BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH

BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCHHọ và tên: Vương Hồng Chiến Lớp: Đ 2 H 2 Đề:1 Giáo viên hướng dẫn: PGS TS... 3 Tính dòng ngắn mạch siêu quá độ I”4 Xác định áp và dòng các pha tại đầu cực máy ph

BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH

Họ và tên: Vương Hồng Chiến

Lớp: Đ 2 H 2 Đề:1

Giáo viên hướng dẫn: PGS TS Phạm Văn Hòa

Cho sơ đồ HTĐ như sau:

Thông số:

ND1, ND2 : Sđm = 117,5MVA; Uđm = 10,5kV; Cosϕ = 0,85; X = X2 = 0,1593;TDK

TD : Sđm = 176,5MVA; Uđm = 15,75kV; Cosϕ = 0,85; X = X2 = 0,25; TDK B1, B2 : Sđm = 125MVA; Uđm = 10,5/115kV; UN% = 10,5%;

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

TN : Sđm = 200MVA; Uđm = 230/121/15,75kV;

U = 11%; U = 32%; U = 20%;α=1

D1: 45km; D2: 23km; D3: 40km; D4: 120km;

Cả 4 dây đều có x0 = 0,4Ω/km, Xkh = 3,5X0

A NGẮN MẠCH BA PHA N (3)

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

2) Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản

3) Tính dòng ngắn mạch tại t = 0,2s

4) Xác định áp và dòng tại đầu cực máy phát ND2 khi xảy ra ngắn mạch

B NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N (1,1)

1) Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb các cấp, lập sơ đồ thay thế thứ tự Thuận, Nghịch, Không 2) Biến đổi các 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 ND2 khi xảy ra ngắn mạch

A NGẮN MẠCH BA PHA N (3)

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

Sơ đồ thay thế:

Giá trị các điện kháng được tính như sau:

XND1 =X1=X’’

dND1.=0,1593.≈0,1356

XB1=X2= =.=0,084

XD1=X6=x0.lD1 =0,4.45 ≈0,136

XD2=X3=x0.lD2 =0,4.23 ≈0,07

XD3=X7=x0.lD3 =0,4.40 ≈0,121

XB2=X4= = =0,084

XND2=X5=X’’

d ND2 =0,1593 ≈0,1356

U TN%= (U + U - U )= (11 + 32 - 20)=11,5%

U TN%= (U + U - U)= (11 + 20 - 32)≈0%

U TN%= .(U + U - U)= .(32 + 20 - 11)=20,5%

X= ≈0

X=X8= = =0,0575

XD4=X9=x0 =0,4 ≈0,0454

XB3=X10= = =0,055

XTD=X11=X’’

d TD =0,25 ≈0,142

2) Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản

• Bước 1:

X13 = X1 + X2 = 0,1356+ 0,084 = 0,2196

Biến đổi ∆ 3, 6, 7 thành sao 14, 15, 16

D = X3 + X6 + X7 = 0,07 + 0,136 + 0,121 = 0,327

X = = = 0,029

X = = = 0,026

X16 = = = 0,05

X = X + X = 0,084 + 0,1356 = 0,2196

X18 = X8 + X9 +X +X = 0,0575 + 0,0454 +0,055 + 0,142 = 0,2999

• Bước 2:

X = X + X = 0,026 + 0,2196 = 0,2456

X = X + X = 0,05 + 0,2999 = 0,3499

• Bước 3:

* Biến đổi Y 14,19,20 ∆ thiếu 21,22

X = X + X + = 0,029 + 0,2456 + = 0,295

X = X + X + = 0,029 + 0,3499 + = 0.42

Bước 4:

X = X // X = = = 0,126

Sơ đồ thay thế đơn giản

3) Tính dòng ngắn mạch tại t = 0,2s

• Nhánh nhiệt điện:

Xtt ND = X23 = 0,126 ≈ 0,2961

• Iđm ND = = ≈ 1,18 (kA)

Tra đường cong tính toán được: I(0,2) ≈ 2,21

⇒ IND(0,2) = 2,21.1,18≈ 2,61(kA)

• Nhánh thủy điện:

Xtt TD = X22 = 0,42 ≈ 0,7413

Iđm TD = = ≈ 0,886 (kA)

Tra đường cong tính toán được I(0,2) ≈ 1,38

⇒ I(0,2) = 1,38.0,886 = 0,223 (kA)

Vậy ta có dòng ngắn mạch tại t = 0,2s là:

IN(0,2) = IND(0,2) + ITD(0,2) = 2,61 + 0,223 = 2,833 (kA)

4) Xác định áp và dòng tại đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch

• Dòng tại đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch:

I + I = I = 2,61 (kA)

I.X = INM ND = 2,61 = 0,329 (kV)

⇒ I = = 1,496 (kA)

Vậy ta có:

I = 0,1496 = 16,384 (kA)

• Áp tại đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch:

Ta có:

I = 1,496 = 2,98 (kV)

U = I.X = 2,98.0,084≈ 0,25 (kV)

⇒ U = U U = 0,25.10,5 = 2,625 (kV)

B NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N (1,1)

1) Chọn Scb = 100MVA, 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: vì X = X2 nên sơ đồ thay thế thứ tự Nghịch giống như sơ đồ thay thế thứ tự Thuận nhưng không có suất điện động E

• Sơ đồ thay thế thứ tự Không:

Tính lại điện kháng cho các đường dây và tính thêm cho MBA TN phía hạ áp:

XD1’ =X3’ = 3,5.X3 = 3,5.0,136 = 0,476

XD2’ =X4’ = 3,5.X4 = 3,5.0,07 = 0,245

XD3’ =X5’ = 3,5.X5 = 3,5.0,121 = 0,4235

XD4’ =X9’ = 3,5.X9 = 3,5.0,0378 = 0,1323

2 Biến đổi các sơ đồ về dạng đơn giản:

• Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Thuận: như sơ đồ tính ngắn mạch 3 pha và có kết quả như ở phần A

Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Thuận

• Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Nghịch:

Biến đổi như sơ đồ tính ngắn mạch 3 pha và có kết quả như phần A ta có:

Vì không có suất điện động nên có thể nhập song song hai nhánh ND và TD

Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Nghịch

X = X24 = X22 // X17 = = ≈ 0,135

• Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Không:

 Bước 1:

Biến đổi ∆ 3’, 4’, 5’ thành sao 25, 26, 27

D = X3’ + X4’ + X5’ = 0,476 + 0,245 + 0,4235 = 1,1445

X28 = X9’ + X10 = 0,1323 + 0,088 = 0,2203

 Bước 2:

X29 = X2 + X25 = 0,0525 + 0,102 = 0,1545

X30 = X26 + X6 = 0,091 + 0,0525 = 0,1435

 Bước 3:

X31 = X29 // X30 = = ≈ 0,0744

 Bước 4:

X32 = X31 + X27 = 0,0744 + 0,176 = 0,2504

 Bước 5:

X33 = X32 // X23 = = ≈ 0,088

 Bước 6:

X34 = X33 + X8 = 0,088 + 0,092 = 0,18

 Bước 7:

 Bước 8:

X = X35 = X34 // X28 = = ≈ 0,099

Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Không

3 Tính dòng ngắn mạch siêu quá độ I” tại điểm ngắn mạch:

• Vì ngắn mạch 2 pha chạm đất nên:

X∆ = = ≈ 0,057

m = = ≈ 1,506

• Sơ đồ phức hợp :

• Biến đổi sơ đồ phức hợp về dạng đơn giản

Xtd1 = X36 = X22 + X∆ + = 0,242 + 0,057 + ≈ 0,344

Xtd2 = X37 = X17 + X∆ + = 0,3042 + 0,057 + ≈ 0,433

I = + ≈ 5,22

Dòng ngắn mạch siêu quá độ là:

I = m.I = 1,506.5,22 ≈ 1,973 (kA)

4 Tình áp và dòng các pha đầu cực máy phát TD khi xảy ra ngắn mạch:

• Dòng các pha đầu cực máy phát TD khi xảy ra ngắn mạch:

I = 5,22 ⇒ I = – I = – 5,22 ≈ – 3,012

I = 5,22 ≈ 2,313 I = – 3,012 ≈ – 1,34

Dòng trên các pha A,B,C đầu cực máy phát TD có xét đến tổ đấu dây của MBA B3 (tổ đầu dây 11 giờ):

 Pha A:

I = I.e j30 + I.e -j30

= 2,313.( + j ) + ( – 1,34).( – j )

= 0,843 + j1,8265

= ≈ 2,012

I (kA) = 2,012 ≈ 8,42 (kA)

 Pha B:

I = I.e j30e j240 + I.e -j30e j120

= I.e j270 + I.e j90

= 2,313.(– j) + (– 1,34).j

= – j3,653

= ≈ 3,653

I (kA) = 3,653 ≈ 15,283 (kA)

 Pha C:

I = I.e j30e j120 + I.e -j30e j240

= I.e j150 + I.e j210

= 2,313.( – + j ) + (– 1,34).( – – j )

= – 0,843 + j1,8265

= ≈ 2,012

I (kA) = 2,012 ≈ 8,42 (kA)

•

I = 5,22; I = – 3,012;

I = 2,313; I = – 1.34;

X∆ = 0,057

Phân bố điện áp khi ngắn mạch

Ua1 = jIa1.X∆ = j5,22.0,057 ≈ j0,3; Ua2 = Ua1 = j0,3;

U = Ua1 + j.I.(X9 + X10)

= j0,3 + j2,313.(0,0378 + 0,088)

≈ j0,591

U = Ua2 + j.I.(X9 + X10)

= j0,3 + j(– 1.34).(0,0378 + 0,088)

≈ j0,132

Điện áp trên các pha A,B,C đầu cực máy phát TD có xét đến tổ đấu dây của MBA B3 (tổ đầu dây 11 giờ):

 Pha A:

U = U.e j30 + U.e -j30

= j0,591.( + j ) + j0,132.( – j )

= – 0,2295 + j0,626

= ≈ 0,67

U (kV) = 0,67 ≈ 5,338 (kV)

 Pha B:

U = U.e j30e j240 + U.e -j30e j120

= U.e j270 + U.e j90

= j0,591.(– j) + j0,132.j

= 0,459

= 0,459

U (kV) = 0,459 ≈ 3,657 (kV)

 Pha C:

U = U.e j30e j120 + U.e -j30e j240

= U.e j150 + U.e j210

= j0,591.( – + j ) + j0,132.( – – j )

= – 0,2295 – j0,626

= ≈ 0,67

U (kV) = 0,67 ≈ 5,338 (kV)