BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH

Chia sẻ: Phuoc Hau | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:19

Thêm vào BST

Báo xấu

674
lượt xem 119
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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 ND1 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 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 ND1 khi xảy ra ngắn mạch....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH

Bài tập dài ngắn mạch 2009 BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH TĐ B3 D4 ND1 B1 TN D1 D2 D3 B2 NĐ2 Thông số : ND1, ND2 : Sđm = 75 MVA; Uđm = 10,5kV; Cosφ= 0,8; Xd’’ = X2 = 0,146 ; TDK TD : Sđm = 117,7 MVA ; Uđm = 13,8kV;Cosφ= 0,85 ;Xd’’ = X2 = 0,21; TDK B1, B2 : Sđm = 80 MVA ; Uđm = 10,5/115 kV ; UN% = 10,5% B3 : Sđm = 125 MVA ; Uđm = 13,8/242 kV ; UN% = 11% TN : Sđm = 125 MVA ; Uđm = 230/121/13,8kV; UNCT= 11%; Các thông số đường dây : D1 : 45km; D2 : 23km; D3 : 40km; D4 : 80km. Cả 4 dây có x0 = 0,4Ω/km ; Xkh = 3,5Xth. 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 ND1 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. Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 1
Bài tập dài ngắn mạch 2009 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 ND1 khi xảy ra ngắn mạch. PHẦN A : NGẮN MẠCH BA PHA N(3) 1. Lập sơ đồ thay thế Chọn Scb = 100MVA; Ucb = Utb các cấp. Ta có sơ đồ thay thế dạng tương đối cơ bản : 1 3 8 9 10 11 12 2 0,195 0,136 0 0, 092 0, 0302 0, 088 0,1784 0,1313 F1 F3 (TĐ) (NĐ1) 4 5 0, 0696 0,121 6 0,1313 7 0,195 F2 (NĐ2) Tính toán giá trị các điện kháng dạng tương đối cơ bản 100 X1 = X7 = XNĐ1 = xd’’. Scb = 0,146 . 75 = 0,195 SdmND1 UN % 10,5 100 Scb X2 = X6 = XB1 = 100 . = 100 . 80 = 0,1313 S dmB1 100 S sb 2 X3 = XD1 = X 0 .L1. U 2 = 0,4 . 45 . 115 = 0,136 tb Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 2
Bài tập dài ngắn mạch 2009 100 S sb 2 X4 = XD2 = X 0 .L2 . U 2 = 0,4 . 23 . 115 = 0,0696 tb 100 S sb 2 X5 = XD3 = X 0 .L3 . U 2 = 0,4 . 40 . 115 = 0,121 tb 80 100 L4 S sb 2 X10 = XD4 = X 0 . 2 . U 2 = 0,4 . 2 230 = 0,0302 tb Xét máy biến áp (MBA) tự ngẫu ta có : 1 C −T 1 UN = C (U N + U N − H − U N − H ) = (11 + 31 − 19) = 11,5 C T 2 2 C U N % S cb 11,5 100  X 9 = X TN = = = 0, 092 C . . 100 SdmTN 100 125 1 C −T 1 UN = T (U N + U N − H − U N − H ) = (11 + 19 − 31) T C 0 2 2  X8 0 1 C −H T −H C −T 1  U N = 2 (U N + U N − U N ) = 2 (31 + 19 − 11) = 19, 5 H UN % 11 100 Scb X11 = XB3 = 100 . S = 100 . 125 = 0,088 dmB 3 100 X12 = XTĐ = xd’’. Scb = 0,21 . 117, 7 = 0,1784 SdmTD 2. Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản - Ghép nối tiếp các điện kháng (X1 , X2); (X6 , X7); (X8, X9 , X10 , X11 , X12) X13 = X14 = X13 + X13 = 0,195 + 0,1313 = 0,3263 Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 3
