Bài tập dài môn ngắn mạch (Đề số 2)

Chia sẻ: dung88dragon

Ngắn mạch là hiện tượng các pha chập nhau ( đối với mạng trung tính cách ly hoặc nối đất) hoặc hiện tượng các pha chập nhau và chạm đất( mạng trung tính nối đất trực tiếp). Nói một cách khác, ngắn mạch là hiện tượng mạch điện bị nối tắt qua một tổng trở rất nhỏ, xem như bằng không.

Bạn đang xem 7 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Bài tập dài môn ngắn mạch (Đề số 2)

Bài tập dài môn ngắn mạch. Đề
số: 02
I/ TÍNH NGẮN MẠCH 3 PHA:
1. Cho Scb = 100 MVA và Ucb = điện áp trung bình các cấp tức là bằng
230kV, 115kV và 10,5kV
Ta có sơ đồ thay thế của sơ đồ lưới điện như sau:
1 2 6 8 9 10 11 12
0,1 0,0 0,1 - 0,0 0,0 0,0 0,1
56 84 81 0,00 46 38 69 17
F1 2
F3
3 7
0,1 0,0
36 91

4
0,0
84
5
0,1
56
F2



Giá trị các điện kháng trong sơ đồ được tính như sau:
S cb 100
X1 = X5 = XF1 = Xd''. S = 0,183. = 0,156
dmF 117,5
U N % S cb 10,5 100
X2 = X4 = XB1 = 100 S = 100 . 125 = 0,084
dmB

S cb 100
X3 = Xdây2 = xth.L. U 2 = 0,4.45. 1152 = 0,136
tb

S cb 100
X7 = Xdây3 = xth.L. U 2 = 0,4.30. 1152 = 0,091
tb

S cb 100
X6 = Xdây1 = xth.L. U 2 = 0,4.60. 1152 = 0,181
tb
T
U N % S cb 1 S
X8= X TN = = .(U N + U N − U N ). cb =
T CT TH CH
.
100 S dmTN 2.100 S dmTN
1 100
= (11 + 20 − 32). = −0,002
2.100 250
UC% S 1 S
C
X9= X TN = N . cb = .(U N + U N − U N ). cb =
CT CH TH

100 S dmTN 2.100 S dmTN
1 100
= (11 + 32 − 20). = 0,046
2.100 250

-1-
Bài tập dài môn ngắn mạch. Đề
số: 02
L S cb 100 100
X10 = Xdây4 = xth. . 2
= 0,4. . = 0,038
2 U tb 2 230 2
U N % S cb 11 100
X11 = XB3 = 100 S = 100 . 160 = 0,069
dmB

S cb 100
X12 = XF3 = Xd''. S = 0,15. 127,8 = 0,117
dmF


2. Biến đổi sơ đồ thay thế về dạng đơn giản:
Biến đổi tam giác 3, 6, 7 về sao 15, 16, 17:
D = X3 + X6 + X7 = 0,136 + 0,181 + 0,091 =0,408
X 3 . X 6 0,136.0,181
X15 = = = 0,060
D 0,408
X 3 . X 7 0,136.0,091
X16 = D = 0,408 = 0,030
X 6 . X 7 0,181.0,091
X17 = D = 0,408 = 0,040
13 15 17 18 19
0,2 0,0 0,0 0,4 0,2
4 6 40 4 24
F1 F3
16
0,0
3
14
0,2
4
F2

X13 = X1 + X2 = 0,156 + 0,084 = 0,24
X14 = X5 + X4 = 0,156 + 0,084 = 0,24
X18 = X8 +X9 = -0,002 + 0,046 = 0,044
X19 = X10 + X11 + X12 = 0,038 + 0,069 + 0,117 = 0,224
20 22 19
0,3 0,0 0,2
84 24
F1 F3
21
0,2
7
F2



