BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH

NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N 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 đ

Họ và tên: Đỗ Thị Lan Anh

Lớp: Đ 2 H 3 Đề: 01

Giáo viên hướng dẫn: PGS TS Phạm Văn Hòa

Cho sơ đồ HTĐ như 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 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 TĐ khi xảy ra ngắn mạch

B NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N (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 TĐ 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:

X1 = X5 = XND = X = 0,213 ≈0,121

X2 = X4 = XB1 = = = 0,0525

X3 = Xd2 = X0.L Scb S = 0,4.4,5 2

100

115 = 0,0696

X = X = X L = 0,4 45 2

100

115 = 0,136

X = X = X L =0,4 40 2

100

115 =0,121

Do các đại lượng tính toán là định mức nên bỏ qua α .

Chọn α = 1

X = X = = ( U + U - U )

= (11+ 19 - 31) = - 0,004 ⇒ Bỏ qua

X = X = = ( U + U - U )

= ( 11 + 31 - 19 ) = 0,092

X = X = X = 0,4 = 0,0378

X = X = = = 0,088

X11 = X = X = 0,21 ≈ 0,1784

2) Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản

• Bước 1:

Biến đổi ∆ 3, 6, 7 thành sao 12, 13, 14

D = X3 + X4 + X5 = 0,136 + 0,0696 + 0,121 ≈ 0,327

X = = = 0,029

X = = = 0,026

X = = = 0,05

X15 = X1 + X2 = 0,121 + 0,0525 = 0,1735

X16 = X4 + X5 = 0,0525 + 0,121 = 0,1735

X17 = X8 + X9 = 0,092 + 0,0378 = 0,1298

X18 = X10 + X11 = 0,088 + 0,1784 = 0,2664

• Bước 2:

X19 = X15 + X12 = 0,1735 + 0,029 = 0,2025

X20 = X13 + X16 = 0,026 + 0,1735 = 0,1995

X21 = X14 + X17 = 0,05 + 0,1298 = 0,1798

• Bước 3:

X22 = X19 // X20 = = ≈ 0,1

• Bước 4:

X23 = X21 + X22 = 0,1798 + 0,1 = 0,2798

Sơ đồ thay thế đơn giản

3) Tính dòng ngắn mạch tại t = 0,2s

• Nhánh nhiệt điện:

Xtt ND = X23 = 0,2798 ≈ 0,988

Iđm ND = = ≈ 0,886

Tra đường cong tính toán được: I(0,2) ≈ 0,88

⇒ IND(0,2) = 0,88.0,886 ≈ 0,7797 (kA)

• Nhánh thủy điện:

Xtt TD = X18 = 0,2664 ≈ 0,314

Iđm TD = = ≈ 0,296

Tra đường cong tính toán được I(0,2) = 2,4

⇒ ITD(0,2) = 2,4.0,296 = 0,7104 (kA)

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

IN(0,2) = IND(0,2) + ITD(0,2) = 0,7797+ 0,7104 = 1,4901 (kA)

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

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

INM TD = ITD(0,2) = 0,7104 (kA)

⇒ I = INM TD = 0,7104 (kA)

I = = 0,7104 = 12,458 (kA)

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

I = 0,7104 ≈ 2,83 (kA)

U = I X10 = 2,83.0,088 ≈ 0,249 (kV)

⇒ U = U = 0,249 13,8 = 3,436 (kV)

B NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N (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 Vậy sơ đồ là:

• Sơ đồ thay thế thứ tự Không:

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

Ta có Xkh = 3,5 Xth

XD1’ = X6’ = 3,5.X6 = 3,5.0,136 = 0,476

XD2’ = X7’ = 3,5.X7 = 3,5.0,121 = 0,4235

XD3’ = X3’ = 3,5.X3 = 3,5.0,0696 = 0,2436

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

X25 = X = = ( U + U - U )

= (19 + 31 - 11) = 0,156

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 = X26= X24 // X18= = ≈ 0,135

• Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Không:

 Bước 1:

Biến đổi ∆ 3’, 6’, 7’ thành sao 27, 28, 29

D = X3’ + X6’ + X7’ = 0,2436 + 0,476 + 0,4235 = 1,1431

X27 = = = 0,104

X28 = = = 0,09

X29 = = = 0,1764

X30 = X9’ + X8 = 0,1323 + 0,092 = 0,2243

 Bước 2:

X31 = X2 + X27 = 0,0525 + 0,104 = 0,1565

X32 = X28 + X4 = 0,09 + 0,0525 = 0,1425

 Bước 3:

X33 = X31 // X32 = = = 0,0746

 Bước 4:

X34 = X33 + X29 = 0,0746 + 0,1764 = 0,251

 Bước 5:

X35 = X34 // X25 = = ≈ 0,0962

 Bước 6:

X36 = X35 + X30 = 0,0962 + 0,2243 = 0,3205

 Bước 7:

 Bước 8:

X = X37 = X36 // X10 = = ≈ 0,069

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 1 pha chạm đất nên:

X∆ = X + X = 0,069 + 0,1365 =0,206

m = 3

• Sơ đồ phức hợp :

• Biến đổi sơ đồ phức hợp về dạng đơn giản

Xtd1 = X38 = X24 + X∆ + = 0,2798 + 0,206 + ≈ 0,702

Xtd2 = X39 = X18 + X∆ + = 0,2664 + 0,206 + ≈ 0,669

I = + ≈ 2,92

Dòng ngắn mạch siêu quá độ là:

I = m I = 3.2,92 = 4,398 (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:

Dòng pha A thành phần thứ tự nghịch : Ia1 = Ia2 = 2,92

Để xác định dòng đầu cực máy phát,trước hết theo sơ đồ thứ tự thuận và nghịch xác định dòng các thành phần Ia1 và Ia2 phía máy phát thủy điện Theo biến đổi sơ đồ thay thế thứ tự thuận về dạng đơn giản trước đây có sơ đồ dạng tương đối(dạng tdcb)

Dòng nhánh thủy điện:

Ia1TD = 2,92 ≈ 1,496 Dòng nhánh nhiệt điện:

Ia2ND = 2,92 - 1,496 =1,424 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 = Ia1TD.(e j30 + e -j30)

= 1,496.( + j ) + – j )

= 0,8311 = (kA)

 Pha B:

I = Ia1TD.(e j30e j240 + e -j30e j120)

= Ia1TD.(e j270 + e j90)

= 1,496.(– j) + j)

= 0 = (kA)

 Pha C:

I = Ia1TD.(e j30e j120 + e -j30e j240 )

= Ia1TD.(e j150 + e j210)

= 1,496.( – + j – – j )

= – 0,8311

= 0.8311 = I (kA)

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

I = 2,92 Ia1TD = 1,496 Ia2ND = 1,424

X∆ = 0,206

Phân bố điện áp khi ngắn mạch

Sự phân bố điện áp các thành phần khi ngắn mạch N1 như hình trên

Ua1 = jIa1.( X + X ) = j2,92.( 0,069 +0,1365) ≈ j0,6;

Ua2 =-jIa1.X = -j.2,92.0,1365 ≈ -j0,399

Ua1F = Ua1 + jIa1TD.X10 = j0,6 + j.1,496.0,088 = j0,732

Ua2F = Ua2 + jIa2TD.X10 = -j0,399 + j.1,424.0,088 = -j0,274

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

UaF = Ua1F.ej30 + Ua2F.e-j30 = j0,732.( + j ) - j0,274.( - j )

= - 0,503 + j0,397

Đổi thành đơn vị có tên kV

UaF = 0,641 = 6,661 (kV)

 Pha B

UbF = Ua1F.ej30.ej240 + Ua2F.e-j30.ej120

=Ua1F.ej270 + Ua2F.e90

= j0,732.(-j) + (-j0,274).(j)

= 1,006

Vậy =1.006

Đổi thành đơn vị

có tên kV:

UbF = 1,006

= 10,455 (kV)

 Pha C:

UcF = Ua1F.e j30e j120 + Ua2F.e -j30e j240

= Ua1F.e j150 + Ua2F.e j210

= j0,732.( – + j ) + (-j0,274).( – – j )

= – 0,229 – j0,397 = = 0,458

Đổi thành đơn vị có tên kV

UcF (kV) = 0,458 ≈ 4,76 (kV)

Kết luận:

Dòng và áp các pha đầu cực khi ngắn mạch là:

I = 0,8311 kA

I = 0 kA

I = 0,8311 kA

UaF =6,661 kV

UbF = 10,455 kV

UcF = 4,47 kV