Bài tập dài ngắn mạch 2009 X15 = X8 +X9 +X10 +X11 +X12 = 0+0,092+0,0302+0,088+0,1784=0,3886 - Biến đổi tam giác (3 ,4, 5) thành hình sao (16, 17, 18) 13 16 17 15 0, 3263 0, 029 0, 05 0, 3886 F1 18 F3 (TĐ) (NĐ1) 0, 0258 14 0, 3263 F2 (NĐ2) Đặt D = X 3 + X 4 + X 5 = 0,136 + 0, 0696 + 0,121 = 0,3266 X 3 . X 4 0,136.0, 0696 X 16 = = = 0, 029 D 0, 3266 X 3 . X 5 0,136.0,121 X 17 = = = 0, 05 D 0,3266 X 4 . X 5 0, 0696.0,121 X 18 = = = 0, 0258 D 0,3266 - Ghép nối tiếp các điện kháng (15, 17) ; (18, 14) Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 4
Bài tập dài ngắn mạch 2009 13 16 19 0,3263 0, 029 0, 4386 F1 F3 (NĐ1) 20 (TĐ) 0,3521 F2 (NĐ2) X 19 = X 15 + X 17 = 0,3886 + 0, 05 = 0, 4386 X 20 = X 14 + X 18 = 0,3263 + 0, 0258 = 0,3521 Biến đổi hình sao (16, 19, 20) thành tam giác thiếu (21, 22) 13 22 0,3263 0,5037 F1 F3 21 (NĐ1) (TĐ) 0, 404 F2 (NĐ2) X 16 . X 20 0, 029.0,3521 X 21 = X 16 + X 20 + = 0, 029 + 0,3521 + 0, 404 X 19 0, 4386 X 16 . X 19 0, 029.0, 4386 X 22 = X 16 + X 19 + = 0, 029 + 0, 4386 + 0, 5037 X 20 0,3521 Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 5
Bài tập dài ngắn mạch 2009 - Ghép song song 2 nhánh nhiệt điện, ta được sơ đồ dạng đơn giản gồm có 2 nguồn : 23 22 0,1805 0,5037 NĐΣ12 TĐ X 13 . X 21 0,3263.0, 404 X 23 = = = 0,1805 X 13 + X 21 0,3263 + 0, 404 3. Tính dòng ngắn mạch tại thời điểm t = 0,2s - Xét nhánh nhiệt điện : Điện kháng tính toán nhiệt điện tổng : SdmND 2.75 X ttND = X 23 . = 0,1805. = 0, 27075 Scb 100 Tra đường cong tính toán được I*N (0,2) = 2,71 SdmND 2.75 I dmND = = = 0, 753(kA) 3U tb 3.115  I ND (0, 2) = 2, 71.0, 753 = 2, 04(kA) - Xét nhánh thủy điện : Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 6
Bài tập dài ngắn mạch 2009 Điện kháng tính toán nhánh thủy điện : S dmTD 117, 7 X ttTD = X 22 . = 0,5037. = 0,5928 Scb 100 Tra đường cong tính toán của máy phát thủy lực có TĐK ta được : * N I (0,2) = 1,71 Xét quy về cấp điện áp chứa điểm ngắn mạch là 115kV, ta có : S dmTD 117, 7 I dmTD = = = 0,59(kA) 3U tb 3.115  ITD (0, 2) = 1, 71.0,59 = 1, 0089( kA) Vậy dòng ngắn mạch tại thời điểm t = 0,2s là : IN (0,2) = IND(0,2) + ITD (0,2) = 2,04 + 1,0089 = 3,0489 (kA) 4. Xác định áp và dòng tại đầu cực máy phát NĐ1 khi xảy ra ngắn mạch 23 22 0,1805 0, 5037 NĐΣ12 TĐ a. Xác định dòng N Ta có : I (0,2) = 3,0489 (kA) Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 7
Bài tập dài ngắn mạch 2009  Σ X TD X 22 0,5037 I ND = I N (0, 2) Σ = I N (0,2) = 3,0489 = 2,2445(kA) X TD + X ND X 23 + X 22 0,5037 + 0,1805 Σ X 21 0, 404 I ND1 = I ND = 2, 2445 = 1, 2416 (kA) X 13 + X 21 0,3263 + 0, 404 b. Xác định điện áp Xét quy về cấp điện áp 115 kV ta có : I ND1 I ND1 1, 2416 I ND1 = tdcb = = = 2, 473 I cb Scb 100 3U tb 3 115  U ND1 = I ND1 tdcb tdcb X 13 = 2, 473 0, 3263 = 0,807  Điện áp đầu cực máy phát : 115 U ND1 = U ND1 kV tdcb = 0,807 10, 5 = 8, 4735( kV ) 115 10, 5 Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 8
