TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH MỘT PHA CHẠM ĐẤT BẰNG MATLAB ppsx

NGẮN MẠCH MỘT PHA CHẠM ĐẤT N1 Ngắn mạch một pha chạm đất là loại sự cố xảy ra nhiều nhất trong hệ thống, thường do sét đánh hay do dây dẫn tiếp xúc với đất gọi nút xảy ra sự cố là nút

Trang 1

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH MỘT PHA CHẠM ĐẤT BẰNG

MATLAB

Giáo viên hướng dẫn:

ĐỖ NGUYỄN DUY PHƯƠNG

Sinh viên thực hiện:

MAI SÔ ĐIN 1064136

Trang 2

NGẮN MẠCH MỘT PHA CHẠM ĐẤT (N(1))

Ngắn mạch một pha chạm đất là loại sự cố xảy ra nhiều

nhất trong hệ thống, thường do sét đánh hay do dây dẫn

tiếp xúc với đất

gọi nút xảy ra sự cố là nút k, ba dòng điện trên ba pha chảy

ra khỏi nút k khi có sự cố lần lượt là INa , INb, INc

Trang 3

sự cố pha a chạm đất qua tổng trở chạm ZN

Sự cố được biểu diễn bởi các phương trình sau:

INb = INc =0

Vka =ZN INa

Với Vka là điện áp pha so với đất tại nút k.

Do INb = INc =0, các thành phần đối xứng của dòng điện

chạy ra khỏi nút k được cho bởi:

0

21

22

Trang 4

=> INa0 = INa1= INa2=

3

Na

I

Vka0 = -Zkk0 INa0; Vka1=VN - Zkk1 INa0; Vka2= - Zkk2 INa0

Tổng trở các phương trình này và lưu ý: Vka =3ZN INa0, ta nhận

được công thức sau:

Vka = Vka0+ Vka1+ Vka2= VN - (Zkk0+ Zkk1+ Zkk2) INa0

=> INa0= INa1= INa2=

Z 3 Z

kk kk

N

Z Z

V

3

2 1

0 + + +

Trang 5

(2)

khi chạm đất trực tiếp ZN0=0,lúc đó :

21

kk

N

Z Z

Z

V

+ +

2 1

0

3

kk kk

kk

N

Z Z

Z

V

+ +

INa0= INa1= INa2=

INa=3 INa0=

Trang 6

mạch tương tương Thevenin của ba mạng thứ tự của

hệ thống được mắt nối tiếp với nhau, như hình

Trang 7

Tính tổng trở của ngắn mạch bất đối xứng

Bài 1: Hai máy đồng bộ được nối đến đường dây qua các máy biến thế ba

pha như trong hình 4 công suất và trở kháng của các máy phát và máy

biến thế là:

Máy 1 và 2: 100MVA; 20kV; X”d=X1=X2=20%; X0=4 %; Xg=5 %

Máy biến thế T1 và T2 : 100MVA; 20/345Y kV; X=8 %

Đường dây: với Scb=100MVA; Ucb=345kV thì trở kháng dường dây là

X1=X2=15 % và X0=50 % Hãy vẽ ba mạc thứ tự và tìm ma trận tổng

trở nút thứ tự không theo thuật toán xây dựng Znút.

BÀI TOÁN NGẮN MẠCH MỘT PHA CHẠM ĐẤT VÀ ÚNG DỤNG PHẦN MỀM MATLAB

ĐỂ TÍNH TOÁN

Trang 8

Tính tổng trở của ngắn mạch bất đối xứng

Trang 9

Các nút 5 và 6 là hai nút trong của máy biến áp

Giải Chọn Scb3p=100MVA; Vcb1=345kV phía cao áp hai máy biến áp; Vcb2=20kV phía hạ áp cho máy biến áp.

áp dụng thuật toán xây dựng ma trận Znút, chúng ta hãy gọi tên cho các nhánh thứ tự không từ (1) đến (6)

0 19

,

0

j j

Bước 1: Thêm nhánh (1) cho nút điện thế không( nút gốc):

, 0 0

04 , 0 04

, 0 0

0 0

19 , 0

j j

j

Trang 10

,00

08,008

,004

,00

04,004

,004

,00

00

019

,0

j j

j

j j

j

j j

,008

,004

,00

58,058

,008

,004

,00

08,008

,008

,004

,00

04,004

,004

,00

00

19,0

j j

00

066

,058

,008

,004

,00

058

,058

,008

,004

,00

008

,008

,004

,00

004

,004

,00

00

019

,0

j

j j

j

Trang 11

Nút 5 và 6 là các nút giả bên trong của máy biến thế, nếu ta

không quan tâm việc cắt nhánh đầu nối máy biến áp đấu

Y/ ,do mở máy cắt , chẳng hạn, thì không cần thiết phải đưa vào hai nút 5 và 6 và bấy giờ ma trận tổng trở nút sẽ chỉ tương ứng với bốn nút là 1,2,3 và 4

