BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH

Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH Họ tên: Phạm Thanh Huyền Lớp: Đ3H1 Đề:1 Giáo viên hướng dẫn: PGS TS Phạm Văn Hòa Cho sơ đồ HTĐ sau: Thông số: NĐ1, NĐ2 TĐ B1, B2 B3 TN : Sđm = 117,5MVA; Uđm = 10,5kV; Cosϕ = 0,85; X = X2 = 0,1593;TDK : Sđm = 176,5MVA; Uđm = 15,75kV; Cosϕ = 0,85; X = X2 = 0,25; TDK : Sđm = 125MVA; Uđm = 10,5/115kV; UN% = 10,5%; : Sđm = 200MVA; Uđm = 15,75/242kV; UN% = 11%; : Sđm = 200MVA; Uđm = 230/121/15,75kV; U = 11%; U = 32%; U = 20%; D1: 45km; D2: 23km; D3: 40km; D4: 120km; 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 thế; 2) Biến đổi sơ đồ dạng đơn giản; 3) Tính dòng ngắn mạch t = 0,2sec; 4) Xác định áp dòng đầu cực máy phát NĐ1 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; Phạm Thanh Huyền Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch 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 NĐ1 xảy ngắn mạch Phạm Thanh Huyền Đ3H1 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: XND1 =X1=X’’dND1.=0,1593.≈0,1356 XB1=X2= =.=0,084 XD1=X6=x0.lD1 =0,4.45 ≈0,136 XD2=X3=x0.lD2 =0,4.23 ≈0,07 XD3=X7=x0.lD3 =0,4.40 ≈0,121 XB2=X4= = =0,084 XND2=X5=X’’d ND2 =0,1593 ≈0,1356 U TN%= (U + U - U )= (11 + 32 - 20)=11,5% U TN%= (U + U - U)= (11 + 20 - 32)≈0% U TN%= (U + U - U)= (32 + 20 - 11)=20,5% X= ≈0 X8= X= = =0,0575 X9= XD4=x0 =0,4 ≈0,0454 Phạm Thanh Huyền Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch X10= XB3= = =0,055 X11= XTD= X’’d TD =0,25 ≈0,142 2) Biến đổi sơ đồ dạng đơn giản • Bước 1: X13 = X1 + X2 = 0,1356+ 0,084 = 0,2196 Biến đổi ∆ 3, 6, thành 14, 15, 16 D = X3 + X6 + X7 = 0,07 + 0,136 + 0,121 = 0,327 X = = = 0,029 X = = = 0,026 X16 = = = 0,05 X = X + X = 0,084 + 0,1356 = 0,2196 X18 = X8 + X9 +X +X = 0,0575 + 0,0454 +0,055 + 0,142 = 0,2999 • Bước 2: Phạm Thanh Huyền Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch X = X + X = 0,026 + 0,2196 = 0,2456 X = X + X = 0,05 + 0,2999 = 0,3499 • Bước 3: * Biến đổi Y 14,19,20 ∆ thiếu 21,22 X = X + X + = 0,029 + 0,2456 + = 0,295 X = X + X + = 0,029 + 0,3499 + = 0.42 Bước 4: Phạm Thanh Huyền Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch X = X // X = = = 0,126 Sơ đồ thay đơn giản 3) Tính dòng ngắn mạch t = 0,2s • Nhánh nhiệt điện: Xtt ND = X23 = 0,126 ≈ 0,2961 • Iđm ND = = ≈ 1,18 (kA) Tra đường cong tính toán được: I(0,2) ≈ 2,21 ⇒ IND(0,2) = 2,21.1,18≈ 2,61(kA) • Nhánh thủy điện: Xtt TD = X22 = 0,42 ≈ 0,7413 Iđm TD = = ≈ 0,886 (kA) Tra đường cong tính toán I(0,2) ≈ 1,38 ⇒ I(0,2) = 1,38.0,886 = 0,223 (kA) Vậy ta có dòng ngắn mạch t = 0,2s là: IN(0,2) = IND(0,2) + ITD(0,2) = 2,61 + 0,223 = 2,833 (kA) 4) Xác định áp dòng đầu cực máy phát ND1 xảy ngắn mạch • Dòng đầu cực máy phát ND1 xảy ngắn mạch: I + I = I = 2,61 (kA) I.X = INM ND = 2,61 = 0,329 (kV) Phạm Thanh Huyền Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch ⇒ I = = 1,496 (kA) Vậy ta có: I = 0,1496 = 16,384 (kA) • Áp đầu cực máy phát ND1 xảy ngắn mạch: Ta có: I = 1,496 = 2,98 (kV) U = I.X = 2,98.0,084≈ 0,25 (kV) ⇒ U = U U = 0,25.10,5 = 2,625 (kV) B NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N(1,1) Phạm Thanh Huyền Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch 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 *) 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 Phạm Thanh Huyền Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch *) 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 Phạm Thanh Huyền Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch 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 Phạm Thanh Huyền Đ3H1 10 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch 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 Phạm Thanh Huyền Đ3H1 11 Trường Đại Học Điện Lực 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 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 Phạm Thanh Huyền Đ3H1 12 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch Bước 4: 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: Phạm Thanh Huyền Đ3H1 13 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch X 34 = X // X 32 = X X 32 0,131.0, 406 = = 0, 099 X + X 32 0,131 + 0, 406 Bước 6: 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∑ 0,133 + 0, 083 m (1,1) X 2∑ X 0∑ 0,133.0, 083 = − ∑ = − ≈ 1,513 ∑ (X2 + X0 ) (0,133 + 0, 083) Sơ đồ phức hợp Phạm Thanh Huyền Đ3H1 14 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch Tiếp tục biến đổi sơ đồ dạng đơn giản X td = X 35 = X 22 + X ∆ + X td = X 36 = X 21 + X ∆ + ⇒ I a''1 = ( X 22 X ∆ 0,18.0, 051 = 0,18 + 0, 051 + ≈ 0, 249 X 21 0,503 X 21 X ∆ 0,503.0, 051 = 0,503 + 0, 051 + ≈ 0, 697 X 22 0,18 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 Phạm Thanh Huyền Đ3H1 100 ≈ 2, 07(kA) 3.230 15 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch 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 = −5, 451 ≈ −3,356 Ia1 = 5,451 ⇒ I a = − I a1 ∑ ∑ X2 + X0 0,133 + 0, 083 Thuận Nghịch 0,503 0,503 I aND ≈ −2, 472 I aND ≈ 4, 014 = −3,356 = 5, 451 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 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: Phạm Thanh Huyền Đ3H1 16 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch 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 |= + ( −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) = 1,941 100 ≈ 10, 673(kA) 3.10,5 *) 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 Phạm Thanh Huyền Đ3H1 17 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch | 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 30e 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 10,5 ≈ 4, 037( kV ) 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 : Phạm Thanh Huyền Đ3H1 18 Trường Đại Học Điện Lực [...].. .Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch 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 Phạm Thanh Huyền Đ3H1 11 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch X 27 = X 28 = X... Huyền Đ3H1 12 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch Bước 4: 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, 277 + ≈ 0,506 X 30 0, 222 X 32 = X 27 + X 30 + X 33 Bước 5: Phạm Thanh Huyền Đ3H1 13 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch X 34 = X 2 // X 32 = X 2 X 32 0,131.0,... 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 2 + X 0∑ 0,133 + 0, 083 m (1,1) X 2∑ X 0∑ 0,133.0, 083 = 3 1 − ∑ = 3 1 − ≈ 1,513 ∑ 2 (X2 + X0 ) (0,133 + 0, 083) 2 Sơ đồ phức hợp Phạm Thanh Huyền Đ3H1 14 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch Tiếp tục biến đổi sơ đồ về dạng đơn... 697 X 22 0,18 1 1 + ) ≈ 5, 451 0, 249 0, 697 Vậy dòng ngắn mạch siêu quá độ là: I N'' = m(1,1) I a''1 Scb 3U tb = 1,513.5, 451 Phạm Thanh Huyền Đ3H1 100 ≈ 2, 07(kA) 3.230 15 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch 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 = −5, 451 ≈ −3,356 Ia1 = 5,451 ⇒ I a... −j ) 2 2 2 2 ≈ 1,185 + j1,537 | I AND1 |= 1,1852 + 1,537 2 ≈ 1,941 ND Dạng đơn vị có tên: I A 1 (kA) = 1,941 100 ≈ 10, 673( kA) 3.10,5 Pha B: Phạm Thanh Huyền Đ3H1 16 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch I BND1 = I a1ND1 e j 30 e j 240 + I a 2 ND1 e − j 30 e j120 = = 2, 221.(− j ) + (−0,853) j = = − j.3, 074 | I BND1 |= 0 2 + ( −3, 074) 2 = 3, 074 ND Dạng đơn vị có tên: I B 1 ( kA) = 3,... 278 + j.(−0,853).0,131 ≈ j.0,166 U aF = U a1F e j 30 + U a 2 F e − j 30 = j.0,567.( 3 1 3 1 + j ) + j.0,166.( −j ) 2 2 2 2 ≈ −0, 201 + j.0, 635 Phạm Thanh Huyền Đ3H1 17 Trường Đại Học Điện Lực Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch | U aF |= ( −0, 201) 2 + 0, 6352 ≈ 0, 666 Dạng đơn vị có tên: U aF = 0, 666 10,5 ≈ 4, 037( kV ) 3 U bF = U a1F e j 30 e j 240 + U a 2 F e − j 30 e j120 = j.0,567.( − j ) + j.0,166.( j )... (−0,853).(− − j )= 2 2 2 2 ≈ −1,185 + j1,537 | I CND1 |= ( −1,185) 2 + 1,537 2 ≈ 1,941 ND Dạng đơn vị có tên: I C 1 (kA) = 1,941 100 ≈ 10, 673(kA) 3.10,5 *) 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 X 2 = j.0, 278 + j.2, 221.0,131 ≈ j.0,567 U a 2 F =... 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 : Phạm Thanh Huyền Đ3H1 18 Trường Đại Học Điện Lực