Bài tập dài ngắn mạch 2009 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 1 3 8 9 10 11 12 2 0,195 0,1313 0,136 0 0, 092 0,0302 0, 088 0,1784 F1 F3 (TĐ) (NĐ1) 4 5 0,0696 0,121 6 0,1313 7 0,195 F2 (NĐ2) c. Sơ đồ tứ tự không Do các máy phát đều nối với các MBA đấu sao – tam giác có trung tính n ối đất nên phần còn lại của sơ đồ xem như hở mạch. Ta có sơ đồ thứ tự không Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 9
Bài tập dài ngắn mạch 2009 như sau: 2 3' 8 9 10 ' 11 0,1313 0, 476 0 0, 092 0,1057 0, 088 24 0,156 4' 5' 0, 2436 0, 4235 6 0,1313 Theo giả thiết có Xkh = 3,5Xth nên ta có : X 3' = 3,5 X 3 = 3,5.0,136 = 0, 476 X 4 = 3,5 X 4 = 3,5.0, 0696 = 0, 2436 ' X 5' = 3, 5 X 5 = 3,5.0,121 = 0, 4235 X '10 = 3,5 X 10 = 3, 5.0, 0302 = 0,1057 H UN % Scb 19, 5 100 X 24 = X TN = H = = 0,156 100 SdmTN 100 125 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. Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 10
Bài tập dài ngắn mạch 2009 b. Sơ đồ thứ tự nghịch - Các biến đổi và tính toán tương tự với sơ đồ thuận, ta có sơ đồ : 23 22 0,1805 0, 5037 NĐ Σ12 TĐ - Ghép song song (X22, X23) ta được sơ đồ đơn giản như sau : 25 0,1329 Ftd X 22 . X 23 0,1805.0, 5037 X 25 = = = 0,1329 X 22 + X 23 0,1805 + 0, 5037 c. Sơ đồ thứ tự không - Ghép nối tiếp các điện kháng (X9, X10, X11, X12) Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 11
Bài tập dài ngắn mạch 2009 2 3' 8 26 0,1313 0, 476 0 0, 2102 24 0,156 4' 5' 0, 2436 0, 4235 6 0,1313 X 26 = X 9 + X '10 + X 11 = 0, 2857 - Bỏ qua điện kháng X8 , ghép song song (X24, X26) X 24 X 26 0,156 0, 2857 X 27 = = = 0,1 X 24 + X 26 0,156 + 0, 2857 - Biến đổi hình tam giác (3’; 4’ ; 5’) thành hình sao (28, 29, 30) Đặt D = X3’ + X4’ + X5’ = 0,476 + 0,2436 + 0,4235 = 1,1431 X 3' X 4' 0, 476 0, 2436 X 28 = = = 0,1014 D 1,1431 X 3' X 5' 0, 476 0, 4235 X 29 = = = 0,1764 D 1,1431 X 4' X 5' 0, 2436 0, 4235 X 30 = = = 0, 0902 D 1,1431 Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 12
Bài tập dài ngắn mạch 2009 - Ghép nối tiếp (X29 , X27) : X31= X27 +X29 = 0,1 + 0,1764 = 0,2764 Ta được sơ đồ như sau : 2 28 31 0,1313 0,1014 0, 2764 30 0, 0902 - Ghép song song (X30 , X31) : X 30 X 31 0, 0902 0, 2764 X 32 = = = 0, 068 X 30 + X 31 0, 0902 + 0, 2764 - Ghép nối tiếp (X28, X32) : X33 = X28 + X32 = 0,1014 + 0,068 = 0,1694 2 33 0,1313 0,1694 - Ghép song song (X2, X33) : Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 13
Bài tập dài ngắn mạch 2009 X 2 X 33 0,1313 0,1694 X 34 = = = 0, 074 X 2 + X 33 0,1313 + 0,1694 Ta có sơ đồ dạng đơn giản : 34 0, 074 • Kết quả : Sau khi biến đổi ta có các sơ đồ tương đương như hình vẽ - Sơ đồ thứ tự Thuận : 23 22 0,1805 0, 5037 NĐ Σ12 TĐ - Sơ đồ thứ tự Nghịch : 25 0,1329 - Sơ đồ thứ tự Không : 34 0, 074 Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 14
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) : m = 3 , X ∆ = X 2 + X 0 = 0,1329 + 0, 074 = 0, 2069 23 22 0,1805 0, 5037 NĐ Σ12 TĐ X∆ 0, 2069 - Biến đổi hình sao(23 , 22 , ∆) thành tam giác thiếu (35 , 36) X ∆ X 23 0, 2069 0,1805 X 35 = X ∆ + X 23 + = 0, 2069 + 0,1805 + = 0, 4615 X 22 0,5037 X ∆ X 22 0, 2069 0,5037 X 36 = X ∆ + X 22 + = 0, 2069 + 0,5037 + = 1, 288 X 23 0,1805 Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 15
Bài tập dài ngắn mạch 2009 35 36 0, 4615 1, 288 NĐΣ12 TĐ 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) 23 22 0,1805 0, 5037 NĐΣ12 TĐ Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 16
Bài tập dài ngắn mạch 2009 23 22 0,1805 0, 5037 NĐΣ12 TĐ Từ hai sơ đồ thứ tự Thuận và nghịch ở trên ta thấy : Σ X 22 0,5037 I ND = I a1 = 2,943 = 2,167 X 22 + X 23 0,5307 + 0,1805 Lần ngược sơ đồ ta có : Σ X 21 0, 404 I aF1 = I aF2 = I ND = 2,167 = 1,1987 X 13 + X 21 0,3263 + 0, 404 -Do MBA B1 sử dụng tổ đấu dây sao – tam giác 11 nên dòng điện đầu cực MF được xác định như sau : 3 1 3 1 + Pha A : I A 1 = I aF11.e j 30 + I aF21.e− j 30 = 1,1987.( F + j ) + 1,1987.( − j ) = 2,076 2 2 2 2 + Pha B : I B 1 = I aF11.e j 30 .e j 240 + I aF21.e − j 30e j120 = 1,1987.(e j 270 + e j 90 ) = 0 F F 1 − j 30 j 240 + Pha C : I C = I a1 .e .e + I a 2 .e e = 1,1987.(e + e ) = − 2, 076 F1 F 1 j 30 j120 j150 j 210 - Chuyển sang dạng đơn vị có tên với cấp điện áp 10,5 kV S dm 100 I A 1 (kA) = I A 1 F F = 2, 076 = 11, 415 (kA) 3 U tb 3 10,5 Sdm I B 1 ( kA) = I B 1 F F =0 3 U tb Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 17
Bài tập dài ngắn mạch 2009 S dm 100 I C 1 (kA) = I C 1 F F = −2, 076 = −11, 415 (kA) 3 U tb 3 10,5 b. Xác định điện áp Phân bố điện áp : E Ua1F . Ua1 Ua0 Ua2F & Σ Σ U a1 = jI a1 ( X 2 + X 0 ) = j 2, 943 (0,1329 + 0, 074) = j 0, 609 & Σ U a 2 = − jI a 2 X 2 = − j 2,943 0,1329 = − j 0,391 Từ sơ đồ thay thế : & & U aF11 = U a1 + jI aF1 X 2 = j 0, 609 + j1,1987 0,1313 = j 0, 766 & & U aF21 = U a 2 + jI aF21 X 2 = − j 0,391 + j1,1987 0,1313 = − j 0, 234  &F U A 1 = j 0, 766e j 30 − j 0, 234e − j 30 = −0,5 + j 0, 46 U A 1 = (−0,5) 2 + 0, 462 = 0, 6794 F Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 18
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 U B 1 = 1, 01 F &F U C 1 = j 0, 766e j 30 e j120 − j 0, 234e − j 30 e j 240 = j (0, 766e150 − 0, 234e 210 ) = −0,5 − j 0, 46 U C 1 = (−0,5) 2 + (−0, 46) 2 = 0, 6794 F Chuyển sang hệ đơn vị có tên : U tb 10,5 U A 1 ( kV ) = U C 1 (kV ) = U A 1 F F F = 0, 6794 = 4,1186 (kV) 3 3 U tb 10,5 U B 1 (kV ) = U B 1 F F = 1.01 = 6,1228 (kV) 3 3 • Kết quả : Dòng điện tại đầu cực MF ND1 khi xảy ra ngắn mạch là : I A 1 = 11, 415 (kA) ; I B 1 = 0 ; I C 1 = −11, 415 (kA) F F F Điện áp đầu cực MF : U A 1 = 4,1186 (kV) ; U B 1 = 6,1228 (kV) ; U C 1 = 4,1186 (kV) F F F Vũ Hoàng Hà _ Đ1-H1 Page 19