BÀI tập dài môn NGẮN MẠCH

Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa BÀI TẬP DÀI MƠN NGẮN MẠCH Họ tên: HÀ VĂN MỪNG Lớp: Đ3H1 Đề: 10 Giáo viên hướng dẫn: PGS TS Phạm Văn Hòa Cho sơ đồ HTĐ sau: Thông số: ND1, ND2 : Sđm = 176,5MVA; Uđm = 18kV; Cosϕ = 0,85; X = X2 = 0,213; TDK TD : Sđm = 117,7MVA; Uđm = 13,8kV; Cosϕ = 0,85; X = X2 = 0,21; TDK B1, B2 : Sđm = 200MVA; Uđm = 18/121kV; UN% = 10,5%; B3 : Sđm = 125MVA; Uđm = 13,8/242kV; UN% = 11%; TN : 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 ND2 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 q độ I” 4) Xác định áp dòng pha đầu cực máy phát ND2 xảy ngắn mạch SV: Hà Văn Mừng – Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực 11 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa A NGẮN MẠCH BA PHA N(3) 1) Chọn Scb = 100MVA Ucb = Utb cấp (230/121/ ), ta có sơ đồ thay Giá trị điện kháng tính sau: X = X = X ND1,2 = X "d X = X = X B1,2 = X = X d = x0 L Scb 100 = 0,123 ≈ 0,121 S dmF 176,5 U N % Scb 10,5 100 = ≈ 0, 0525 100 SdmB 100 200 Scb 100 = 0, 4.23 ≈ 0, 063 U cb 1152 X = X d = 0, 4.45 100 ≈ 0,123 1152 X = X d = 0, 4.40 100 = 0,109 1152 X NC % = C −T ( X N + X NC − H − X NT − H ) = (11 + 31 − 19) = 11,5% 2 X NT % = C −T ( X N + X NT − H − X NC − H ) = (11 + 19 − 31) ≈ 2 SV: Hà Văn Mừng – Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực 22 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch X NH % = X T TN GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa C −H ( X N + X NT − H − X NC −T ) = (31 + 19 − 11) = 19,5 2 U NT % Scb = =0 100 S dmTN X8 = X C TN U NC % Scb 11, 100 = = 100 S dmTN 100 125 = 0, 092 U NH % Scb 19,5 100 X9 = X = = = 0,156 100 S dmTN 100 125 l S 100 100 X 10 = X d = x0 cb2 = 0, ≈ 0, 038 U cb 2302 UN % S 11 100 X 11 = X B3 = B cb = = 0, 088 100 S dmB 100 125 H TN " X 12 = X TD = X dTD Scb 100 = 0, 21 ≈ 0,178 S dmTD 117, 2) Biến đổi sơ đồ dạng đơn giản Bước 1: X 13 = X + X = 0,121 + 0, 0525 = 0,1735 Biến đổi tam giác 3, 6, → 14,15,16 Ta có: X 14 = D = x3 + x6 + x7 = 0, 063 + 0,123 + 0,109 = 0, 295 X X 0, 063.0,123 = = 0, 026 D 0, 295 X X 0, 063.0,109 = = 0, 023 D 0, 295 X X 0,109.0,123 X 16 = = = 0, 045 D 0, 295 X 15 = SV: Hà Văn Mừng – Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực 33 Bài Tập Dài Mơn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa X 17 = X + X = 0, 0525 + 0,121 = 0,1735 X 18 = X + X 10 + X 11 + X 12 = 0, 092 + 0, 038 + 0, 088 + 0,178 = 0,396 Bước 2: X 19 = X 13 + X 14 = 0,1735 + 0, 026 = 0,1995 X 20 = X 16 + X 18 = 0, 045 + 0,396 = 0, 441 Bước 3: Biến đổi 15, 19, 20 → tam giác thiếu 21, 22 SV: Hà Văn Mừng – Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực 44 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch X 21 = X 19 + X 15 + X 22 = X 15 + X 20 + GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa X 19 X 15 0,1995.0, 023 = 0,1995 + 0, 023 + = 0, 233 X 20 0, 441 0, 023.0, 441 X 15 X 20 = 0, 023 + 0, 441 + = 0,515 X 19 0,1995 Bước 4: X 23 = X 21 / / X 17 = X 17 X 21 0, 232.0,1735 = ≈ 0, 099 X 17 + X 21 0, 232 + 0,1735 SV: Hà Văn Mừng – Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực 55 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa Ta được: sơ đồ đơn giản cần tìm 3) Tính dòng ngắn mạch t = 0,2 (s) *) Nhánh thủy điện X ttTD = x22 I dmTD = S dmTD 117, = 0,515 ≈ 0, 606 Scb 100 S dmTD 3.U tb 117, ≈ 0,562 3.121 = Tra đường cong tính toán ta I (0, 2) ≈ 1, ⇒ ITD = 1, 6.0,562 = 0,899 (kA) * N *) Nhánh nhiệt điện S dmND 2.176, = 0, 099 = 0,35 Scb 100 S 2.176,5 = dmND = ≈ 1, 68 3.U tb 3.121 X ttND = x23 I dmND Tra đường cong tính tốn ta * I ND (0, 2) = 2,15 ⇒ I ND (0, 2) = 2,15.1, 68 = 3, 612( kA) Vậy dòng ngắn mạch t = 0,2 (s) I N (0, 2) = I TD (0, 2) + I ND (0, 2) = 3, 612 + 0,899 = 4, 511( kA) 4) Tính áp dòng đầu cực máy phát ND2 xảy ngắn mạch ' I ND = I ND (0, 2) x21 0, 232 = 3, 612 ≈ 2, 067( kA) x17 + x21 0, 232 + 0,1735 '' ' I ND = I ND K B2 = 2, 067 121 = 13,895( kA) 18 SV: Hà Văn Mừng – Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực 66 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch U ND = GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa '' I ND I '' x4 U dm = ND x4 U dm = 13,895 0, 0525.18 ≈ 4, 094( kV ) Scb I cb 100 3U tb 3.18 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 *) 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 SV: Hà Văn Mừng – Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực 77 Bài Tập Dài Mơn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa *) Sơ đồ thay thứ tự khơng Tính lại điện kháng cho đường dây tính thêm cho MBA TN phía hạ áp sau: X3’ = 3,5.X3 = 3,5.0,063 = 0,221 X6’ = 3,5.X6 = 3,5.0,123 = 0,431 X7’ = 3,5.X7 = 3,5.0,109 = 0,382 XD4’ = X10’ = 3,5.X10 = 3,5.0,038 = 0,133 X9 = X H TN U NH % Scb 19,5 100 = = = 0,156 100 S dmTN 100 125 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 SV: Hà Văn Mừng – Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực 88 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa 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 đổi đơn giản ngắn mạch ba pha có kết sau: Vì khơng có 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 23 / / X 22 = X 23 X 22 0, 099.0,515 = ≈ 0, 083 X 23 + X 22 0, 099 + 0,515 *) Sơ đồ thay đơn giản thứ tự Không Bước 1: Biến đổi tam giác 3', 6', → 25,26,27 Ta có: D = x3' + x6' + x7 ' = 0, 221 + 0, 431 + 0,382 = 1, 034 X 25 = X 3' X 6' D = 0, 221.0, 431 ≈ 0, 092 1, 034 SV: Hà Văn Mừng – Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực 99 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch X 26 = X 27 = X 3' X 7' D X 6' X 7' D = 0, 221.0, 328 ≈ 0, 07 1, 034 = 0, 431.0, 382 ≈ 0,159 1, 034 GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa X 28 = X + X 10' + X 11 = 0, 092 + 0,133 + 0, 088 = 0,313 X 29 = X 28 / / X = X 28 X 0,156.0,313 = ≈ 0,104 X 28 + X 0,156 + 0, 313 Bước 3: X 30 = X + X 25 = 0, 0525 + 0, 092 = 0,1445 X 31 = X 27 + X 29 = 0,159 + 0,104 = 0, 263 Bước SV: Hà Văn Mừng – Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực 1010 Bài Tập Dài Mơn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa Biến đổi 26, 30, 31 → tam giác thiếu 32, 33 X 26 X 30 0,1445.0, 07 = 0,1445 + 0, 07 + ≈ 0, 253 X 31 0, 263 X X 0, 07.0, 263 = X 26 + X 31 + 26 31 = 0, 07 + 0, 263 + ≈ 0, 46 X 30 0,1445 X 32 = X 26 + X 30 + X 33 Bước 5: X 34 = X / / X 32 = X X 32 0, 253.0, 0525 = = 0, 043 X + X 32 0, 253 + 0, 0525 Bước 6: SV: Hà Văn Mừng – Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực 1111 Bài Tập Dài Mơn 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, 46.0, 043 = ≈ 0, 039 X 33 + X 34 0, 46 + 0, 043 3) Tính dòng ngắn mạch siêu độ I" điểm ngắn mạch: Vì ngắn mạch hai pha chạm đất nên: X 2∑ X 0∑ 0, 083.0, 039 X∆ = ∑ = ≈ 0, 027 X + X 0∑ 0, 083 + 0, 039 m (1,1) X 2∑ X 0∑ 0, 083.0, 039 = − ∑ = − ≈ 1,53 ∑ (X2 + X0 ) (0, 083 + 0, 039) Sơ đồ phức hợp SV: Hà Văn Mừng – Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực 1212 Bài Tập Dài Mơn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa Tiếp tục biến đổi sơ đồ dạng đơn giản X 23 X ∆ 0, 099.0, 027 = 0, 099 + 0, 027 + ≈ 0,131 X 22 0,515 X X 0,515.0, 027 X td = X 37 = X 22 + X ∆ + 22 ∆ = 0,515 + 0, 027 + ≈ 0, 682 X 23 0, 099 1 ⇒ I a''1 = ( + ) = 9,1 0,131 0, 682 X td = X 36 = X 23 + X ∆ + Vậy dòng ngắn mạch siêu độ là: I N'' = m (1,1) I a''1 Scb 3.U tb = 1, 53.9,1 100 ≈ 6, 64( kA) 3.121 4) Tính áp dòng pha đầu cực máy phát ND2 xảy ngắn mạch: *) Dòng pha đầu cực máy phát ND2 xảy ngắn mạch ⇒ Ia2 Ia1 = 8,883 X 0∑ 0, 039 = − I a1 ∑ = −9,1 ≈ −2,91 ∑ X2 + X0 0, 083 + 0,039 Thuận I aND = 9,1 0,515 ≈ 7,63 0, 099 + 0,515 Nghịch I aND = −2,91 0, 515 ≈ −2, 44 0, 099 + 0,515 Dòng nhánh phía nhiệt điện thứ tự thuận: I a1ND = I a1ND X 21 0, 232 = 7, 63 ≈ 4,365 X 21 + X 17 0, 232 + 0,1735 Dòng nhánh phía nhiệt điện thứ tự nghịch: I a ND X 0∑ 0, 039 = − I a1ND ∑ = − 2, 44 ≈ −0, 78 X + X 2∑ 0, 083 + 0, 039 SV: Hà Văn Mừng – Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực 1313 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa Dòng pha A, B, C đầu cực máy phát ND2 có xét đến tổ đấu dây MBA B2 tổ đấu dây 11 là: Pha A: I AND2 = I a1ND2 e j 30 + I a ND2 e − j 30 = 3 + j ) + (−0, 78).( −j ) 2 2 ≈ 3,105 + j 2, 573 = 4,365( | I AND2 |= 3,1052 + 2,5732 ≈ 4, 03 I AND1 (kA) = 4, 03 Dạng đơn vị có tên: Pha B: 100 ≈ 12,93(kA) 3.18 I BND2 = I a1ND2 e j 30 e j 240 + I a ND2 e − j 30 e j120 = = 4,365.(− j ) + ( −0, 78) j = = − j 5,145 | I BND2 |= 5,145 Dạng đơn vị có tên: Pha C: I BND2 ( kA) = 5,145 100 ≈ 16,5( kA) 3.18 I CND2 = I a1ND2 e j 30 e j120 + I a ND2 e − j 30 e j 240 = = 4,365.(− 3 + j ) + ( −0, 78).( − − j )= 2 2 ≈ −3,105 + j 2,573 | I CND2 |= (−3,105) + 2,5732 ≈ 4, 03 I CND2 (kA) = 4, 03 Dạng đơn vị có tên: 100 ≈ 12,93( kA) 3.18 *) Áp pha đầu cực máy phát ND2 xảy ngắn mạch Giá trị điện áp vị trí tính sau: U a1 = j.I a1 X ∆ = j.9,1.0, 027 = 0.0, 246 U a = U a1 = j.0, 246 SV: Hà Văn Mừng – Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực 1414 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa U a1F = U a1 + j.I a1ND X = j.0, 246 + j.4,365.0, 0525 ≈ j 0, 475 U a F = U a + j.I a ND1 X = j 0, 246 + j.( −0, 78).0, 0525 ≈ j 0, 205 -Pha A UaF = U a1F e j 30 + U a F e − j 30 = j.0, 475.( 3 + j ) + j.0, 205.( −j ) 2 2 ≈ −0,135 + j.0, 591 | U aF |= (−0,135) + 0,5912 ≈ 0,367 U aF = 0,367 Dạng đơn vị có tên: -Pha B 18 ≈ 3,814( kV ) UbF = U a1F e j 30 e j 240 + U a F e − j 30 e j120 = j 0, 475.( − j ) + j.0, 205.( j ) = 0, 27 | U bF |= 0, 27 U bF = 0, 27 Dạng đơn vị có tên: -Pha C 118 ≈ 2,806(kV ) U cF = U a1F e j 30 e j120 + U a F e − j 30e j 240 = j.0, 475.(− 3 + j ) + j.0, 205.( − −j ) 2 2 ≈ −0,135 − j.0,591 | U cF |= (−0,135) + ( −0,591) ≈ 0,367 18 U cF = 0,367 ≈ 3,814( kV ) Dạng đơn vị có tên: SV: Hà Văn Mừng – Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực 1515 Bài Tập Dài Mơn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa Tóm lại : I a = Ib = Ic = Khi bình thường : 176,5 ≈ 5, 66(kA) 3.18 Ua = Ub = Uc = Khi ngắn mạch : 18 ≈ 10,392 I aN = I bN = 12,93(kA) U aN = U bN = 3,814( kV ) SV: Hà Văn Mừng – Đ3H1 I bN = 16,5(kA) ; ; U bN = 2,806(kV ) Trường Đại Học Điện Lực 1616 .. .Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa A NGẮN MẠCH BA PHA N(3) 1) Chọn Scb = 100MVA Ucb = Utb cấp (230/121/ ), ta... Hà Văn Mừng – Đ3H1 Trường Đại Học Điện Lực 55 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa Ta được: sơ đồ đơn giản cần tìm 3) Tính dòng ngắn mạch t = 0,2 (s) *) Nhánh thủy điện X ttTD =... Học Điện Lực 66 Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch U ND = GVHD: PGS.TS Phạm Văn Hòa '' I ND I '' x4 U dm = ND x4 U dm = 13,895 0, 0525.18 ≈ 4, 094( kV ) Scb I cb 100 3U tb 3.18 B NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG