Ngắn mạch và đứt dây trong HTĐ

Ngắn mạch đứt dây HTĐ C3: Tính tốn dòng nhánh áp nút ngắn mạch khơng đối xứng Tài liệu tham khảo • T liệu Chính – Phạm Văn Hoà -Ngắn mạch đứt dây Hệ thống điện,NXB KH&KT-2006 • T liệu tham khảo – Lã Văn út- Ngắn mạch hệ thống điên , NXB KH&KT-2004 – Lê Kim Hùng, ĐNM Tú, Ngắn mạch HTĐ C3: Tính tốn I U ngắn mạch KĐX 3.1 Khái quát chung - Việc chỉnh định Rơle đòi hỏi phải tính tốn dòng NM qua nhánh, dây trung tính MBA điện áp nút điểm lân cận nơi NM - Khi NM không đối xứng phức tạp - Xét phân bố ĐA đường dây lưới đơn giản C3: Tính tốn I U ngắn mạch KĐX B dây F1 Thuận Nghịch Không XF1 XB1 Xdây1 XF2 XB2 Xdây2 XB0 Xdây0 N E N(3) U L - Chỉ tồn thành phần TTT Điện áp điểm NM - Điện áp cao đầu nguồn giảm dần đến điểm NM C3: Tính tốn I U ngắn mạch KĐX Thuận Nghịch Không E XF1 XB1 Xdây1 XF2 XB2 Xdây2 XB0 Xdây0 N(1) N Ua1 L Ua2 - Tại điểm NM : Ua1=-(Ua2+ Ua0) - Thành phần TTT, TTN & TTK tăng dần phía đầu nguồn C3: Tính tốn I U ngắn mạch KĐX Thuận Nghịch XF1 XB1 Xdây1 XF2 XB2 Xdây2 XB0 Xdây0 Không N(1,1) E N Ua1 Ua2 - Tại điểm NM : Ua1=Ua2= Ua0 - Thành phần TTT giảm dần từ đầu nguồn điểm NM - Thành phần TTN giảm dần từ điểm NM phía nguồn, = nguồn - Thành phần TTK giảm dần từ điểm NM phía nguồn, = cực MPĐ L C3: Tính tốn I U ngắn mạch KĐX Thuận Nghịch XF1 XB1 Xdây1 XF2 XB2 Xdây2 XB0 Xdây0 E Không N(2) N E Ua1 Ua2 L - Chỉ tồn thành phần TTT & TTN - Tại điểm NM: Ua1=Ua2 - Thành phần TTT giảm dần từ nguồn phía điểm NM - Thành phần TTN giảm dần từ điểm NM phía nguồn, = đầu nguồn C3: Tính tốn I U ngắn mạch KĐX – Trong sơ đồ TTT, E tạo phân bố dòng nhánh áp nút – Trong sơ đồ TTN, điện áp TTN điểm NM Ua2 nguồn tạo phân bố dòng nhánh áp nút thuộc thành phần TTN – Trong sơ đồ TTK, điện áp điểm NM Ua0 nguồn tạo phân bố dòng nhánh áp nút C3: Tính tốn I U ngắn mạch KĐX 3.2 Dòng điện qua trung tính ngắn mạch KĐX  3.2.1 Phân bố dòng thứ tự khơng ngắn mạch KĐX  Dòng qua dây trung tính MBA hồn tồn thơng qua sơ đồ TTK  Trên đường dây pha tồn Ia0, dây trung tính MBA giá trị 3.Ia0  Điểm NM nguồn dòng TTK, từ tạo luồng dòng TTK phân bổ qua nhánh tới trung tính MBA Dòng TTK bị khép kín cuộn dây MBA đấu tam giác C3: Tính toán I U ngắn mạch KĐX  3.2.2 Các bước xác định dòng điện qua dây trung tính  Bước : Từ việc tính dòng TTT ( INa1) loại NM, xác định dòng TTK điểm NM (INa0) mối quan hệ với dòng TTT INa1 (1) : I  N Na0=INa1 (2)  N : khơng có dòng TTK S X (1,1) : I = -I  N Na0 Na1 S S X0 + X2 10 C3: Tính tốn I U ngắn mạch KĐX Tính áp nút NM KĐX Bước : Xác định điện áp thành phần điểm NM Tùy theo loại NM: + Căn vào sơ đồ phức đơn giản, + Căn Giá trị dòng NM thành phần điểm NM + Giá trị điện trở phụ XΔ, => Xác định điện áp thành phần điểm NM dạng TĐCB (Ua1, Ua2, Ua0) Cụ thể: 21 C3: Tính toán I U ngắn mạch KĐX U Na1  I Na1.( X 2  X 0 ) NM pha chạm đất N(1) : U Na2   I Na1 X 2 U Na0   I Na1.X 0 NM pha chạm đất N(1,1) : U Na1  U Na2  U Na0 NM pha không chạm đất N(2) : X 2 X 0  I Na1  X  X 2 U Na1  U Na2 U Na0  22 C3: Tính toán I U ngắn mạch KĐX Bước : xác định điện áp thành phần nút cần tính  Từ UNa1, theo sơ đồ TTT xác định điện áp nút TTT UNa1nút  Từ UNa2, theo sơ đồ TTN xác định điện áp nút TTN UNa2nút  Từ UNa0, theo sơ đồ TTK xác định điện áp nút TTN nut i nhánh k UNa0nút U a1 = U a1 + jå X nhánh k Ia1 kỴg k Uanut2 i = U a + jå Xnhánh k Ianhánh kỴg nut i nhánh k Ua0 = U a0 + jå Xnhánh k Ia0 kỴg Với γ: tập hợp nhánh k tạo thành đường liên thông 23 từ điểm NM đến nút i C3: Tính tốn I U ngắn mạch KĐX Chú ý : Trong q trình tính thiết phải ý đến thay đổi hướng điện áp qua máy biến áp Bước : Tính điện áp nút đơn vị TĐĐM hay TĐCB Căn vào kết vector điện áp thành phần (TTT, TTN, TTK), tính điện áp nhánh nút cần tính Bước : Tính điện áp đơn vị có tên Căn vào cấp điện áp nơi có nút mà quy chiếu đơn vị có tên 24 C2 : Tính tốn Ngắn Mạch khơng đối xứng Ví dụ F1 MBA B1 TTT_TTN Sdm = 180MVA EF X''d = X = 0.4; co TDK U dm = 10.5kV Sdm = 60MVA 10, 5kV K = 230 / 115 / 10.5kV U C-T = 8%;U T-H = 10% N N B1 U C-H = 18% N B2 230kV X11 = 0.4 MBA B2 Sdm = 31.5MVA K = 115 / 10.5kV U N % = 10.5% 100km TTK N X30 = 0.3 X20 = 0.24 X60 = 0.408 N X21 = 0.24 X41 = X51 = 0.6 X61 = 0.136 115kV x1D = 0.4W / km x 0D = 3.0x1D X31 = 0.3 X40 = N C-H T-H U CN % = (U C-T % + U % U %) = 8% N N N C-T T T-H C-H U % = (U % + U % U %) = 0% X50 = 0.6 N N N N U HN % = (U C-H % + U T-H % - U T-C %) = 10% N N N C2 : Tính tốn Ngắn Mạch không đối xứng Chọn Scb=SdmF=180MVA; Ucb=Utb MFĐ S 180 X11 = X cb = 0.44 = 0.4 SdmF 180 '' d X12 = X11 = 0.4 MBA_3 cuộn dây_Cao MBA_3 cuộn dây_Hạ U CN % Scb 180 X 21 = = = 0.24 100 SdmB 100 60 X 22 = X 21 = 0.24 X 20 = X 21 = 0.24 U HN % Scb 10 180 X 31 = = = 0.3 100 SdmB 100 60 X 32 = X 31 = 0.3 X 30 = X 31 = 0.3 MBA_3 cuộn dây_Trung U NT % Scb 180 = =0 100 SdmB 100 60 X42 = X 41 = X40 = X 41 = X41 = Đường dây MBA_ cuộn dây U N % Scb 10.5 180 = = 0.6 100 SdmB 100 31.5 X52 = X 51 = 0.6 X50 = X 51 = 0.6 X51 = X61 = X1D.L Scb 180 = 0.4 *100 * = 0.136 U cb35 230 X62 = X 61 = 0.136 X60 = 3X61 = 0.408 C2 : Tính tốn Ngắn Mạch khơng đối xứng TTT TTN TTK E1å XN0å = 0, 848 XN2å = 0, 976 XN1å = 0, 976 N N N Tổng trở thứ tự thuận thứ tự nghịch Tổng trở thứ tự khơng nhìn từ điểm ngắn mạch N phía nguồn X N1S = X N1S = X 61ntX 21nt(X 31 / /(X 41ntX 51 ))ntX11 = X 61 + X 21 + X 31.(X41 + X51 ) + X11 X 31 + X 41 + X 51 = 0,136 + 0, 24 + 0, 3.(0, + 0) + 0, = 0, 976 0, + 0, + X N0S = X 60 ntX 20 nt(X 30 / /(X 40 ntX 50 )) = X 60 + X 20 + X 30 (X 50 + X 40 ) X 30 + X50 + X 40 = 0, 408 + 0, 24 + 0, 3.(0, + 0) = 0, 848 0, + 0, + C2 : Tính tốn Ngắn Mạch khơng đối xứng A Ngắn mạch pha chạm đất N(1,1) X (1,1) D = X N 2S X N0S 0, 976.0, 848 = = 0.435 X N 2S + X N0S 0, 976 + 0, 848) m (1,1) = 1- X N 2S X N0S 0, 976.0, 848 = 1= 1.51 (X N 2S + X N0S ) (0, 976 + 0, 848)2 X (1,1) = X N1S + X (1,1) tt D = 0, 976 + 0.435 = 1.429 IdmS = SdmS 180 = = 0, 452kA 3.U tb 3.230 Tra đường cong tính tốn I(1,1) Na1 (t = 0, 2s) = 0, 71 Đơn vị có tên (1,1) (1,1) I(1,1) = m INa1 IdmS = 1.51.0,71.0, 452 = 0.485kA N C2 : Tính tốn Ngắn Mạch khơng đối xứng B Dòng qua trung tính máy biến áp Dòng thứ tự khơng điểm ngắn mạch X N2S 0, 976.0, 71 (1,1) I(1,1) = -I = = -0.38 0D Na1 X N2S + X N0S 0, 976 + 0, 848 Dòng thứ tự khơng vào máy biến áp B2 X 30 -0, 38.0, (1,1) I(1,1) = I = = -0.127 0B2 0D X 30 + X40 + X50 0, + 0, Dòng điện chạy dây trung tính máy biến áp phía 230kV Đơn vị có tên ITTB230 = 3.I(1,1) 0D = -3.0, 38 = -1,14 ITTB2 (kA) = 3.I(1,1) 0B230 IdmS = 3.0, 38 180 = 0, 515(kA) 3.230 Đơn vị có tên ITTB2 = 3.I(1,1) 0B2 = 3.0,127 = 0, 381 ITTB2 (kA) = 3.I(1,1) 0B2 I dmS = 3.0,127 180 = 0, 344(kA) 3.115 C3: Tính tốn I U ngắn mạch KĐX C Dòng điện đầu cực máy phát điện - Ta thấy dòng điện đầu cực máy phát chỗ điểm NM dòng chảy, có khác hướng tổ đấu dây khác hệ số tỉ lệ MBA - Dòng điện nhánh MFĐ có thành phần dòng TTT (I1(1)) TTN (I1(2)) Khi chưa hiệu chỉnh góc pha hiểu dòng điện thành phần phía sơ cấp MBA nối Y0-tam giác Để thuận tiện ta kí hiệu: - Điện áp TTT pha A: - Điện áp TTN pha B: IFA1 = I1(1) = 0, 71 IFA2 = I1(2) = -0, 33 30 C3: Tính tốn I U ngắn mạch KĐX Tính phía thứ cấp (hiệu chỉnh lại góc pha đơn vị tương đối): IFa1 = 0, 71.e- j330 = 0, 71.e j30 = 0, 71.(0.866 + i.0,5) IFa2 = -0, 33.e j330 = -0, 33.e- j30 = 0, 33.(0.866 - i.0, 5) - Dòng điện pha A IFa = IFa1 + IFa = -0, 33.