-2-
Bài tập dài môn ngắn mạch. Đề
số: 02
X20 = X13 + X15 = 0,24 + 0,06 = 0,3

X21 = X14 + X16 = 0,03 + 0,24 = 0,27

X22 = X17 + X18 = 0,04 + 0,044 = 0,084

23 22 19
0,1 0,0 0,2
42 84 24
F1, F3
F2
X .X 0,30.0,27
X23 = X20//X21 = X + X = 0,30 + 0,27 = 0,142
20 21

20 21


Vậy sơ đồ dạng đơn giản của hệ thống như sau:
XtđNĐ XtđTĐ
0,226 0,224

F1, F2 F3
2 x 127,8MVA
117,5MVA
XtđNĐ = X22 + X23 = 0,142 + 0,084 = 0,226

XtđTĐ = X19 = 0,224

3. Tính dòng ngắn mạch tại điểm ngắn mạch nói trên với t = 0,2
giây:

+ Nhánh nhiệt điện:(F1 và F2)
Σ
S dmND 2.117,5
XttNĐ= X tdND . = 0,226. = 0,531
S cb 100

Σ
S dmND 2.117,5
I Σ
dmND = = = 0,589kA
3.U tb 3.230

Tra đường cong tính toán của máy phát tuabin hơi đ ược v ới X ttNĐ = 0,531
ta có:

I NND (0,2) = 1,55
*

* Σ
Vậy: INNĐ(0,2) = I NND . I dmND = 1,55.0,589 = 0,913 kA
+ Nhánh thuỷ điện:(F3)

-3-
Bài tập dài môn ngắn mạch. Đề
số: 02
Σ
S dmTD 127,8
XttTĐ= X tdTD . = 0,224. = 0,286
S cb 100

Σ
S dmTD 127,8
I Σ
dmTD = = = 0,321kA
3.U tb 3.230
Tra đường cong tính toán của nhà máy tuabin nước với XttTĐ = 0,286 ta có:

I NTD (0,2) = 3,6
*

* Σ
Vậy: INTĐ(0,2) = I NTD .I dmTD = 3,6.0,321 = 1,156 kA
Dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch ứng với t = 0,2s là

IN(0,2) = INNĐ(0,2) + INTĐ(0,2) = 0,913 + 1,156 = 2,069 kA

4. Tính dòng điện ngắn mạch tại đầu cực máy phát điện F3:

Ở trên ta đã biết dòng điện tại điểm ngắn mạch là I N = 2,069 kA vậy
dòng điện chạy từ F3 đến điểm ngắn mạch là:
X tdND 0,226
INF3 - NM = IN X = 2,069. = 1,039kA
tdND + X tdTD 0,226 + 0,224
Dòng điện ngắn mạch tại đầu máy phát F3 là:
242
INF3 = INF3 - NM .KB3 = 1,039 . 13,8 = 18,22kA

5. Tính điện áp tại đầu cực máy phát F3:
Từ trên có INF3 - NM = 1,039 kA, dòng điện chạy từ F3 đến điểm ngắn mạch
dạng tương đối cơ bản là:
1 3.230
I cb = I N - NM .
F3 F3
= 1,039 = 4,139
I cb 100

Điện áp tại đầu cực máy phát F3 ở dạng tương đối cơ bản là:

UF3cb= IF3cb.(X10 + X11) = 4,139.(0,038 + 0,069) = 0,443

Cuối cùng, điện áp dây tại đầu cực máy phát F3 ở dạng có tên là:

UF3 = UF3cb.Utb = 0,443.10,5 = 4,625 kV
Đáp số:
3. Dòng ngắn mạch tại điểm ngắn mạch với t=0,2s:
IN(0,2) = 2,069 kA
4. Dòng ngắn mạch tại đầu cực máy phát F3:

-4-
Bài tập dài môn ngắn mạch. Đề
số: 02
IN(F3) = 18,22 kA
5. Điện áp tại đầu cực máy phát F3:
UF3 = 4,652 kV
II/ TÍNH NGẮN MẠCH LOẠI NGẮN MẠCH N(1):
1. Lập sơ đồ thay thế các thứ tự thuận, nghịch và không:
a) Sơ đồ thay thế thứ tự thuận: Tương tự như ở ngắn mạch 3 pha trên:
1 2 6 8 9 10 11 12
0,1 0,0 0,1 - 0,0 0,0 0,0 0,1
56 84 81 0,00 46 38 69 17
F1 2
F3
3 7
0,1 0,0
36 91

