BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH

Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH Họ tên: PHẠM VĂN ĐIỆP Lớp: Đ2H2 Đề: Giáo viên hướng dẫn: PGS TS Phạm Văn Hòa Cho sơ đồ HTĐ sau: Thông số: ND1, ND2 TD B1, B2 B3 TN : Sđm = 75MVA; Uđm = 10,5kV; Cosϕ = 0,8; X = X2 = 0,146; TDK : Sđm = 117,7MVA; Uđm = 13,8kV; Cosϕ = 0,85; X = X2 = 0,21; TDK : Sđm = 80MVA; Uđm = 10,5/115kV; 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 ND1 xảy ngắn mạch B NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N(1,1) 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” SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa 4) Xác định áp dòng pha đầu cực máy phát ND1 xảy ngắn mạch A NGẮN MẠCH BA PHA N(3) 1) Chọn Scb = 100MVA Ucb = Utb cấp, ta có sơ đồ thay Giá trị điện kháng tính sau: X = X = X ND1 = X "d Scb 100 = 0,146 ≈ 0,195 SdmF 75 X = X = X B1 = U N % Scb 10,5 100 = ≈ 0,131 100 SdmB 100 80 X = X d = x0 L Scb 100 = 0, 4.23 ≈ 0, 07 Stb2 1152 X = X d = 0, 4.45 100 ≈ 0,136 1152 X = X d = 0, 4.40 100 = 0.121 1152 SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch X NC % = GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa C −T ( X N + X NC − H − X NT − H ) = (11 + 31 − 19) = 11,5% 2 1 X NT % = ( X NC −T + X NT − H − X NC − H ) = (11 + 19 − 31) ≈ 2 1 X NH % = ( X NC − H + X NT − H − X NC −T ) = (31 + 19 − 11) = 19,5 2 X T TN U NT % Scb = =0 100 S dmTN X8 = X C TN U NC % Scb 11,5 100 = = 100 S dmTN 100 125 = 0, 092 l S 80 100 X = X d = x0 2cb = 0, ≈ 0, 03 U tbD 230 X 10 = X B3 = U NB3 % 100 " X 11 = X TD = X dTD Scb 11 100 = = 0, 088 S dmB 100 125 Scb 100 = 0, 21 ≈ 0,178 S dmTD 117, 2) Biến đổi sơ đồ dạng đơn giản Bước 1: Biến đổi tam giác 3, 6, Ta có: → 12, 13, 14 D = x3 + x6 + x7 = 0, 07 + 0,136 + 0,121 = 0,327 X X 0, 07.0,136 = = 0, 029 D 0,327 X X 0, 07.0,121 X 13 = = = 0, 026 D 0,327 X 12 = X 14 = X X 0,136.0,121 = = 0, 05 D 0,327 SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa X 15 = X + X = 0,195 + 0,131 = 0,326 X 16 = X + X = 0,131 + 0,195 = 0,326 X 17 = X + X + X 10 + X 11 = 0, 092 + 0, 03 + 0, 088 + 0,178 = 0,388 Bước 2: SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa X 18 = X 13 + X 16 = 0, 026 + 0,326 = 0,352 X 19 = X 14 + X 17 = 0, 05 + 0,388 = 0, 438 Bước 3: Biến đổi 12, 18, 19 X 20 = X 12 + X 18 + → tam giác thiếu 20, 21 X 12 X 18 X 19 SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch = 0, 029 + 0,352 + X 21 = X 12 + X 19 + GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa 0, 029.0,352 = 0, 404 0, 438 X 12 X 19 X 18 = 0, 029 + 0, 438 + 0, 029.0, 438 = 0,503 0,352 Bước 4: X 15 X 20 X 20 + X 20 0,326.0, 404 = ≈ 0,18 0,326 + 0, 404 X 22 = X 15 // X 20 = Ta được: sơ đồ đơn giản cần tìm 3) Tính dòng ngắn mạch t = 0,2 (s) *) Nhánh thủy điện SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch X ttTD = x21 I dmTD = GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa SdmTD 117, = 0,503 ≈ 0,592 Scb 100 SdmTD 117, = ≈ 0, 296 3.U tbNM 3.230 Tra đường cong tính toán ta * ITD (0, 2) ≈ 1, ⇒ ITD = 1, 7.0, 296 = 0,503 (kA) *) Nhánh nhiệt điện S dmND 2.75 = 0,18 = 0, 27 Scb 100 SdmND 2.75 = = ≈ 0, 377 3.U tbNM 3.230 X ttND = x22 I dmND Tra đường cong tính toán ta * I ND (0, 2) = 2,9 ⇒ I ND (0, 2) = 2,9.0,377 = 1, 093( kA) Vậy dòng ngắn mạch t = 0,2 (s) I N (0, 2) = ITD (0, 2) + I ND (0, 2) = 0,503 + 1, 093 = 1,596(kA) 4) Tính áp dòng đầu cực máy phát ND1 xảy ngắn mạch ' I ND = I ND (0, 2) x20 0, 404 = 1, 093 ≈ 0, 605( kA) x15 + x20 0,326 + 0, 404 '' ' I ND = I ND K B1 = 0, 605 115 = 6, 625(kA) 10,5 SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch U ND GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa '' '' 6, 625 I ND I ND 0,131.10,5 ≈ 0,158( kV ) = x2 U dm = x2 U dm = 100 Scb I cb 3.10,5 3U tb B NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N(1,1) 1) Chọn Scb = 100 MVA, Ucb = Utb cấp, lập sơ đồ thay thứ tự Thuận, Nghịch, Không *) Sơ đồ thay thứ tự thuận: Tương tự sơ đồ thay ngắn mạch ba pha SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa *) Sơ đồ thay thư tự nghịch: Vì X = X nên sơ đồ thay thứ tự nghịch giống sơ đồ thứ tự thuận, khác sức điện động nối tắt *) Sơ đồ thay thứ tự không Tính lại điện kháng cho đường dây tính thêm cho MBA TN phía hạ áp sau: XD1’ = X3’ = 3,5.X3 = 3,5.0,136 = 0,476 XD2’ = X4’ = 3,5.X4 = 3,5.0,07 = 0,245 SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa XD3’ = X5’ = 3,5.X5 = 3,5.0,121 = 0,424 XD4’ = X9’ = 3,5.X9 = 3,5.0,0378 = 0,105 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: Vì sơ đồ thay thứ tự Nghịch giống sơ đồ thay thứ tự Thuận nên ta biến đổi tương tự biến đỏi đơn giản ngắn mạch ba pha có kết sau: Vì sức điện động nên ta ghép song song hai nhánh NĐ TĐ ta được: Sơ đồ thay đơn giản thứ tự Nghịch X ∑2 = X 24 = X 21 // X 22 = X 21 X 22 0,18.0.503 = ≈ 0,133 X 21 + X 22 0,18 + 0,503 *) Sơ đồ thay đơn giản thứ tự Không SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực 10 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa Bước 1: X 25 = X + X 9' + X 10 = 0, 09 + 0,105 + 0, 088 = 0, 283 Bước 2: X 26 = X 23 // X 25 = X 23 X 25 0,156.0, 283 = ≈ 0,101 X 23 + X 25 0,156 + 0, 283 Biến đổi tam giác 3', 6', → 27, 28, 29 Ta có: D = x3' + x6' + x7 ' = 0, 245 + 0, 476 + 0, 424 = 1,145 SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực 11 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch X 27 = X 28 = X 29 = X 3' X 6' D X 3' X 7' D X 6' X ' D = 0, 245.0, 476 ≈ 0,102 1,145 = 0, 245.0, 424 ≈ 0, 091 1,145 = 0, 476.0, 424 ≈ 0,176 1,145 GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa Bước 3: X 30 = X + X 28 = 0,131 + 0, 091 = 0, 222 X 31 = X 26 + X 29 = 0,101 + 0,176 = 0, 277 Bước 4: SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực 12 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa Biến đổi 27, 30, 31 → tam giác thiếu 32, 33 X 27 X 30 0,102.0, 222 = 0,102 + 0, 222 + ≈ 0, 406 X 31 0, 277 X X 0,102.0, 277 = X 27 + X 31 + 27 31 = 0,102 + 0, 277 + ≈ 0,506 X 30 0, 222 X 32 = X 27 + X 30 + X 33 Bước 5: X 34 = X // X 32 = X X 32 0,131.0, 406 = = 0, 099 X + X 32 0,131 + 0, 406 Bước 6: SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực 13 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa Bước 7: Sơ đồ thay đơn giản thứ tự Không X 0∑ = X 35 = X 33 // X 34 = X 33 X 34 0, 506.0, 099 = ≈ 0, 083 X 33 + X 34 0,506 + 0, 099 3) Tính dòng ngắn mạch siêu độ I" điểm ngắn mạch: Vì ngắn mạch hai pha chạm đất nên: X 2∑ X 0∑ 0,133.0, 083 X∆ = ∑ = ≈ 0, 051 ∑ X + X 0,133 + 0, 083 m (1,1) X 2∑ X 0∑ 0,133.0, 083 = − ∑ = − ≈ 1,513 ( X + X 0∑ ) (0,133 + 0, 083) Sơ đồ phức hợp SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực 14 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa Tiếp tục biến đổi sơ đồ dạng đơn giản X td = X 35 = X 22 + X ∆ + X 22 X ∆ 0,18.0, 051 = 0,18 + 0, 051 + ≈ 0, 249 X 21 0,503 X td = X 36 = X 21 + X ∆ + X 21 X ∆ 0, 503.0, 051 = 0,503 + 0, 051 + ≈ 0, 697 X 22 0,18 ⇒ I a''1 = ( 1 + ) ≈ 5, 451 0, 249 0, 697 Vậy dòng ngắn mạch siêu độ là: I N'' = m (1,1) I a''1 Scb 3U tb = 1,513.5, 451 100 ≈ 2, 07(kA) 3.230 4) Tính áp dòng pha đầu cực máy phát ND1 xảy ngắn mạch: *) Dòng pha đầu cực máy phát ND1 xảy ngắn mạch X 2∑ 0,133 ⇒ I = − I = − 5, 451 ≈ −3,356 Ia1 = 5,451 a2 a1 X 2∑ + X 0∑ 0,133 + 0, 083 Thuận Nghịch 0,503 0, 503 I aND ≈ −2, 472 I aND = 5, 451 ≈ 4, 014 = −3,356 0,18 + 0,503 0,18 + 0,503 Dòng nhánh phía nhiệt điện thứ tự thuận: X 20 0, 404 I a1ND1 = I a1ND = 4, 014 ≈ 2, 221 X 20 + X 15 0, 404 + 0,326 SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực 15 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa Dòng nhánh phía nhiệt điện thứ tự nghịch: X 0∑ 0, 083 ND1 I a ND1 = −I a1 ∑ = − 2, 221 ≈ −0,853 X + X 2∑ 0, 083 + 0,133 Dòng pha A, B, C đầu cực máy phát ND1 có xét đến tổ đấu dây MBA B3 tổ đấu dây 11 là: Pha A: I AND1 = I a1ND1 e j 30 + I a ND1 e − j 30 = = 2, 221( 3 + j ) + ( −0,853).( −j ) 2 2 ≈ 1,185 + j1,537 | I AND1 |= 1,1852 + 1, 537 ≈ 1,941 ND Dạng đơn vị có tên: I A (kA) = 1,941 100 ≈ 10, 673(kA) 3.10,5 Pha B: I BND1 = I a1ND1 e j 30 e j 240 + I a ND1 e − j 30 e j120 = = 2, 221.(− j ) + (−0,853) j = = − j.3, 074 | I BND1 |= 02 + (−3, 074) = 3, 074 ND Dạng đơn vị có tên: I B ( kA) = 3, 074 100 ≈ 16,903( kA) 3.10,5 Pha C: I CND1 = I a1ND1 e j 30 e j120 + I a ND1 e − j 30 e j 240 = = 2, 221.(− 3 + j ) + (−0,853).(− − j )= 2 2 ≈ −1,185 + j1,537 | I CND1 |= ( −1,185) + 1,537 ≈ 1,941 ND Dạng đơn vị có tên: I C (kA) = 1,941 SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 100 ≈ 10, 673(kA) 3.10,5 Trường Đại Học Điện Lực 16 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa *) Áp pha đầu cực máy phát ND1 xảy ngắn mạch Giá trị điện áp vị trí tính sau: U a1 = j.I a1 X ∆ = j.5, 451.0, 051 = j.0, 278 U a = U a1 = j.0, 278 U a1F = U a1 + j.I a1ND1 X = j.0, 278 + j.2, 221.0,131 ≈ j.0,567 U a F = U a + j.I a ND1 X = j.0, 278 + j.(−0,853).0,131 ≈ j.0,166 U aF = U a1F e j 30 + U a F e − j 30 = j.0,567.( 3 + j ) + j.0,166.( −j ) 2 2 ≈ −0, 201 + j.0, 635 | U aF |= (−0, 201) + 0, 6352 ≈ 0, 666 Dạng đơn vị có tên: U aF = 0, 666 10,5 ≈ 4, 037( kV ) U bF = U a1F e j 30 e j 240 + U a F e − j 30 e j120 = j.0,567.( − j ) + j.0,166.( j ) = 0, 401 | U bF |= 0, 4012 + = 0, 401 Dạng đơn vị có tên: U bF = 0, 401 10,5 ≈ 2, 431( kV ) U cF = U a1F e j 30 e j120 + U a F e − j 30 e j 240 = j.0,567.(− 3 + j ) + j.0,166.(− −j ) 2 2 ≈ −0, 201 − j.0, 635 | U cF |= ( −0, 201) + ( −0, 635) ≈ 0, 666 Dạng đơn vị có tên: U cF = 0, 666 SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 10,5 ≈ 4, 037( kV ) Trường Đại Học Điện Lực 17 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa Tóm lại : Khi bình thường : I a = I b = I c = 75 ≈ 4,124(kA) 3.10,5 10,5 ≈ 6, 062 I aN = I cN = 10, 673( kA) ; I bN = 16,903(kA) U aN = U cN = 4, 037(kV ) ; U bN = 2, 431( kV ) U a = Ub = Uc = Khi ngắn mạch : SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực 18 [...].. .Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa Bước 1: X 25 = X 8 + X 9' + X 10 = 0, 09 + 0,105 + 0, 088 = 0, 283 Bước 2: X 26 = X 23 // X 25 = X 23 X 25 0,156.0, 283 = ≈ 0,101 X 23 + X 25 0,156 + 0, 283 Biến đổi tam giác 3', 6', 7 → sao 27, 28, 29 Ta có: D = x3' + x6' + x7 ' = 0, 245 + 0, 476 + 0, 424 = 1,145 SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực 11 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch. .. 0,131 + 0, 406 Bước 6: SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực 13 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa Bước 7: Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Không X 0∑ = X 35 = X 33 // X 34 = X 33 X 34 0, 506.0, 099 = ≈ 0, 083 X 33 + X 34 0,506 + 0, 099 3) Tính dòng ngắn mạch siêu quá độ I" tại điểm ngắn mạch: Vì ngắn mạch hai pha chạm đất nên: X 2∑ X 0∑ 0,133.0, 083 X∆ = ∑ = ≈ 0, 051 ∑ X... Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực 14 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa Tiếp tục biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản X td 1 = X 35 = X 22 + X ∆ + X 22 X ∆ 0,18.0, 051 = 0,18 + 0, 051 + ≈ 0, 249 X 21 0,503 X td 2 = X 36 = X 21 + X ∆ + X 21 X ∆ 0, 503.0, 051 = 0,503 + 0, 051 + ≈ 0, 697 X 22 0,18 ⇒ I a''1 = ( 1 1 + ) ≈ 5, 451 0, 249 0, 697 Vậy dòng ngắn mạch siêu quá độ là: I N'' = m (1,1)... −1,185) 2 + 1,537 2 ≈ 1,941 ND Dạng đơn vị có tên: I C 1 (kA) = 1,941 SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 100 ≈ 10, 673(kA) 3.10,5 Trường Đại Học Điện Lực 16 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa *) Áp các pha tại đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch Giá trị điện áp các vị trí được tính như sau: U a1 = j.I a1 X ∆ = j.5, 451.0, 051 = j.0, 278 U a 2 = U a1 = j.0, 278 U a1F = U a1 + j.I a1ND1... SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 10,5 ≈ 4, 037( kV ) 3 Trường Đại Học Điện Lực 17 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa Tóm lại : Khi bình thường : I a = I b = I c = 75 ≈ 4,124(kA) 3.10,5 10,5 ≈ 6, 062 3 I aN = I cN = 10, 673( kA) ; I bN = 16,903(kA) U aN = U cN = 4, 037(kV ) ; U bN = 2, 431( kV ) U a = Ub = Uc = Khi ngắn mạch : SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực 18 ... 0,176 1,145 GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa Bước 3: X 30 = X 4 + X 28 = 0,131 + 0, 091 = 0, 222 X 31 = X 26 + X 29 = 0,101 + 0,176 = 0, 277 Bước 4: SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực 12 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa Biến đổi sao 27, 30, 31 → tam giác thiếu 32, 33 X 27 X 30 0,102.0, 222 = 0,102 + 0, 222 + ≈ 0, 406 X 31 0, 277 X X 0,102.0, 277 = X 27 + X 31 + 27 31 = 0,102... + 0,503 0,18 + 0,503 Dòng nhánh phía nhiệt điện 1 thứ tự thuận: X 20 0, 404 I a1ND1 = I a1ND = 4, 014 ≈ 2, 221 X 20 + X 15 0, 404 + 0,326 SV: Phạm Văn Điệp - Đ2H2 Trường Đại Học Điện Lực 15 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa Dòng nhánh phía nhiệt điện 1 thứ tự nghịch: X 0∑ 0, 083 ND1 I a 2 ND1 = −I a1 ∑ = − 2, 221 ≈ −0,853 X 0 + X 2∑ 0, 083 + 0,133 Dòng trên các pha A, B, C đầu cực... 697 Vậy dòng ngắn mạch siêu quá độ là: I N'' = m (1,1) I a''1 Scb 3U tb = 1,513.5, 451 100 ≈ 2, 07(kA) 3.230 4) Tính áp và dòng các pha đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch: *) Dòng các pha tại đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch X 2∑ 0,133 ⇒ I = − I = − 5, 451 ≈ −3,356 Ia1 = 5,451 a2 a1 X 2∑ + X 0∑ 0,133 + 0, 083 Thuận Nghịch 0,503 0, 503 I aND ≈ −2, 472 I aND = 5, 451 ≈ 4, 014 2 = −3,356