Pha B UbF = Ua1F.ej30.ej240 + Ua2F.e-j30.ej120 =Ua1F.ej270 + Ua2F.e90 = j0,732.(-j) + (-j0,274).(j) = 1,006 Vậy =1.006 Đổi thành đơn vị có tên kV: UbF = 1,006 = 10,455 (kV)  Pha C: UcF = Ua1F.e j30e j120 + Ua2F.e -j30e j240 = Ua1F.e j150 + Ua2F.e j210 = j0,732.( – + j ) + (-j0,274).( – – j ) Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 16 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch = – 0,229 – j0,397 = = 0,458 Đổi thành đơn vị có tên kV UcF (kV) = 0,458 ≈ 4,76 (kV) Kết luận: Dòng áp pha đầu cực ngắn mạch là: I = 0,8311 kA I = kA I = 0,8311 kA UaF =6,661 kV UbF = 10,455 kV UcF = 4,47 kV Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 17 Trường Đại Học Điện Lực [...].. .Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch X34 = X33 + X29 = 0,0746 + 0,1764 = 0,251  Bước 5: X35 = X34 // X25 = = ≈ 0,0962  Bước 6: X36 = X35 + X30 = 0,0962 + 0,2243 = 0,3205  Bước 7: Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 11 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch  Bước 8: X = X37 = X36 // X10 = = ≈ 0,069 Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Không 3 Tính dòng ngắn mạch siêu quá độ I” tại điểm ngắn mạch: • Vì ngắn mạch. .. Lan Anh – Đ2H3 12 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch Xtd1 = X38 = X24 + X∆ + = 0,2798 + 0,206 + ≈ 0,702 Xtd2 = X39 = X18 + X∆ + = 0,2664 + 0,206 + ≈ 0,669 I = + ≈ 2,92 Dòng ngắn mạch siêu quá độ là: I = m I = 3.2,92 = 4,398 (kA) 4 Tình áp và dòng các pha đầu cực máy phát TD khi xảy ra ngắn mạch: • Dòng các pha đầu cực máy phát TD khi xảy ra ngắn mạch: Dòng pha A thành phần thứ tự nghịch... Điện áp các pha đầu cực máy phát TD khi xảy ra ngắn mạch: I = 2,92 Ia1TD = 1,496 Ia2ND = 1,424 X∆ = 0,206 Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 14 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch Phân bố điện áp khi ngắn mạch Sự phân bố điện áp các thành phần khi ngắn mạch N1 như hình trên Ua1 = jIa1.( X + X ) = j2,92.( 0,069 +0,1365) ≈ j0,6; Ua2 =-jIa1.X = -j.2,92.0,1365 ≈ -j0,399 Ua1F = Ua1 + jIa1TD.X10 = j0,6 + j.1,496.0,088... Anh – Đ2H3 13 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch = 0,8311 = (kA)  Pha B: I = Ia1TD.(e j30e j240 + e -j30e j120) = Ia1TD.(e j270 + e j90) = 1,496.(– j) + j) = 0 = (kA)  Pha C: I = Ia1TD.(e j30e j120 + e -j30e j240 ) = Ia1TD.(e j150 + e j210) = 1,496.( – + j – – j ) = – 0,8311 = 0.8311 = I (kA) • Điện áp các pha đầu cực máy phát TD khi xảy ra ngắn mạch: I = 2,92 Ia1TD = 1,496 Ia2ND =... j240 = Ua1F.e j150 + Ua2F.e j210 = j0,732.( – + j ) + (-j0,274).( – – j ) Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 16 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch = – 0,229 – j0,397 = = 0,458 Đổi thành đơn vị có tên kV UcF (kV) = 0,458 ≈ 4,76 (kV) Kết luận: Dòng và áp các pha đầu cực khi ngắn mạch là: I = 0,8311 kA I = 0 kA I = 0,8311 kA UaF =6,661 kV UbF = 10,455 kV UcF = 4,47 kV Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 17 Trường... tổ đấu dây của MBA B3 (tổ đầu dây 11 giờ):  Pha A UaF = Ua1F.ej30 + Ua2F.e-j30 = j0,732.( + j ) - j0,274.( - j ) = - 0,503 + j0,397 = = 0,641 Đỗ Thị Lan Anh – Đ2H3 15 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch Đổi thành đơn vị có tên kV UaF = 0,641 = 6,661 (kV)  Pha B UbF = Ua1F.ej30.ej240 + Ua2F.e-j30.ej120 =Ua1F.ej270 + Ua2F.e90 = j0,732.(-j) + (-j0,274).(j) = 1,006 Vậy =1.006 Đổi thành đơn