BÀI tập dài môn NGẮN MẠCH

4 Xác định áp và dòng tại đầu cực máy phát ND2 khi xảy ra ngắn mạch.. 4 Xác định áp và dòng các pha tại đầu cực máy phát ND2 khi xảy ra ngắn mạch... Tính áp và dòng tại đầu cực máy phát

Họ và tên: HÀ VĂN MỪNG

Lớp: Đ 3 H 1 Đề: 10

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 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 và Ucb = Utb các cấp (230/121/ ), ta có sơ đồ thay thế

Giá trị các điện kháng được tính như sau:

100

176,5

cb

dmF

S

S

B

dmB

S

100

115

cb d

cb

S

U

100

115

d

100

0, 4.40 0,109

115

d

X = X − + X − − X − = + − ≈

0 100

TN

dmTN

X

S

8

% 11,5 100

100 100 125

C

TN

dmTN

X X

S

0,092

=

9

% 19,5 100

100 100 125

H

TN

dmTN

S

4

100 100 0, 4 0,038

cb d

cb

S l

U

3 3

3

11

100 100 125

B

B

dmB

S

"

12

100 0, 21 0,178

117, 7

cb

TD dTD

dmTD

S

S

2) Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản

Bước 1:

Biến đổi tam giác 3, 6, 7 → sao 14,15,16.

Ta có: D x = + + =3 x6 x7 0,063 0,123 0,109 0, 295 + + =

14

0,026

0, 295

X X

X

D

15

0,023

0, 295

X X

X

D

16

0,045

0, 295

X X

X

D

17 4 5 0,0525 0,121 0,1735

X = X + X + X + X = 0,092 0,038 0,088 0,178 0,396 + + + =

Bước 2:

19 13 14 0,1735 0,026 0,1995

Bước 3: Biến đổi sao 15, 19, 20 → tam giác thiếu 21, 22.

19 15

21 19 15

20

.

X X

X

= + + 0,1995 0, 023 0,1995.0,023 0, 233

0, 441

19

.

X X

X

0,023.0, 441

0,1995

Bước 4:

17 21

23 21 17

17 21

/ / X X

+ = 0, 232 0,1735 0, 232.0,1735 ≈ 0,099

+

Ta được:

là sơ đồ đơn giản cần tìm

3) Tính dòng ngắn mạch tại t = 0,2 (s)

*) Nhánh thủy điện

22

117, 7

100

dmTD ttTD

cb

S

S

117,7

0,562

3 3.121

dmTD

dmTD

tb

S

I

U

Tra đường cong tính toán ta được

* (0, 2) 1, 6

N

1, 6.0,562 0,899

TD

I

*) Nhánh nhiệt điện

23

2.176,5

100

dmND ttND

cb

S

S

2.176,5

1, 68

dmND

dmND

tb

S

I

U

Tra đường cong tính toán ta được

* (0, 2) 2,15

ND

(0, 2) 2,15.1,68 3,612( )

ND

Vậy dòng ngắn mạch tại t = 0,2 (s) là

I = I + I =3, 612 0,899+ =4, 511(kA)

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

17 21

(0, 2).

ND ND

x

=

+ = 3, 612. 0, 232 0,1735 0, 232 ≈ 2, 067( kA )

+

2

18

ND ND B

'' ''

3

cb cb

tb

S I

U

100 3.18

kV

B NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N(1,1)

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: Tương tự như sơ đồ thay thế ngắn mạch ba pha

*) Sơ đồ thay thế thư tự nghịch: Vì X = X2 nên sơ đồ thay thế thứ tự nghịch giống sơ đồ thứ tự thuận, khác là sức điện động nối tắt

*) Sơ đồ thay thế thứ tự không

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

X3’ = 3,5.X3 = 3,5.0,063 = 0,221

X6’ = 3,5.X6 = 3,5.0,123 = 0,431

X7’ = 3,5.X7 = 3,5.0,109 = 0,382

XD4’ =X10’ = 3,5.X10 = 3,5.0,038 = 0,133

9

H

TN

dmTN

X X

S

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:

Vì sơ đồ thay thế thứ tự Nghịch giống sơ đồ thay thế thứ tự Thuận nên ta biến đổi tương tự như biến đổi đơn giản trong ngắn mạch ba pha và có kết quả như sau:

Vì không có sức điện động nên ta ghép song song hai nhánh NĐ và TĐ ta được:

Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Nghịch

23 22

2 24 23 22

23 22

0,099.0,515

0,099 0,515

X X

*) Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Không

Bước 1:

Biến đổi tam giác 3', 6', 7 → sao 25,26,27.

Ta có: D x = 3' + x6' + x7' = 0, 221 0, 431 0,382 1, 034 + + =

' '

25

0, 092

1, 034

X X

X

D

' '

3 7

26

0, 221.0, 328

0, 07

1, 034

X X

X

D

' '

27

0,159 1,034

X X

X

D

'

28 8 10 11 0, 092 0,133 0, 088 0,313

0,156 0,313

Bước 3:

Bước 4

Biến đổi sao 26, 30, 31→ tam giác thiếu 32, 33.

26 30

32 26 30

31

0,1445 0,07 0, 253

0, 263

X X

X

26 31

33 26 31

30

0,07 0, 263 0, 46

0,1445

X X

X

Bước 5:

4 32

34 4 32

4 32

0, 253.0,0525

0, 253 0,0525

X X

Bước 6:

Bước 7:

Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Không

0, 46.0,043

0, 46 0,043

X X

3) Tính dòng ngắn mạch siêu quá độ I" tạiđiểm ngắn mạch:

Vì ngắn mạch hai pha chạm đất nên:

2 0

0, 083.0, 039

0,083 0,039

X X

∑ ∑

X X m

∑ ∑

∑ ∑

Sơ đồ phức hợp

1 36 23

22

0,099 0, 027 0,131

0,515

td

X X

X

∆

∆

22

23

0,099

td

X X

X

∆

∆

''

1

0,131 0,682

a

I

Vậy dòng ngắn mạch siêu quá độ là:

1

100

cb

tb

S

U

4) Tính áp và dòng các pha đầu cực máy phát ND2 khi xảy ra ngắn mạch:

*) Dòng các pha tại đầu cực máy phát ND2 khi xảy ra ngắn mạch

Ia1 = 8,883

0

0,039

0,083 0,039

X

∑

∑ ∑

Thuận Nghịch

1

0,515

0,099 0,515

ND

a

+ 2

0,515

0, 099 0,515

ND a

+

Dòng nhánh phía nhiệt điện 1 thứ tự thuận:

21

0, 232

0, 232 0,1735

X

Dòng nhánh phía nhiệt điện 1 thứ tự nghịch:

0

0, 039

0, 083 0, 039

X

∑

Dòng trên các pha A, B, C đầu cực máy phát ND2 có xét đến tổ đấu dây của MBA B2 tổ đấu dây 11 giờ là:

Pha A:

2

I = I e + I e− =

≈ 3,105 + j 2, 573

| ND | 3,105 2,573 4,03

A

Dạng đơn vị có tên:

3.18

ND A

Pha B:

2

= 4,365.( − + − j ) ( 0,78) j =

= − j 5,145

2

| ND | 5,145

B

Dạng đơn vị có tên:

3.18

ND B

Pha C:

2

≈ − 3,105 + j 2,573

| ND | ( 3,105) 2,573 4,03

C

Dạng đơn vị có tên:

3.18

ND C

*) Áp các pha tại đầu cực máy phát ND 2 khi xảy ra ngắn mạch.

Giá trị điện áp các vị trí được tính như sau:

-Pha A

U

0,135 j 0,591

≈ − +

| UaF | = − ( 0,135) + 0,591 ≈ 0,367

Dạng đơn vị có tên:

18 0,367 3,814( )

3

aF

-Pha B

30 240 30 120

bF 1 . j . j 2 . j j 0, 475.( ) 0, 205.( )

U

0, 27

=

| UbF | 0, 27 =

Dạng đơn vị có tên:

118

3

bF

-Pha C

30 120 30 240

cF 1 . j . j 2 . j j

U e e U e− e

U

≈ − 0,135 − j 0,591

| UcF | = − ( 0,135) + − ( 0,591) ≈ 0,367

Dạng đơn vị có tên:

18 0,367 3,814( )

3

cF

Tóm lại :

Khi bình thường :

176,5

5, 66( ) 3.18

I = I = = I ≈ kA

18

10,392 3

Khi ngắn mạch : IaN = IbN = 12,93( ) kA ; IbN = 16,5( ) kA

UaN = UbN = 3,814( kV ); UbN = 2,806( kV )