Bài tập dài môn ngắn mạch

Bài tập dài môn ngắn mạch

BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH

Sinh viên: Nguyễn Thanh Sơn

Lớp: Đ3H3

Giảng viên hướng dẫn: PGS-TS Phạm Văn Hòa

Đề bài:Cho sơ đồ HTĐ như sau:

Thông số:

NĐ1, NĐ2: Sđm = 117,5 MVA; Uđm = 10,5kV; cosφ =0,85; Xd = 0,1593 = X2; TĐK

TĐ : Sđm = 176,5 MVA; Uđm = 15,75kV; cosφ = 0,85; Xd = X2 = 0,25; TĐK

B1, B2 : Sđm = 125 MVA ; Uđm = 10,5/115 kV; UN% = 10,5%

B3 : Sđm = 200 MVA; Uđm = 15,75/242 kV; UN% = 11%

TN : Sđm = 200 MVA; Uđm = 230/121/15,75 kV; UNCT = 11%; UNCH = 32%; UNTH = 20%

D1: 45 Km; D2: 23 Km; D3: 40 Km; D4: 120 Km Cả 4 dây có xo=0,4Ω/Km, Kkh=3,5Xo

1) Chọn Scb = 100 MVA, Ucb = Utb các cấp, lập sơ đồ thay thế

2) Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản

3) Tính dong ngắn mạch tại t=0,2 sec

4) Xác định áp và dòng tại đầu cực máy phát NĐ2 khi xảy ra ngắn mạch

1) Chọn Scb = 100 MVA, Ucb = Utb các cấp, lập các sơ đồ thay thế thứ tự Thuận, Nghịch, Không 2) Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản

3) Tính dòng ngắn mạch siêu quá độ I”

4) Xác định áp và dòng các pha tại đầu cực máy phát NĐ2 khi xảy ra ngắn mạch

Các giá trị điện kháng được tính:

1356 , 0 5 , 117

100 1593 , 0

"

5 1 2

đmF

cb d NĐ

NĐ

S

S X X X X

X

084 , 0 125

100 100

5 , 10 100

%

4 2 2

đmB

cb N

B

B

S

S U

X X

X

X

07 , 0 115

100 23 4 ,

2 2 3

tb

cb o

D

U

S l X

X

X

136 , 0 115

100 45 4 ,

2 1 0 6

tb

cb D

U

S l X

X

X

121 , 0 115

100 40 4 ,

2 3 0 7

tb

cb D

U

S l X

X

X

0 0025 , 0 200

100 ) 32 20 11 ( 100 2

1 )

( 100 2

1 100

%

≈

−

=

×

− +

×

×

=

×

− +

×

×

=

×

=

đmB

cb CH

N

TH N

CT N đmB

cb

T

N

T

TN

S

S U

U U S

S U

X

0575 , 0 200

100 ) 20 32 11 ( 100 2

1 )

( 100 2

1 100

%

×

=

×

− +

×

×

=

×

=

=

đmB

cb TH

N

CH N

CT N đmB

cb

C N C

TN

S

S U

U U S

S U

X

X

0454 , 0 230

100 2

120 4 , 0

4 9

tb

cb o

D

U

S l X

X

X

055 , 0 200

100 100

11 100

%

10

đmB

cb N

B

S

S U

X

X

1416 , 0 5 , 176

100 25 , 0

"

=

đmB

cb d TĐ

S

S X

X

X

2) Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản:

* Bước 1:

Biến đổi Δ 3,6,7 thành Y 13,14,15:

327 , 0 121 , 0 136 , 0 07 , 0

7 6

D

0291 , 0 327 , 0

136 , 0 07 , 0

6 3

D

X

X

X

0259 , 0 327 , 0

121 , 0 07 , 0

7 3

D

X

X

X

0503 , 0 327

, 0

121 , 0 136 , 0

7

6

D

X

X

X

* Bước 2:

2487 , 0 0291 , 0 084 , 0 1356 , 0

13 2 1

X

3498 , 0 0503 , 0 1416 , 0 055 , 0 454 , 0 0575 , 0

15 11 10 9 8

X

2196 , 0 1356 , 0 084 , 0

5 4

18= X +X = + =

X

*Bước 3: Biến đổi Y14,16,17 thành Δ thiếu 19,20

293 , 0 3498

, 0

0259 , 0 2487 , 0 0259 , 0 2487 0

17

14 16 14 16

X

X X X

X

X

4121 , 0 2487

, 0

0259 , 0 3498 , 0 0259 , 0 3498 , 0

16

14 17 14 17

=

X

X X X X X

X tđđT

*Bước 4:

1255 , 0 293 , 0 2196 , 0

293 , 0 2196 , 0 //

19 18

19 18 19 18

+

×

= +

×

=

=

=

X X

X X X X X

X tđđN

Sơ đồ thay thế đơn giản

3) Tính dòng ngắn mạch tại t=0,2 sec

Nhánh nhiệt điện:

2949 , 0 100

5 , 117 2 1255 , 0

cb

đmNĐ ttNĐ

S

S X

X

5899 , 0 230

5 , 117 2

tb

đmNĐ

đmNĐ

U

S

Tra đường cong tính toán ta được: I*N(0,2)≈2,18

=> I NĐ(0,2)=2,18×0,5899=1,286 kA

Nhánh thủy điện:

7274 , 0 100

5 , 176 4121 , 0

=

cb

đmTĐ

S X

X

4431 , 0 230 3

5 , 176

×

=

×

=

tb

đmTĐ

đmTĐ

U

S

I

Tra đường cong tính toán ta được: I*N(0,2)≈1,12

=> I TĐ(0,2)=1,12×0,4431=0,4963 kA

Vậy dòng ngắn mạch tại t=0,2 giây là:

7823 , 1 4963 , 0 286 , 1 ) 2 , 0 ( ) 2 , 0 ( )

2

,

0

4) Xác định áp và dòng tại đầu cực máy phát NĐ2 khi xảy ra ngắn mạch

*Dòng tại đầu cực máy phát NĐ2 khi xảy ra ngắn mạch là:

286 , 1

2

1+ = Σ =

NĐ

Cao

NĐ

Cao

NĐ I I

Mà :

19

18 2 1

19

18 2

1

293 , 0

2196 , 0

X

X I

I X

X I

NĐ Cao NĐ Cao

NĐ

Cao

7351 , 0 1 293 , 0

2196 , 0

286 , 1 1 1

19 18

2 19

18

+

= +

=

⇒

=









+

×

X X

I I

I X

X

NĐ NĐ

Cao

5 , 10

115 7351 , 0 5 , 10

115

2

2 = Cao × = × =

NĐ

Ha

NĐ I

*Áp tại đầu cực máy phát NĐ2 khi xảy ra ngắn mạch là:

B TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N (1)

1) Chọn Scb=100 MVA, Ucb = Utb các cấp, lập sơ đồ thay thế thứ tự Thuận, Nghịch, Không

-Sơ đồ thay thế thứ tự Thuận : như sơ đồ ngắn mạch 3 pha

-Sơ đồ thay thế thứ tự Nghịch : như sơ đồ thay thế thứ tự Thuận vì X d" = X2 nhưng không có suất điện động E

-Sơ

đồ thay thế thứ tự Không:

Điện kháng của sơ đồ này đã tính lại cho các đường dây và tính thêm cho MBA TN phía hạ áp như sau:

245 , 0 07 , 0 5 , 3 5

,

'

3 = ×X = × =

X

476 , 0 136 , 0 5 , 3 5

,

'

6 = ×X = × =

X

4235 , 0 121 , 0 5 , 3 5

,

'

7 = ×X = × =

X

1589 , 0 0454 , 0 5 , 3 5

,

'

9 = ×X = × =

X

1025 , 0 200

100 ) 11 32 20 ( 100 2

1 )

( 2

1 100

%

×

=

×

− +

×

=

×

=

=

đmB

cb CT N

CH N

TH N đmB

cb

H N H

s U

U U S

S U

X

X

2) Biến đổi các sơ đồ về dạng đơn giản

* Sơ đồ biến đổi đơn giản thứ tự Thuận như sơ đồ tính ngắn mạch 3 pha và có kết quả như phần A

Sơ đồ thay thế thứ tự Thuận

* Sơ đồ biến đổi đơn giản thứ tự nghịch : vì không có suất điện động nên có thể nhập song song 2 nhánh tương đương của sơ đồ Thuận Ta có:

Sơ đồ đơn giản thứ tự Nghịch

* Sơ đồ biến đổi đơn giản thứ tự Không :

-Bước 1:

Biến đổi Δ 3’,6’ ,7’ về Y 24,25,26

1445 , 1 4235 , 0 476 , 0 245 , 0

' 7 '

6

'

D

1019 , 0 1445

1

476 , 0 245 , 0

' 6 '

3

D

X

X

X

1761 , 0 1445

, 1

4235 , 0 476 , 0

' 7 '

6

D

X

X

X

0907 , 0 1445

, 1

4235 , 0 245 , 0

' 7 '

3

D

X

X

X

2714 , 0 055 , 0 1589 , 0 0575 , 0

10 ' 9 8

X

-Bước 2:

1859 , 0 1019 , 0 084 , 0

24 2

28 =X +X = + =

X

0744 , 0 2714 , 0 1025 , 0

2714 , 0 1025 , 0 //

27 22

27 22 27 22

+

×

= +

×

=

=

X X

X X X

X

X

-Bước 3:

2505 , 0 0744 , 0 1761 , 0

29 25

X

-Bước 4:

Biến đổi Y 28,30,26 thành Δ thiếu 31,32

3439 , 0 2505

, 0

0907 , 0 1859 , 0 0907 , 0 1859 , 0

30

26 28 26 28

X

X X X

X

X

4634 , 0 1859

, 0

0907 , 0 2505 , 0 0907 , 0 2505 , 0

28

26 30 26 30

X

X X X

X

X

-Bước 5:

8073 , 0 4634 , 0 3439 , 0

32 31

X

-Bước 6:

076 , 0 084 , 0 8073 , 0

084 , 0 8073 , 0 //

4 33

4 33 4 33 34

+

×

= +

×

=

=

=

Σ

X X

X X X X

X

X

Sơ đồ đơn giản thứ tự Không

3) Tính dòng ngắn mạch siêu quá độ I”

Vì ngắn mạch 1 pha chạm đất nên :

1722 , 0 076 , 0 0962 , 0

0 2

Sơ đồ phức hợp như hình:

Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản: từ Y 21,20,35 thành Δ thiếu 36,37

3501 , 0 4121

, 0

1722 , 0 1255 , 0 1722 , 0 1255 , 0

20

35 21 35 21

X

X X X

X

X

1497 , 1 1255

, 0

1722 , 0 4121 , 0 1722 , 0 4121 , 0

21

35 20 35 20

X

X X X

X

X

806 , 2 230 3

100 7261

, 3 3 3

"

1

)

1

(

×

×

×

=

×

×

×

=

tb

cb a

N

U

S I

m

4) Xác định áp và dòng tại các pha tại đầu cực máy phát NĐ2 khi xảy ra ngắn mạch

*Dòng các pha đầu cực khi xảy ra ngắn mạch:

Vì ngắn mạch 1 pha chạm đất => Ia1 = Ia2 = 3,7261

Theo sơ đồ đơn giản ta có:

-Dòng nhánh phía Nhiệt điện:

8563 , 2 1497 , 1 3501 , 0

1497 , 1 7261

, 3

37 36

37 1

+

×

= +

×

=

X X

X I

I NĐ a

a

Dòng nhánh phía Nhiệt điện 2:

6326 , 1 293 , 0 2196 , 0

293 , 0 8563

, 2

19 18

19 1

2

+

×

= +

×

=

X X

X I

a

NĐ

a

Dòng trên các pha A,B,C đầu cực máy phát NĐ2 là:

-Pha A:

2

1 2

3 2

1 2

3 6326 , 1

30 30 2









− + +

×

= +

×

a

aF

Dạng đơn vị:

5483 , 15 5 , 10 3

100 8277

,

2

=

×

×

=

aFKA

-Pha B:

2

a

bF

-Pha C:

2

1 2

3 2

1 2

3 6326

, 1

240 30 120

30 2









−

− +

−

×

= +

×

a

cF

8277

,

2

=

cF

I

Dạng đơn vị:

5483 , 15 5 , 10 3

100 8277

,

×

×

=

cFKA

*Tính điện áp đầu cực máy phát NĐ2 khi ngắn mạch;