0 0

0 58

, 0 08

, 0 0

0 08

, 0 08

, 0 0

0 0

0 19

, 0

j

j j

j

Trang 12

0 1211

, 0 0789

, 0 0563

, 0

1211 ,

0 1696

, 0 1104

, 0 0789

, 0

0789 ,

0 1104

, 0 1696

, 0 1211

, 0

0563 ,

0 789

, 0 1211

, 0 1437

, 0

j j

[Znút](1)=[Zntus](2)=

Trang 13

Bài toán ngắn mạch một pha chạm đất

Bài 2:Cho sơ dồ mạng điện tiêu biểu như hình 9 Thông số của các phần tử

như sau:

Máy 1 và 2: 100 MVA; 20kV; X”d=X1=X2=20%; X0=4 %; Xg=5 %

Máy biến thế T1 và T2 : 100 MVA; 20Y0/345Y0 kV; X=8 %

Cả hai máy biến thế điều được nối đất trực tiếp ở hai bên Trên cơ bản

Scb=100 MVA; Ucb=345 kV thì kháng trở dây dẫn là X1=X2=15 %;X0= 50

% Hệ thống đang vận hành tại điệna áp định mức không có dòng trước sự cố khi sự cố một dây chạm đất trực tiếp (ZN=0) xảy ra trên pha a tại nút 3 dung

ma trận tổng trở nút cho mỗi mạng thứ tự, xác định dòng chạm đất siêu quá độ tại nơi có sự cố, điện áp pha đầu cực của máy phát 2, và dòng siêu qua độ chạy

ra khỏi máy phát trên pha c của máy phát 2

Trang 14

a)sơ đồ một dây hệ thống đực mô tả trong bai 1

b)mạng thứ tự không của hệ thống trong bài 1

Trang 15

0 1407

, 0 0493

, 0 0347

, 0

1407 ,

0 1999

, 0 0701

, 0 0493

, 0

0493 ,

0 0701

, 0 1999

, 0 1407

, 0

0347 ,

0 0493

, 0 1407

, 0 1553

, 0

j j

Chúng ta có thể dùng ma trận Znút1, Znút2 đã được trình bày ở bài 1

3 2

8549 ,

1 )

1999 ,

0 1696

, 0 1696

, 0 (

0 0

∠

INA0= INA1= INA2=

=

đvtđ nối mạch tương đương Thevenin của các mạng thứ tự nối

tiếp nhau, như trình bày trên hình sau, ta tính được

Trang 16

Bài toán ngắn mạch một pha chạm

Trang 17

đất

2246 ,

0 )

8549 ,

1 )(

1407 ,

0

(

0 0

4 = − Z I = − j − j =

7754 ,

0 ) 8549 ,

1 )(

1211 ,

0 (

1

1 1

2246 ,

0 )

8549 ,

1 )(

1211 ,

0

(

2 2

0 4

Trang 18

kV

525 ,

6 04

, 0

2610 ,

V

I a = − a = = −

123

1 20

0

7754 ,

0 0 ,

V

I a = − N − a = − = − đvtđ

đvtđ

Trang 19

đất

2 2

4 ''

0, 7754

1.123 0.20

a a

123 , 1 ( )

123 , 1 ( 525

,

2

2 1

I

Ic = a + a + a = − + − + − = − đvtđ

Từ sơ đồ thứ tự thuận, sơ đồ thứ tự không chúng ta vẽ lại hình sau

Dòng điện cơ bản phía điện áp thấp ( các máy phát ) là 100000/( 20)=2886,751 A

Và vì vậy |Ic|=15594 A Các điện áp và dòng trong hệ thống có thể được tính tương tự

3

Trang 20

đất

1696 ,

0 28

, 0 43

, 0

28 , 0 43 ,

0

2

j j

j

j Z

0 27

, 0 77

, 0

27 , 0 77 ,

0

j j

Trang 26

fprintf('VI TRI NUT BI SU CO PHAI GIUA 1 &%g\n',nbus)

nf=input('NHAP VAO VI TRI NUT BI SU CO.->');

end

fprintf('\nNHAP VAO TONG TRO SU CO Zf=R+j*X0')

Zf=input(' DANG SO PHUC Zf=');

Trang 27

ifabc=sctm*I012;

ifabcm= abs(ifabc);

fprintf('TONG CUONG DO DONG DIEN SU CO=%9.4f dvtd\n\n',ifabcm(1)) fprintf('GIA TRI DIEN AP NUT KHI XAY RA SU CO TRONG dvtd\n\n') fprintf('So -Bien do dien ap -\n')

fprintf('Nut pha a pha b pha c \n')

Trang 31

while strcmp(resp,'n')~=1& strcmp(resp,'N')~=1& strcmp(resp,'y')~=1& strcmp(resp,'Y')~=1 resp=input('NHAP VAO NUT SU CO KHAC?NHAP "Y" HOAC "N"->');

if strcmp(resp,'n')~=1& strcmp(resp,'N')~=1& strcmp(resp,'y')~=1& strcmp(resp,'Y')~=1 FPRINTF('\n NHAP SAI VUI LONG NHAP LAI\n\n'),end