4
0,0
84
5
0,1
56
F2

a) Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch: Tương tự như sơ đồ thứ tự thuận vì X'' d= X2
chỉ khác là không tồn tại sức điện động E.
1 2 6 8 9 10 11 12
0,1 0,0 0,1 - 0,0 0,0 0,0 0,1
56 84 81 0,00 46 38 69 17
2
3 7
0,1 0,0
36 91

4
0,0
84
5
0,1
56




-5-
Bài tập dài môn ngắn mạch. Đề
số: 02
a) Sơ đồ thay thế thứ tự không: Dòng I0 chỉ chạy qua các cuộn dây đấu sao có
nối đất và chạy quẩn trong cuộn dây đấu tam giác do đó ta có s ơ đ ồ th ứ tự
không như sau:



2 6' 8 9 10' 11
0,0 0,5 - 0,0 0,1 0,0
84 43 0,00 46 14 69
2
3' 7'
0,4 0,2 24
08 73 0,0
82
4
0,0
84




Trong đó: Vì Xkh=3.Xth nên:
X'6 = 3.X6 = 3.0,181 = 0,543
X'3 = 3.X3 = 3.0,136 = 0,408
X'7 = 3.X7 = 3.0,091 = 0,273
X'10 = 3.X10 = 3.0,038 = 0,114
H
U N % S cb 1 S
X24= X TN = = .(U N + U N − U N ). cb =
H CH TH CT
.
100 S dmTN 2.100 S dmTN
1 100
= (32 + 20 − 11). = 0,082
2.100 250
2. Biến đổi các sơ đồ về dạng đơn giản:
a) Sơ đồ thứ tự thuận: Tương tự như ở phần I được:

XtđNĐ XtđTĐ
0,226 0,224

F1, F2 F3
2 x 127,8MVA
117,5MVA


b) Sơ đồ thứ tự nghịch: Tương tự như ở sơ đồ thứ tự thuận trên nhưng do
không tồn tại E nên ta gộp 2 nhánh lại với nhau được:

0,1
-6-
12
Bài tập dài môn ngắn mạch. Đề
số: 02




Trong đó:
Σ 0,226.0,224
X 2 = X tdND // X tdTD = = 0,112
0,226 + 0,224
c) Sơ đồ thứ tự không:
Chuyển tam giác X'3, X'6, X'7 thành sao 24, 25, 26:
D = X'3 + X'6 + X'7 = 0,408 + 0,543 + 0,273 = 1,224
X ,3 . X 6 0,408.0,543
,

X24 = = = 0,181
D 1,224
X ,3 . X 7 0,408.0,273
,

X25 = = = 0,091
D 1,224
X ,6 . X 7 0,543.0,273
,

X26 = = = 0,121
D 1,224
X27 = X'10 + X11 = 0,114 + 0,096 = 0,183
2 24 26 8 9 27
0,0 0,1 0,12 - 0,0 0,1
84 81 1 0,00 46 83
2
24
25
0,0
0,0
82
91
4
0,0
84


X28 = X2 + X24 = 0,084 + 0,181 = 0,265
X29 = X25 + X4 = 0,091 + 0,084 = 0,175
X30 = X26 + X8 = 0,121 - 0,002 = 0,119

28 30 9 27
0,2 0,11 0,0 0,1
65 9 46 83

29 24
0,1 -7- 0,0
75 82
Bài tập dài môn ngắn mạch. Đề
số: 02




X 28 . X 29 0,265.0,175
X31 = = = 0,105
X 28 + X 29 0,265 + 0,175
31 30 9 27
0,1 0,11 0,0 0,1
05 9 46 83

24
0,0
82



X32 = X31 + X30 = 0,105 + 0,119 = 0,224
X 32 . X 24 0,224.0,082
X33 = = = 0,06
X 32 + X 24 0,224 + 0,082
32 9 27 33 9 27
0,22 0,0 0,0 0,06 0,0 0,1
4 46 69 46 83

