Bài tập dài - Ngắn mạch.Doc

Bài tập dài Ngắn Mạch BÀI TẬP DÀI: NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN A.Tính thơng số sơ đồ hệ đơn vị tương đối Chọn: Scb = SH = 2500 MVA Ucb = Utb Ta có bảng Utb cấp điện áp: Cấp điện áp (kV) 220 110 10,5 Utb (kV) 230 115 11 Nhánh hệ thống Coi tổn thất nhánh hệ thống không đổi nên sơ đồ thay nhánh hệ thông gồm góp U H*( cb ) = U U H 220 tb X HT = X N = = 230 =1 230 Scb 2500 = = 0,71 SN 3500 2.Đường dây kép Scb = ×0,4 ×95 ×2500 = 0,898 220 2 230 ( U tb ) X D2 = ×x ×l × Máy biến áp pha U N U N U N 0 ( ) C= 1 ⋅ U N 0 CT + U N 0 CH − U N 0 TH = ⋅ (11 + 32 − 20 ) = 11,5 0 2 T= 1 ⋅ U N 0 CT + U N 0 TH − U N 0 CH = ⋅ (11 + 20 − 32) = −0,5 0 ≈ 0 2 H = 1 ⋅ U N 0 TH + U N 0 CH − U N 0 CT = ⋅ ( 20 + 32 − 11) = 20,5 0 2 0 ( ) ( ) Và: C 11,5 2422 2500 U U S Nđm0 cb X C*( cb ) = 100 × × 220 = 100 × 100 ×2302 = 3,182 Sđm U cb H 20,5 2422 2500 U U S Nđm0 cb X H*( cb ) = 100 × × 220 = 100 × 100 ×2302 = 5,673 Sđm U cb X ( )=0 T * cb SVTH: Lê Đình Toản Bài tập dài Ngắn Mạch điện kháng đoạn trung áp xấp xỉ không nên ta co thể bỏ qua nhánh trung MBA pha Máy biến áp pha U Nđm0 ×U cb × S = 10,5 ×1212 ×2500 = 3,06 = X B*( cb ) 100 100 95 1152 Sđm U110 cb Kháng điện X K *( cb ) = X K 100 ⋅ U đm ⋅ I đm ⋅ I cb ⋅ U 10, = cb X K 100 ⋅ U đm ⋅ I đm I U cb 10, cb đó: I cb = Scb = 10,5 ×U cb 2500 = 131,21 ×11 vậy: X K*( cb) 10,5 131,21 = X K ×U đm × I cb = × × = 1,54 10,5 100 I đm U cb 100 6,5 11 Máy phát điện Các máy phát điện làm việc chế độ định mức công suất định mức máy phát: cos φ = 0,8 ⇒ sin φ = 0,6 P đm = 80 = 100MVA Sđm = cos ϕ 0,8 Các máy phát đặt có cấp điện áp 10,5kV nên có: U đm × Scb = 0,16 ×10,52 ×2500 = 3,644 = = = × X F1*( cb ) X F2*( cb) X F3*( cb ) X 100 112 Sđm U10,5 cb '' d Sức điện động MF là: E '' ~ = cos ϕ + ( sin ϕ + X '' d ) = 0,82 + ( 0,6 + 0,16 ) = 1,103 Từ thơng số tính tốn ta có sơ đồ thay tồn hệ thống: SVTH: Lê Đình Toản Bài tập dài Ngắn Mạch B Tính trị số dịng ngắn mạch siêu q độ ban đầu I”(0) phương pháp đại số Ngắn mạch N3 Vì ngắn mạch đầu cực máy phát nên MF ghép chung với MF MF Như sơ đồ thay ta gồm nhóm: Nhóm MF 1, nhóm hệ thống, nhóm MF S¬ đồ biến đổi: SVTH: Lê Đình Toản Bài tập dài Ngắn Mạch Các thông số biến đổi sơ đồ: X1=XD/2+XHT = 0,898+0,71 =1,608 MBA pha có: XC =X2 = 3,31 XH = X4 = 5,9 SVTH: Lê Đình Toản Bài tập dài Ngắn Mạch MBA pha có: XC =X3 = 3,31 XH = X5 = 5,9 XB + XF3 = X8 = 3,022+3,79=6,812 XF1 = X6 = 3,79 XF2 = X7 = 3,79 XF3 = 3,79 -Biến đổi từ hình sang hình 2: Biến đổi ∆(X4,XK,X5) ⇒ Y(X9,X10,X11) 5,9.5,9 X ×X X = + +5 = 5,9 + 5,9 + 1,54 = 2,609 X X5 XK X ×X K = 5,9.1,54 = 0,681 X + X + X K 5,9 + 5,9 + 1,54 5,9.1,54 X ×X X11 = + K + = 5,9 + 5,9 + 1,54 = 0,681 X4 X5 XK X10 = -Biến đổi từ hình sang hình 3: X12 = X1nt ( X / / X ) = 1,608 + 3,31 / = 3,263 -Biến đổi từ hình sang hình 4: Biến đổi Y(X8,X9,X12) ⇒ ∆ thiếu(X13,X14) 2,609.3,263 X ×X X13 = X + X12 + 12 = 2,609 + 3,263 + 6,812 = 7,12 X8 X ×X = 2,609 + 6,812 + 2,609.6,812 = 14,868 3,263 X12 X15 = X + X11 = 3,79 + 0,681 = 4,471 X14 = X + X + -Biến đổi từ hình sang hình 5: Ghép nhánh song song có nguồn chứa X14, X15: 14,868.4,471 X ×X X16 = 14+ 15 = 14,868 + 4,471 = 3,437 X14 X15 -Biến đổi từ hình sang hình 6: Biến đổi Y(X10,X13,X16) ⇒ ∆ thiếu (X17,X18) X10 ×X13 = 0,681 + 7,12 + 0,681.7,12 = 9,211 = + + X17 X10 X13 3,437 X16 X18 = X10 + X16 + X10 ×X16 = 0,681 + 3,437 + 0,681.3,437 = 4,447 7,12 X13 Sau biến đổi ta có sơ đồ gồm nhóm: SVTH: Lê Đình Toản Bài tập dài Ngắn Mạch Với phương pháp giải tích ta tiến hành ghép song song nhóm có nguồn sau: X19 = SVTH: Lê Đình Toản X ×X18 = 3,79.4,447 = 2,046 X + X18 3,79 + 4,447 Bài tập dài Ngắn Mạch X19 ×X17 = 2,046.9,211 = 1,674 X19 + X17 2,046 + 9,211 × + " × '' = U H X19 E ~ X17 = ×2,046 + 1,103 ×9,211 = 1,084 E đt 2,046 + 9,211 X19 + X17 X đt = Vậy: '' E đt = 1,084 = 0,648 I N3 = X đt 1,674 '' Dòng ngắn mạch hệ đơn vị có tên là: I N3 = I N3*(cb).I cb = I N3*(cb) " " " Scb = 0,648 × 2500 = 85,03kA 10,5 3.U cb 3.11 Ngắn mạch N2 Vì ngắn mạch N2 ngắn mạch đối xứng nên ta gập đôi sơ đồ, điện kháng cuộn kháng coi xấp xỉ không (bỏ qua).Ta biến đổi sơ đồ sau: Sơ đồ: Trong XC/2 = 3,31/2 = 1,655 XH/2 = 5,9/2 = 2,95 XF/2 = 3,79/2 = 1,895 SVTH: Lê Đình Toản Bài tập dài Ngắn Mạch Edt '' U H X1 N2 X dt N2 X4 E''~ (Hình 4) (Hình 5) -Biến đổi từ hình sang hình 3: X1 = X D/2 + X C/2 + X HT = 0,898 + 1,655 + 0,71 = 3,263 X = X H/2 + X F/2 = 2,95 + 1,895 = 4,845 X = X B + X F = 3,06 + 3,79 = 6,85 -Biến đổi từ hình sang hình 4: Biến đổi nhánh song song có nguồn X2 X3 SVTH: Lê Đình Toản Bài tập dài Ngắn Mạch X4 = X ×X = 4,845 ×6,85 = 2,838 X + X 4,845 + 6,85 -Biến đổi từ hình sang hình 5: Biến đổi nhánh song song có nguồn X1, X4 × 3,263 ×2,838 X đt = X1+X = 3,263 + 2,838 = 1,518 X1 X E đt = X1 ×E" ~ + X ×U H = 3,263 ×1,103 + 2,838 ×1 = 1,055 3,263 + 2,838 X1 + X Vậy dòng điện ngắn mạch N2: '' E đt = 1,055 = 0,695 I N2 = X đt 1,518 '' Dòng ngắn mạch hệ đơn vị có tên là: I N = I N 2*(cb).I cb = I N 2*(cb) " " " Scb = 0,695 × 2500 = 8,722kA 110 3.U cb 3.115 Ngắn mạch N1 Vì ngắn mạch N1 ngắn mạch đối xứng nên ta gập đôi sơ đồ, điện kháng cuộn kháng coi xấp xỉ không (bỏ qua).Ta biến đổi sơ đồ sau: Sơ đồ: SVTH: Lê Đình Toản Bài tập dài Ngắn Mạch Trong : X1 = X D/2 + X HT = 0,898 + 0,71 = 1,608 X = X C/2 + =1,655 + (X H/2 + X F/2) ×(X B + X F) (X H/2 + X F/2) + (X B + X F) (2,95 + 1,895) ×(3,06 + 3,79) = 4,493 (2,95 + 1,895) + (3,06 + 3,79) × 1,608 ×4,493 X đt = X1+X = 1,608 + 4,493 = 1,184 X1 X " 1,608 ×1,103 + 4,493 ×1 X ×E ~ + X ×U H = = 1,027 E ''đt = 1,608 + 4,493 X1 + X Vậy dòng điện ngắn mạch N1: '' '' = E đt = 1,027 = 0,867 I N1 X đt 1,184 Dòng ngắn mạch hệ đơn vị có tên là: I N1 = I N1*(cb).I cb = I N1*(cb) " " " Scb = 0,867 × 2500 = 5,44kA 220 3.U cb 3.230 C.Sử dụng đường cong tính tốn tính trị số dịng q độ t = 0; 0,2; ∞ Ngắn mạnh N3 SVTH: Lê Đình Toản 10 Bài tập dài Ngắn Mạch Sử dụng số liệu phần trước, chia sơ đồ thành nhóm: nhóm MF 2-3(X2), nhóm MF 1(X3) nhóm HT(X1) X1 = X17 = 9,211 X3 = X6 = 3,79 X2 = X18 =4,447 BiÕn đổi điện kháng điện kháng tính tốn: X itt = X i*( cb ) ⋅ S đmi S cb Ta có: 2500 Sđm1 = 2500 ⇒ X1tt = 9,211 × = 9,211 2500 200 = 0,356 2600 Sđm2 = 200 ⇒ X2tt = 4,447 × Sđm3 = 100 ⇒ X3tt = 3,79 × 100 = 0,152 2500 Tra bảng: Vì X1tt = 9,211> nên ta khơng sử dụng bảng mà tính sau I”N1tt (0) = I”N1tt(0,2) = I”N1tt(∞) = = 0,109 9,211 I”N2tt(0,2) = 2,41 I”N2tt(∞) =2,15 ; I”N2tt(0) = 2,9 I”N3tt(0,2) = 4,2 I”N3tt(∞) = 2,7 ; I”N3tt(0) = 6,8 Tính dịng ngắn mạch tổng t: I ( t ) = I ( t ) I " " N 1tt + I 2tt ( t ) I đm + I 3tt ( t ) I đm3 " đm1 với SVTH: Lê Đình Toản 11 " Bài tập dài Ngắn Mạch I đm1 = I đm2 = I đm3 = Sđm1 = 2500 = 131,216 3.U tb 3.11 Sđm2 = 200 = 10,497 3.U tb 3.11 Sđm3 = 100 = 5,249 3.U tb 3.11 vậy: I’’N(0,2) = 0,109.131,216+2,41.10,497 +4,2 5,249 = 61,65 kA I’’N(∞) = 0,109.131,216+2,15 10,497 +2,7 5,249 = 51,04 kA I’’N(0) = 0,109.131,216+2,9 10,497 +6,8 5,249 = 80,44kA Ngắn mạch N2 Sử dụng sơ đồ phần trước, chia sơ đồ thành nhóm: nhóm hệ thống nhóm MF Trong đó: X1 = 3,065 E’’~ = 1,103 X2 = X4= 2,831; UH =1 Biến đổi điện kháng điện kháng tính tốn: X itt = ta có: 2500 Sđm1 = 2500 ⇒ X1tt = 3,065 × =3,065 2500 Sđm2 = 300 300 = 0,581 2500 ⇒ X2tt = 4,845 × SVTH: Lê Đình Toản 12 X i*( cb ) ⋅ S đmi S cb Bài tập dài Ngắn Mạch U H X1 N2 X2 E'' ~ Tra đường cong tính tốn: Vì X1tt = 3,065 >3 nên ta khơng sử dụng bảng mà tính sau: I”N1tt (0) = I”N1tt(0,2) = I”N1tt(∞) = I”N2tt(0,2) = 2,3 I”N2tt(∞) = 2,2 Tính dịng ngắn mạch tổng t: với: I đm1 = I đm2 = Sđm1 = 3.U tb Sđm2 = 3.U tb = 0,326 3,065 ; I”N2tt(0) = 3,1 I ( t ) = I ( t ) I " " N 1tt + I 2tt ( t ) I đm " đm1 2500 = 12,55 3.115 300 = 1,506 3.115 vậy: I’’N(0,2) = 0,326.12,55+2,3.1,506 = 7,555 kA I’’N(∞) = 0,326.12,55+2,2.1,506 = 7,405 kA I’’N(0) = 0,326.12,55+3,1.1,506 = 8,76 kA Ngắn mạch N1 Sử dụng sơ đồ phần trước, chia sơ đồ thành nhóm: nhóm hệ thống nhóm MF Trong đó: X1 = 1,41 E’’~ = 1,103 X2 = 4,486 UH =1 SVTH: Lê Đình Toản 13 Bài tập dài Ngắn Mạch Biến đổi điện kháng điện kháng tính tốn: X itt = X i*( cb ) ta có: 2500 Sđm1 = 2500 ⇒ X1tt = 1,41 × =1,41 2500 Sđm2 = 300 300 = 0,538 2500 ⇒ X2tt = 4,486 × Tra đường cong tính tốn: I”N1tt(0,2) = 0,68 I”N1tt(∞) = 0,74 ; I”N1tt(0) = 0,78 I”N2tt(0,2) = 1,6 I”N2tt(∞) = 1,75 ; I”N2tt(0) = 1,9 Tính dịng ngắn mạch tổng t: với: I đm1 = I đm2 = Sđm1 = 3.U tb Sđm2 = 3.U tb I ( t ) = I ( t ) I " " N 1tt 2500 = 6,276 3.230 300 = 0,753 3.230 vậy: I’’N(0,2) = 0,68.6,276+1,6.0,753 =5,47 kA I’’N(∞) = 0,74.6,276+1,75.0,753 =5,962 kA I’’N(0) = 0,78.6,276+1,9.0,753 = 6,326kA SVTH: Lê Đình Toản 14 + I 2tt ( t ) I đm " đm1 ⋅ S đmi S cb ... SVTH: Lê Đình Toản Bài tập dài Ngắn Mạch Các thông số biến đổi sơ đồ: X1=XD/2+XHT = 0,898+0,71 =1,608 MBA pha có: XC =X2 = 3,31 XH = X4 = 5,9 SVTH: Lê Đình Toản Bài tập dài Ngắn Mạch MBA pha có:... Toản Bài tập dài Ngắn Mạch Với phương pháp giải tích ta tiến hành ghép song song nhóm có nguồn sau: X19 = SVTH: Lê Đình Toản X ×X18 = 3,79.4,447 = 2,046 X + X18 3,79 + 4,447 Bài tập dài Ngắn. .. đồ thay tồn hệ thống: SVTH: Lê Đình Toản Bài tập dài Ngắn Mạch B Tính trị số dòng ngắn mạch siêu độ ban đầu I”(0) phương pháp đại số Ngắn mạch N3 Vì ngắn mạch đầu cực máy phát nên MF ghép chung