(0.866 - i.0, 5) + 0, 71.(0.866 + i.0, 5) = 0, 33 + i.0, 52 Þ I Fa = 0, 332 + 0, 522 = 0, 615 Scb 180 Þ I Fa (kA) = I Fa Icb10,5 = IFa = 0, 615 = 6,1kA 3.U tb 3.10, 31 C3: Tính tốn I U ngắn mạch KĐX - Dòng điện pha B IFb = a I Fa1 + a I Fa = 0, 71.e j30 e- j120 - 0, 33.e- j30 e j120 = 0, 71.e- j90 - 0, 33.e j90 = - j.0, 71- j.0, 33 = - j.1, 04 Þ I Fb = 1, 04 Scb 180 Þ I Fb (kA) = I Fb Icb10,5 = IFb = 1, 04 = 10, 3kA 3.U tb 3.10, - Dòng điện pha C IFc = a I Fa1 + a I Fa = 0, 71.e j30 e j120 - 0, 33.e- j30 e- j120 = 0, 71.e j150 - 0, 33.e- j150 = -0, 33 + j.0, 52 Þ I Fc = 0, 332 + 0, 522 = 0, 615 Þ I Fc (kA) = I Fc Icb10,5 = IFc Scb 180 = 0, 615 = 6,1kA 3.U tb 3.10, 32 C3: Tính tốn I U ngắn mạch KĐX D Tính điện áp đầu cực máy phát điện - Điện áp điểm ngắn mạch U a1 = j.I Na1 X N2å.X N0å X N2å + X N0å = j.0, 71.0, 435 = j0, 316 U a = U a1 = j0, 316 - Điện áp đầu cực MFĐ chưa qui đổi tổ đấu dây X 31.(X 41 + X 51 ) U FA1 = U a1 + j I Na1 (X 61 + X 21 + ) X 31 + X 41 + X 51 = j0, 316 + j0, 71(0,136 + 0, 24 + 0, 3.0, ) = j0, 726 0, + 0, 33 C3: Tính tốn I U ngắn mạch KĐX U FA2 = U a + j INa (X 61 + X 21 + X 31.(X 41 + X 51 ) ) X 31 + X 41 + X 51 = j0, 316 - j0, 33.(0,136 + 0, 24 + 0, 3.0, ) = j0,126 0, + 0, Tính phía thứ cấp (hiệu chỉnh lại góc pha đơn vị tương đối): U Fa = U Fa1 + U Fa = U FA1 e j30 + U FA e- j30 = j0, 726.e j30 + j0,126.e- j30 = -0, + i.0, 74 Þ U Fa = 0, 32 + 0, 742 = 0, 10, 10, Þ U Fa (kV) = U Fa = 0, = 4, 8kA 3 34 C3: Tính tốn I U ngắn mạch KĐX U Fb = a U FA1 + aU FA = U FA1 e e j30 - j120 + U FA e- j30 e j120 = j0, 726.e- j90 + j0,126.e j90 = 0, Þ U Fb = 0, Þ U Fb (kV) = U Fb 10, 10, = 0, = 3, 66kA 3 U Fc = a U FA1 + a U FA2 = U FA1 e e j30 j120 + U FA2 e - j30.e- j120 = j0, 726.e j150 + j0,126.e- j150 = -0, - j0, 74 Þ U Fc = 0, 32 + 0, 74 = 0, 10, 10, Þ U Fc (kV) = U Fc = 0, = 4, 88kA 3 35 ... Văn Hoà -Ngắn mạch đứt dây Hệ thống điện,NXB KH&KT-2006 • T liệu tham khảo – Lã Văn út- Ngắn mạch hệ thống điên , NXB KH&KT-2004 – Lê Kim Hùng, ĐNM Tú, Ngắn mạch HTĐ C3: Tính tốn I U ngắn mạch KĐX... tốn I U ngắn mạch KĐX 3.2 Dòng điện qua trung tính ngắn mạch KĐX  3.2.1 Phân bố dòng thứ tự khơng ngắn mạch KĐX  Dòng qua dây trung tính MBA hồn tồn thơng qua sơ đồ TTK  Trên đường dây pha... XB2 Xdây2 XB0 Xdây0 N(1) N Ua1 L Ua2 - Tại điểm NM : Ua1=-(Ua2+ Ua0) - Thành phần TTT, TTN & TTK tăng dần phía đầu nguồn C3: Tính tốn I U ngắn mạch KĐX Thuận Nghịch XF1 XB1 Xdây1 XF2 XB2 Xdây2