24
0,0 34 27
82 0,0 0,1
46 83


X34 = X33 + X9 = 0,06 + 0,046 = 0,106
X 34 . X 27 0,106.0,183
Σ
X0 = = = 0,067 0,0
X 34 + X 27 0,106 + 0,183
67



3. Tính dòng siêu quá độ I'' tại điểm ngắn mạch:
Vì xét ngắn mạch N(1) nên ta có:
Σ Σ
X∆ = X 2 + X 0 = 0,112 + 0,067 = 0,179 và m(1) = 3
Ta có sơ đồ phức hợp sau:
XtđNĐ X X X
tđTD tđ1
tđ2
0,226 0,224 0,586 0,580
F1, F2 F3 F1, F2 F3
2x117,5 X∆ 127,8 MVA -8-2x117,5 127,8 MVA
MVA 0,1 MVA
79
Bài tập dài môn ngắn mạch. Đề
số: 02




Với :
X .X ∆ 0,226.0,179
Xtđ1= X tdND + X ∆ + X = 0,226 + 0,179 + = 0,586
tdND

tdTD 0,224
X ∆ .X 0,224.0,179
Xtđ2= X tdTD + X ∆ + X = 0,224 + 0,179 + = 0,580
tdTD

tdND 0,226
Dòng điện pha A thành phần thứ tự thuận I'' a1 dạng tương đối cơ bản tại
điểm ngắn mạch là:
1 1 1 1
I''a1= X + X = 0,586 + 0,580 = 3,431
td1 td2

Dòng siêu quá độ tại điểm ngắn mạch dạng có tên là:
S cb 100
(1) ,,
I''N = m .I a1 . = 3.3,431. = 2,584kA
3.U tb 3.230

4. Dòng qua dây trung tính của các máy biến áp:

Phần trên ta đã biết Ia1 = 3,431, do đang xét ngắn mạch N (1) nên dòng điện
ngắn mạch thứ tự không dạng tương đối cơ bản là:

Ia0 = Ia1 = 3,431

Dòng thứ tự không tại điểm ngắn mạch là:

I0 = 3.Ia0 = 3.3,431 = 10,293

Ta có sơ đồ phân bố dòng trên sơ đồ thứ tự không như sau:
2 24 26 8 9 27
0,0 0,1 0,12 - 0,0 0,1
84 81 1 0,00 46 83
2
24
25 I0
0,0
0,0
82
91
4
0,0
84
-9-
Bài tập dài môn ngắn mạch. Đề
số: 02



Từ sơ đồ thay thế thứ tự không ta có:

+ Dòng chạy trên nhánh 10' - 11 là:
X 34 0,106
I 0 ' −11 = I 0
10
= 10,293. = 3,775
X 34 + X 27 0,106 + 0,183

+ Dòng chạy trên nhánh 33-9 là:
I 0 −9 = I 0 − I 0 ' −11 = 10,293 − 3,775 = 6,518
33 10


+ Dòng chạy trên nhánh 24 là:
X 32 0,224
I 0 = I 0 −9
24 33
= 6,518. = 4,771
X 32 + X 24 0,224 + 0,082
+ Dòng chạy trên nhánh 26-8 là:
I 0 −8 = I 0 −9 − I 0 = 6,518 − 4,771 = 1,747
26 33 24


+ Dòng chạy trên nhánh 4-25 là:
X 28 0,265
I 0 − 25 = I 0 −8
4 26
= 1,747. = 1,052
X 28 + X 29 0,265 + 0,175
+ Dòng chạy trên nhánh 2-24 là:
I 0 − 24 = I 026−8 − I 0 − 25 = 1,747 − 1,052 = 0,695
2 4



Ta có thể biểu diễn kết quả tính toán đường đi của dòng thứ tự không trên sơ
đồ thứ tự không như sau:
0,69 1,74 6,51 N(1 3,77
5 7 8 )
5
I0=10,29
4,77
1 3

1,05
2




Tại điểm ngắn mạch theo định luật Kirhoff 1 có:

IΣ = 4,771 + 1,052 + 0,695 + 3,775 - 10,293 = 0


-10-
Bài tập dài môn ngắn mạch. Đề
số: 02
* Tính dòng điện chạy qua dây trung tính và dòng chạy quẩn trong cuộn dây
nối tam giác của các máy biến áp trong sơ đồ thứ tự không:

+ Máy biến áp B1:(ứng với nhánh 2 trên sơ đồ thứ tự không)
- Dòng qua dây trung tính:
S cb 100
I 0BTT = I 0 − 24 .
1 2
= 0,695. = 0,349kA
3.U tb 3.115
- Dòng chạy quẩn trong cuộn dây nối tam giác:
I 0 − 24
2
S cb 0,695 100
I 0B∆ =
1
. = . = 1,274kA
3 3.U tb 3 3.10,5
+ Máy biến áp B2:(ứng với nhánh 4 trên sơ đồ thứ tự không)
- Dòng qua dây trung tính:
S cb 100
I 0BTT = I 0 − 25 .
2 4
= 1,052. = 0,528kA
3.U tb 3.115
- Dòng chạy quẩn trong cuộn dây nối tam giác:
I 0 − 25
4
S cb 1,052 100
I 0B∆2 = . = . = 1,928kA
3 3.U tb 3 3.10,5
+ Máy biến áp B3:(ứng với nhánh 11 trên sơ đồ thứ tự không)
- Dòng qua dây trung tính:
S cb 100
I 0BTT = I 0 ' −11 .
3 10
= 3,775. = 1,895kA
3.U tb 3.115
- Dòng chạy quẩn trong cuộn dây nối tam giác:
I 0 ' −11 S cb
10
3,775 100
I B3
0∆ = . = . = 6,919kA
3 3.U tb 3 3.10,5
+ Máy biến áp TN:(ứng với nhánh 24 và 9 trên sơ đồ thứ tự không)
- Dòng qua dây trung tính:
S cb 100
I 0TT = I 0 .
TN 24
= 4,771. = 2,395kA
3.U tb 3.115
- Dòng chạy quẩn trong cuộn dây nối tam giác:
24
I0 S cb 4,771 100
I 0∆ =
TN
. = . = 8,745kA
3 3.U tb 3 3.10,5

5. Tính dòng các pha tại đầu cực máy phát F3 khi ngắn mạch:

Vì ngắn mạch N(1) nên ta có:

Ia2 = Ia1 = Ia0 = 3,431

Để xác định dòng đầu cực của F3, trước hết ta phải xác định các thành
phần dòng thứ tự thuận và nghịch phía máy phát F 3 từ các sơ dồ thay thế thứ
-11-
Bài tập dài môn ngắn mạch. Đề
số: 02
tự thuận và nghịch (Không tồn tại dòng thứ tự không vì máy phát có trung tính
cách điện).

Phần trước ta đã có sơ đồ thay thế thuận và nghịch như sau:
XtđNĐ XtđTĐ XtđNĐ XtđTĐ
0,226 0,224 0,226 0,224

F1, F2 F3
Ia
2 x Ia 127,8MVA
117,5MVA
+ Dòng nhánh phía máy phát F3 thứ tự thuận bằng thứ tự nghịch và bằng:
1
2

0,226
I a1 = I aF23 = 3,431.
F3
= 1,723
0,224 + 0,226
Dòng trên các pha A, B, C tại đầu cực máy phát F 3 có xét đến tổ đấu dây
của máy biến áp B3 sao không - tam giác - 11 được tính như sau:
- Pha A:
I A = I aF13 .e j 30 + I aF23 .e − j 30
3 1 3 1
= 1,723.( + j + − j ) = 1,723. 3 = 2,984
2 2 2 2
Dạng đơn vị có tên là:
100
I A = 2,984.
KA
= 16,408kA
3.10,5
- Pha B:
I B = I aF13 .e j 30 .e j 240 + I aF23 .e − j 30 .e j120
= 1,723.(e j 270 + e j 90 ) = 1,723.( − j + j ) = 0
- Pha C:
I C = I aF13 .e j 30 .e j120 + I aF23 .e − j 30 .e j 240
3 1 3 1
= 1,723.(e j150 + e j 210 ) = 1,723.( − + j − − j ) = −1,723. 3 = −2,984
2 2 2 2
Dạng đơn vị có tên là:
100
I C = −2,984.
KA
= −16,408kA
3.10,5
6. Tính điện áp các pha tại đầu cực máy phát F3 khi ngắn mạch:
Giá trị điện áp ở dạng tương đối cơ bản tại điểm ngắn mạch được tính
như sau:
Σ Σ
U a1 = j. I a1 .( X 2 + X 0 ) = j.3,431.( 0,112 + 0,067) = j.0,614
Σ
U 2 a = − j. I a 2 . X 2 = − j.3,431.0,112 = − j.0,384
Giá trị điện áp ở dạng tương đối cơ bản tại đầu cực máy phát F 3 được
tính như sau:
-12-
Bài tập dài môn ngắn mạch. Đề
số: 02
U a1 = U a1 + j. I a1 .( X 10 + X 11 ) = j.0,614 + j.1,723(0,038 + 0,069) = j.0,798
F3 F3


U a2 = U a2 + j. I a 2 .( X 10 + X 11 ) = − j.0,384 + j.1,723(0,038 + 0,069) = − j.0,202
F3 F3


Điện áp tại đầu cực máy phát F3 được tính như sau:
* Pha A:
U A = U aF3 .e j 30 + U aF3 .e − j 30 = j.0,798.e j 30 − j.0,202.e − j 30 =
F3
1 2


= ( −0,399 − 0,101) + j.(0,691 − 0,175) = −0,500 + j.0,516
U A 3 = 0,500 2 + 0,516 2 = 0,719
F


Điện áp pha A dạng có tên ở đầu cực máy phát F3 là:
UA3
F
0,719
U KV
A = .U tb = .10,5 = 4,359kV
3 3
* Pha B:
U B = U aF3 .e j 30 .e j 240 + U aF3 .e − j 30 .e j120 = j.0,798.e j 270 − j.0,202.e j 90 =
F3
1 2


= j.0,798( − j ) − j.0,202.( j ) = 1
UB 3 =1
F


Điện áp pha B dạng có tên ở đầu cực máy phát F3 là:
UB 3
F
1
U KV
B = .U tb = .10,5 = 6,062kV
3 3
* Pha C:
U C = U aF3 .e j 30 .e j120 + U a 2 .e − j 30 .e j 249 = j.0,798.e j150 − j.0,202.e j 210 =
F3
1
F3



= ( −0,399 − 0,101) − j.(0,691 − 0,175) = −0,500 − j.0,516
U C 3 = 0,500 2 + 0,516 2 = 0,719
F


Điện áp pha C dạng có tên ở đầu cực máy phát F3 là:
UC 3
F
0,719
U KV
C = .U tb = .10,5 = 4,359kV
3 3
Đáp số:
3. Dòng siêu quá độ tại điểm ngắn mạch là:

I''N = 2,584 kA

4. Dòng qua dây trung tính và dòng chạy quẩn trong cuộn
dây các máy biến áp là:

+ Máy biến áp B1:

I TT1 = 0,349kA
B


I ∆ 1 = 1,274kA
B



-13-
Bài tập dài môn ngắn mạch. Đề
số: 02
+ Máy biến áp B2:

I TT2 = 0,528kA
B


I ∆ 2 = 1,927kA
B




+ Máy biến áp B3:

I TT3 = 1,895kA
B


I ∆ 3 = 6,919kA
B




+ Máy biến áp TN:

I TT = 2,395kA
TN


I ∆ = 8,745kA
TN




5. Dòng các pha tại đầu cực máy phát F3:

+ Pha A: I A = 16,408kA
KA




+ Pha B: I B = 0kA
KA




+ Pha C: I C = −16,408kA
KA




6. Điện áp các pha tại đầu cực máy phát F3:

+ Pha A: U A = 4,359kV
KV




+ Pha B: U B = 6,062kV
KV




+ Pha C: U C = 4,359kV
KV




-14-
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản