Bài tập dài ngắn mạch 2009 BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH Thông số : ND1, ND2 : S đm = 75 MVA; U đm = 10,5kV; Cosφ= 0,8; X d ’’ = X 2 = 0,146 ; TDK TD : S đm = 117,7 MVA ; U đm = 13,8kV;Cosφ= 0,85 ;X d ’’ = X 2 = 0,21; TDK B1, B2 : S đm = 80 MVA ; U đm = 10,5/115 kV ; U N % = 10,5% B3 : S đm = 125 MVA ; U đm = 13,8/242 kV ; U N % = 11% TN : S đm = 125 MVA ; U đm = 230/121/13,8kV; U N CT = 11%; Các thông số đường dây : D 1 : 45km; D 2 : 23km; D 3 : 40km; D 4 : 80km. Cả 4 dây có x 0 = 0,4Ω/km ; X kh = 3,5X th . A. NGẮN MẠCH BA PHA N (3) 1. Chọn S cb = 100MVA, U cb =U tb 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 ND 1 khi xảy ra ngắn mạch. B. NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N (1) 1. Chọn S cb = 100MVA, U cb =U tb các cấp, lập 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 MF ND 1 khi xảy ra ngắn mạch. PHẦN A : NGẮN MẠCH BA PHA N (3) Vũ Hoàng Hà _ Đ 1 -H 1 Page 1 Bài tập dài ngắn mạch 2009 1. Lập sơ đồ thay thế Chọn S cb = 100MVA; U cb = U tb các cấp. Ta có sơ đồ thay thế dạng tương đối cơ bản : Tính toán giá trị các điện kháng dạng tương đối cơ bản X 1 = X 7 = X NĐ1 = x d ’’ . 1 cb dmND S S = 0,146 . 100 75 = 0,195 X 2 = X 6 = X B1 = % 100 N U . 1 cb dmB S S = 10,5 100 . 100 80 = 0,1313 X 3 = X D1 = 0 1 2 . . sb tb S X L U = 0,4 . 45 . 2 100 115 = 0,136 X 4 = X D2 = 0 2 2 . . sb tb S X L U = 0,4 . 23 . 2 100 115 = 0,0696 X 5 = X D3 = 0 3 2 . . sb tb S X L U = 0,4 . 40 . 2 100 115 = 0,121 X 10 = X D4 = 4 0 2 . . 2 sb tb S L X U = 0,4 . 80 2 2 100 230 = 0,0302 Xét máy biến áp (MBA) tự ngẫu ta có : Vũ Hoàng Hà _ Đ 1 -H 1 Page 2 Bài tập dài ngắn mạch 2009 1 1 ( ) (11 31 19) 11,5 2 2 C C T C H T H N N N N U U U U − − − = + − = + − =  9 % 11,5 100 . . 0,092 100 100 125 C C N cb TN dmTN U S X X S = = = = 1 1 ( ) (11 19 31) 0 2 2 T C T T H C H N N N N U U U U − − − = + − = + − ≈  8 0X ≈  1 1 ( ) (31 19 11) 19,5 2 2 H C H T H C T N N N N U U U U − − − = + − = + − = X 11 = X B3 = % 100 N U . 3 cb dmB S S = 11 100 . 100 125 = 0,088 X 12 = X TĐ = x d ’’ . cb dmTD S S = 0,21 . 100 117,7 = 0,1784 2. Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản - Ghép nối tiếp các điện kháng (X 1 , X 2 ); (X 6 , X 7 ); (X 8 , X 9 , X 10 , X 11 , X 12 ) X 13 = X 14 = X 13 + X 13 = 0,195 + 0,1313 = 0,3263 X 15 = X 8 +X 9 +X 10 +X 11 +X 12 = 0+0,092+0,0302+0,088+0,1784=0,3886 - Biến đổi tam giác (3 ,4, 5) thành hình sao (16, 17, 18) Đặt 3 4 5 0,136 0,0696 0,121 0,3266D X X X = + + = + + = Vũ Hoàng Hà _ Đ 1 -H 1 Page 3 Bài tập dài ngắn mạch 2009 3 4 16 . 0,136.0,0696 0,029 0,3266 X X X D = = = 3 5 17 . 0,136.0,121 0,05 0,3266 X X X D = = = 4 5 18 . 0,0696.0,121 0,0258 0,3266 X X X D = = = - Ghép nối tiếp các điện kháng (15, 17) ; (18, 14) 19 15 17 0,3886 0,05 0,4386X X X = + = + = 20 14 18 0,3263 0,0258 0,3521X X X = + = + = Biến đổi hình sao (16, 19, 20) thành tam giác thiếu (21, 22) 16 20 21 16 20 19 . 0,029.0,3521 0,029 0,3521 0,404 0,4386 X X X X X X = + + = + + ≈ Vũ Hoàng Hà _ Đ 1 -H 1 Page 4 Bài tập dài ngắn mạch 2009 16 19 22 16 19 20 . 0,029.0,4386 0,029 0,4386 0,5037 0,3521 X X X X X X = + + = + + ≈ - Ghép song song 2 nhánh nhiệt điện, ta được sơ đồ dạng đơn giản gồm có 2 nguồn : 13 21 23 13 21 . 0,3263.0,404 0,1805 0,3263 0,404 X X X X X = = = + + 3. Tính dòng ngắn mạch tại thời điểm t = 0,2s - Xét nhánh nhiệt điện : Điện kháng tính toán nhiệt điện tổng : 23 2.75 . 0,1805. 0,27075 100 dmND ttND cb S X X S ∑ ∑ = = = Tra đường cong tính toán được I * N (0,2) = 2,71 2.75 0,753( ) 3 3.115 dmND dmND tb S I kA U ∑ ∑ = = =  (0,2) 2,71.0,753 2,04( ) ND I kA = = - Xét nhánh thủy điện : Điện kháng tính toán nhánh thủy điện : Vũ Hoàng Hà _ Đ 1 -H 1 Page 5 Bài tập dài ngắn mạch 2009 22 117,7 . 0,5037. 0,5928 100 dmTD ttTD cb S X X S ∑ ∑ = = = Tra đường cong tính toán của máy phát thủy lực có TĐK ta được : I N * (0,2) = 1,71 Xét quy về cấp điện áp chứa điểm ngắn mạch là 115kV, ta có : 117,7 0,59( ) 3 3.115 dmTD dmTD tb S I kA U ∑ ∑ = = =  (0,2) 1,71.0,59 1,0089( ) TD I kA = = Vậy dòng ngắn mạch tại thời điểm t = 0,2s là : I N (0,2) = I ND (0,2) + I TD (0,2) = 2,04 + 1,0089 = 3,0489 (kA) 4. Xác định áp và dòng tại đầu cực máy phát NĐ 1 khi xảy ra ngắn mạch a. Xác định dòng Ta có : I N (0,2) = 3,0489 (kA)  22 23 22 0,5037 (0,2) (0,2) 3,0489 2,2445( ) 0,5037 0,1805 ND TD N N TD ND X X I I I kA X X X X Σ Σ = × = × = × = + + + 21 1 13 21 0,404 2,2445 1,2416 0,3263 0,404 ND ND X I I X X Σ = × = × = + + (kA) Vũ Hoàng Hà _ Đ 1 -H 1 Page 6 Bài tập dài ngắn mạch 2009 b. Xác định điện áp Xét quy về cấp điện áp 115 kV ta có : 1 1 1 1,2416 2,473 100 3 115 3 tdcb ND ND ND cb cb tb I I I S I U = = = = ×  1 1 13 2,473 0,3263 0,807 tdcb tdcb ND ND U I X = × = × =  Điện áp đầu cực máy phát : 1 1 115 0,807 10,5 8,4735( ) 115 10,5 kV tdcb ND ND U U kV = × = × = PHẦN B. TÍNH NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N (1) 1. Lập sơ đồ thay thế thứ tự Thuận, Nghịch, Không. a. Sơ đồ thứ tự Thuận Sơ đồ thứ tự Thuận tương tự như sơ đồ thay thế của ngắn mạch ba pha. b. Sơ đồ thứ tự Nghịch Vũ Hoàng Hà _ Đ 1 -H 1 Page 7 Bài tập dài ngắn mạch 2009 c. Sơ đồ tứ tự không Do các máy phát đều nối với các MBA đấu sao – tam giác có trung tính nối đất nên phần còn lại của sơ đồ xem như hở mạch. Ta có sơ đồ thứ tự không như sau: Theo giả thiết có X kh = 3,5X th nên ta có : ' 3 3 3,5 3,5.0,136 0,476X X= = = Vũ Hoàng Hà _ Đ 1 -H 1 Page 8 Bài tập dài ngắn mạch 2009 ' 4 4 3,5 3,5.0,0696 0,2436X X = = = ' 5 5 3,5 3,5.0,121 0,4235X X = = = 10 10 ' 3,5 3,5.0,0302 0,1057X X = = = 24 % 19,5 100 0,156 100 100 125 H H N cb TN dmTN U S X X S = = × = × = 2. Biến đổi các sơ đồ về dạng đơn giản a. Sơ đồ thứ tự thuận Các phép biến đổi và tính toán trong sơ đồ thứ tự thuận đã thực hiện trong phần tính toán ngắn mạch 3 pha (phần A) vì thế ta không cần trình bày lại dưới đây. b. Sơ đồ thứ tự nghịch - Các biến đổi và tính toán tương tự với sơ đồ thuận, ta có sơ đồ : - Ghép song song (X 22 , X 23 ) ta được sơ đồ đơn giản như sau : 22 23 25 22 23 . 