Trang 32

Sơ đồ khối tính tổng trở:

CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN NGẮN

MẠCH MỘT PHA CHẠM ĐẤT

Trang 33

CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN NGẮN

MẠCH MỘT PHA CHẠM ĐẤT

Sơ đồ khối tính ngắn mạch

môt pha chạm đất:

Trang 34

0 + 0.1437i 0 + 0.1211i 0 + 0.0789i

0 + 0.1211i 0 + 0.1696i 0 + 0.1104i

0 + 0.0789i 0 + 0.1104i 0 + 0.1696i

0 + 0.0563i 0 + 0.0789i 0 + 0.1211i

Các kết quả được tính lại bằng Matlab Bài 1:

Trang 35

0.0000 + 0.1900i -0.0000 + 0.0000i -0.0000 + 0.0000i

-0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0800i 0.0000 + 0.0800i

-0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0800i 0.0000 + 0.5800i

-0.0000 + 0.0000i -0.0000 + 0.0000i -0.0000 + 0.0000i

Trang 36

0 + 0.1437i 0 + 0.1211i 0 + 0.0789i 0 + 0.0563i

0 + 0.1211i 0 + 0.1696i 0 + 0.1104i 0 + 0.0789i

0 + 0.0789i 0 + 0.1104i 0 + 0.1696i 0 + 0.1211i

0 + 0.0563i 0 + 0.0789i 0 + 0.1211i 0 + 0.1437i

>> z0=[0 1 0 0.19;1 2 0 0.08;2 3 0 0.5;3 4 0 0.08;4 0 0 0.19];

>> Z0=zbuild(z0)

Z0 =

0 + 0.1553i 0 + 0.1407i 0 + 0.0493i 0 + 0.0347i

0 + 0.1407i 0 + 0.1999i 0 + 0.0701i 0 + 0.0493i

0 + 0.0493i 0 + 0.0701i 0 + 0.1999i 0 + 0.1407i

0 + 0.0347i 0 + 0.0493i 0 + 0.1407i 0 + 0.1553i

Các kết quả được tính lại bằng Matlab

Trang 37

>> lgfault(z0,Z0,z1,Z1,z2,Z2)

PHAN TICH SU CO MOT PHA CHAM DAT

NHAP VAO VI TRI NUT BI SU CO.->3

NHAP VAO TONG TRO SU CO Zf=R+j*X0 DANG SO PHUC Zf=0

SU CO MOT PHA CHAM DAT TAI NUT.3

TONG CUONG DO DONG DIEN SU CO= 5.5648 dvtd

GIA TRI DIEN AP NUT KHI XAY RA SU CO TRONG dvtd

So -Bien do dien

ap -Nut Pha a Pha b Pha c

1 0.6159 0.9738 0.9738

2 0.4603 0.9648 0.9648

3 0.0000 1.0293 1.0293

4 0.2896 1.0186 1.0186

GIA TRI CUONG DO DONG DEN NHANH CHO SU CO TAI NUT.3

Tu Den -bien do dong dien

nhanh -Nut nhanh -Nut Pha a Pha b Pha c

Trang 38

NHAP VAO NUT SU CO KHAC?NHAP "y" HOAC "n"->'y'

So -Bien do dien

1 0.0000 1.0134 1.0134

2 0.1348 1.0228 1.0228

3 0.5322 0.9684 0.9684

4 0.6670 0.9765 0.9765

Trang 39

NHAP VAO NUT SU CO KHAC?NHAP "y" HOAC "n"->'y'

So -Bien do dien

1 0.2896 1.0186 1.0186

2 0.0000 1.0293 1.0293

3 0.4603 0.9648 0.9648

4 0.6159 0.9738 0.9738

Trang 40

NHAP VAO TONG TRO SU CO Zf=R+j*X0DANG SO PHUC Zf=0

So -Bien do dien

1 0.6670 0.9765 0.9765

2 0.5322 0.9684 0.9684

3 0.1348 1.0228 1.0228

4 0.0000 1.0134 1.0134

Trang 41

Tính toán bằng tay và tính toán bằng chương trinh matlab có kết quả hoàn toàn giống nhau

Việc tính toán bằng tay, chỉ thực hiện được với hệ thống có

ít nút, đơn giản Tuy nhiên trong thực tế thì hệ thống của

chúng ta có rất nhiều nút, và việc giải bằng tay thì không thể thực hiện nổi Nên vì vậy phải nhờ đến công cụ matlab

để tính toán Matlab có thể tính toán hệ thống nút rất nhanh chống , giúp tiện lợi hơn trong việc tính toán sự cố ngắn

mạch.

KẾT LUẬN

Tiêu đề	Tính Toán Ngắn Mạch Một Pha Chạm Đất Bằng MATLAB
Tác giả	Mai Sô Đin
Người hướng dẫn	Đỗ Nguyễn Duy Phương PTS.
Trường học	Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Điện Tử & Mạng Lưới Điện
Thể loại	Đề tài tốt nghiệp
Năm xuất bản	2024
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	41
Dung lượng	794,5 KB