0,1805.0,5037 0,1329 0,1805 0,5037 X X X X X = = = + + Vũ Hoàng Hà _ Đ 1 -H 1 Page 9 Bài tập dài ngắn mạch 2009 c. Sơ đồ thứ tự không - Ghép nối tiếp các điện kháng (X 9 , X 10 , X 11 , X 12 ) 26 9 10 11 ' 0,2857X X X X = + + = - Bỏ qua điện kháng X 8 , ghép song song (X 24 , X 26 ) 24 26 27 24 26 0,156 0,2857 0,1 0,156 0,2857 X X X X X × × = = = + + - Biến đổi hình tam giác (3’; 4’ ; 5’) thành hình sao (28, 29, 30) Đặt D = X 3’ + X 4’ + X 5’ = 0,476 + 0,2436 + 0,4235 = 1,1431 3' 4' 28 0,476 0,2436 0,1014 1,1431 X X X D × × = = = 3' 5' 29 0,476 0,4235 0,1764 1,1431 X X X D × × = = = 4' 5' 30 0,2436 0,4235 0,0902 1,1431 X X X D × × = = = - Ghép nối tiếp (X 29 , X 27 ) : X 31 = X 27 +X 29 = 0,1 + 0,1764 = 0,2764 Ta được sơ đồ như sau : Vũ Hoàng Hà _ Đ 1 -H 1 Page 10 [...]... đương như hình vẽ - Sơ đồ thứ tự Thuận : Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 11 Bài tập dài ngắn mạch 2009 - Sơ đồ thứ tự Nghịch : - Sơ đồ thứ tự Không : Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 12 Bài tập dài ngắn mạch 2009 3 Tính dòng ngắn mạch siêu quá độ Σ Tổng điện kháng thứ tự Nghịch : X 2 = 0,1329 Σ Tổng điện kháng thứ tự Không : X 0 = 0, 074 - Ngắn mạch một pha trạm đất nên theo sơ đồ phức dạng đơn giản ta có : Σ Σ N(1)... × X 22 0, 2069 × 0,5037 = 0, 2069 + 0,5037 + = 1, 288 X 23 0,1805 Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 13 Bài tập dài ngắn mạch 2009 1 1 I a1 '' = + = 943 2, 0, 4615 1, 288 Vậy dòng ngắn mạch siêu quá độ : IN’’ = 3 2,943 = 4,4325 (kA) 4 Xác định dòng và áp tại đầu cực MF ND1 khi xảy ra ngắn mạch a Xác định dòng Ngắn mạch một pha trạm đất N(1) nên ta có : I a1 = I a 2 = I a 0 = 2,943 (kA) Từ hai sơ đồ thứ tự Thuận.. .Bài tập dài ngắn mạch 2009 - Ghép song song (X30 , X31) : X 32 = X 30 × X 31 0, 0902 × 0, 2764 = = 0, 068 X 30 + X 31 0, 0902 + 0, 2764 - Ghép nối tiếp (X28, X32) : X33 = X28 + X32 = 0,1014 + 0,068 = 0,1694 -... aF21.e− j 30 = 1,1987.( + j ) + 1,1987.( − j ) = 2,076 2 2 2 2 F1 F 1 j 30 j 240 F 1 − j 30 j120 j 270 j 90 + Pha B : I B = I a1 e e + I a 2 e e = 1,1987.(e + e ) = 0 Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 14 Bài tập dài ngắn mạch 2009 F1 F 1 j 30 j120 F 1 − j 30 j 240 j150 j 210 + Pha C : I C = I a1 e e + I a 2 e e = 1,1987.(e + e ) = − 2, 076 - Chuyển sang dạng đơn vị có tên với cấp điện áp 10,5 kV S dm 100 F F I... jI F 1 X = − j 0,391 + j1,1987 × 0,1313 = − j 0, 234 a2 a2 &  U A = j 0, 766e F1 a2 j 30 2 − j 0, 234e − j 30 = −0,5 + j 0, 46 F U A 1 = (−0,5) 2 + 0, 462 = 0, 6794 Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 15 Bài tập dài ngắn mạch 2009 &F U B 1 = j 0, 766e j 30e j 240 − j 0, 234e − j 30e j120 = j (0, 766e 270 − 0, 234e90 ) = 1, 01 F U B 1 = 1, 01 &F U C 1 = j 0, 766e j 30e j120 − j 0, 234e − j 30 e j 240 = j (0, 766e150... F F F U A 1 ( kV ) = U C 1 ( kV ) = U A 1 × F F U B 1 (kV ) = U B 1 × U tb 3 = 0, 6794 × 10,5 = 4,1186 (kV) 3 U tb 10,5 = 1.01× = 6,1228 (kV) 3 3 • Kết quả : Dòng điện tại đầu cực MF ND1 khi xảy ra ngắn mạch là : F F F I A 1 = 11, 415 (kA) ; I B 1 = 0 ; I C 1 = −11, 415 (kA) Điện áp đầu cực MF : F F F U A 1 = 4,1186 (kV) ; U B 1 = 6,1228 (kV) ; U C 1 = 4,1186 (kV) Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 16 . Bài tập dài ngắn mạch 2009 BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH Thông số : ND1, ND2 : S đm = 75 MVA; U đm =. 11 Bài tập dài ngắn mạch 2009 - Sơ đồ thứ tự Nghịch : - Sơ đồ thứ tự Không : Vũ Hoàng Hà _ Đ 1 -H 1 Page 12 Bài tập dài ngắn mạch 2009 3. Tính dòng ngắn