Bài tập lớn ngắn mạch

BÀI TẬP LỚN NGẮN MẠCH GVHD : NGUYỄN THỊ THU HIỀN

Cho hệ thống như sơ đồ:

HT

MF1 MF2 MF3

KN1

220110

B1B2

B3

YOYO

YO

YO

YO

N2

Với các thông số như sau :Tên phần tử Thông số Ghi chú

Hệ thốngSHT = 1000 +18.10 = 1180 MVAXHT = 0,65Ω/Km ; UHT = 230 KVk = 230/121/10,5

X(2) = 0,8.X(1)

MBA 3 cuộn dây

Sđm = 140 MVA ; Uđm = 242 KVUnC-T = 11% ; UnC-H = 32% ; UnT-H =20%

X(2) = 0,165Ω

MBA 2 cuộn dây

Sđm = 120 MVA ; Uđm = 121 KVk = 121/10,5 ; Un% = 10,5%

X(2) = 0,165Ω

Cuộn kháng Uđm = 10,5 KV ; Iđm = 7,5 KAXk% = 8%

X(0) = 3.X(1)

Máy phát(nhiệt điện)

Uđm = 10,5 KV ; X’’d = X’’

q = 0,15

Pđm = 60+ MW Cosφ = 0,8

YÊU CẦU:1.Giả thiết ngắn mạch 3 pha tại 2 điểm N1; N2. Tính I’’N(0) tại N1; N2 bằng:

a. Phương pháp giải tích (phương pháp gần đúng).b. Phương pháp sử dụng đường cong tính toán tại các thời điểm t = 0; t=0,2; t =∞

2. Giả sử ngắn mạch một pha chạm đất tại N2. Tính I’’N tại N2:a. Sơ đồ thay thế thứ tự thuận; thứ tự nghịch; thứ tự không.

SVTH : PHẠM VĂN HẠ CNKT ĐIỆN K-081


b. Biến đổi về dạng đơn giản.

BÀI LÀM

1. Sơ đồ thay thế :

EHT

XHT

XD

XCXC

XT XT XB

XF3XH

XHXK

XF1 XF2

EF1EF2 EF3

EHT

X1

XH XH

XK

X2

XF XF

EF1 EF2 EF3

H1 H2

Chọn hệ đơn vị cơ bản : Scb = 1180 MVA Ucb = Utb

Điện kháng của hệ thống trong hệ đơn vị cơ bản : EHTcb =1 ; XHTcb = 1

Icb220 =

Icb10,5 =

Icb115 =

Điện kháng trên đường dây 220KV :



XDcb

Ta có:

Un%C

Un%T

Un%H

Nên điện kháng của máy biến áp 3 cuộn dây B1, B2 là:

XCcb

XTcb = 0 ( vì Un%T<0)

XHcb

Điện kháng của kháng điện là:

XKcb

Do : Pđm = 60+ MW và Cosφ = 0,8

SđmF = MVA

XF1 = XF2 = Xd’’

IđmF1 = (KA)

IđmF1cb =

EF1 = EF2 =



IđmF1cb =

XF3= Xd’’

EF3 =Điện kháng của máy biến áp 2 cuộn dây B3 là :

XB =

Bảng giá trị các thông số trong hệ đơn vị cơ bản:

Tên phần tử Kí hiệu Giá trị quy đổiHệ thống EHTcb 1

XHTcb 1Đường dây XDcb 0,2

Máy biến áp 3 cuộn dâyXCcb 0,97XTcb 0XHcb 1,73

Máy biến áp 2 cuộn dây XB 1,59Máy phát F1 và F2 XF1 = XF2= XF 2,05

EF1 = EF2 = EF 1,006Máy phát F3 XF3 0,017

EF3 1,08Kháng điện XK 0,69

a. Phương pháp giải tích (phương pháp gần đúng). * NGẮN MẠCH TẠI N1

Với:



X1 = XHT + XD + =0,65 + 0,2 + =1,34

X2 = XB + XF3 = 1,59 + 0,017 = 1,61

Chuyển Δ Y

X3 =

X4 = X5 =

X6 = X5 + XF2 = 0,29 +2,05 =2,34

Eđt1 =

Xđt1’=

Xđt1= X3 + Xđt1’ =0,72+0,73 =1,45



Xđt2 =

EΣ =

XΣ=

Dòng điện ngắn mạch:

INcb =

Đổi sang hệ đơn vị có tên :

IN = INcb.Icb = 1,35.64,88 = 87,6(A)

* NGẮN MẠCH TẠI N2



X1 = XHT + XD + = 0,65 + 0,2 + = 1,34

X2 = XB + XF3 = 1,59 + 0,017 = 1,61

X7 = = = 0,975

EF = EF2 = EF1

Eđt2 =

Xđt2



EΣ

XΣ

INcb

IN = 2,44.5,92 =14,45 (A)

PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG CONG TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TẠI N1Do khoảng cách từ máy phát 2 và máy phát 3 tới điểm ngắn mạch là khác nhau nên ta chia hệ thống ra thành 4 nhóm:

Nhóm 1 : Gồm có hệ thống . Nhóm 2 : Ngắn mạch xa nguồn gồm có máy phát F3. Nhóm 3 : Ngắn mạch xa nguồn gồm có máy phát F2. Nhóm 4 : Ngắn mạch đầu cực gồm có máy phát F1

Biến đổi Y Δ



Biến đổi sao – lưới

Y2= Y1=

Y3= Y4=



X9= X10=

X11=

Điện kháng tính toán của hệ thống (nhóm1):

XHTtt=X9. IN=

Điện kháng tính toán của nhóm 2:

Tra đường cong tính toán trang 196 sách ngắn mạch trong hệ thống điện. Ta được : In10(0)= 4,6 In10(0,2)= 3,1 In10(∞)=2,45


Tra đường cong tính toán trang 196 sách ngắn mạch trong hệ thống điện. Ta được : In11(0)= 4,5 In11(0,2)= 3 In11(∞)=2,4




Tra đường cong tính toán trang 196 sách ngắn mạch trong hệ thống điện. Ta được : InF1(0)= 6,8 In F1 (0,2)= 4,2 In F1 (∞)=2,65

Dòng điện ngắn mạch tổng trong hệ đơn vị có tên: Với t = 0

(KA)

Với t = 0,2

(KA)

Với t = ∞

(KA)

NGẮN MẠCH TẠI N2 Ta chia hệ thống ra thành 3 nhóm:

Nhóm 1 : Gồm có hệ thống . Nhóm 2 : Ngắn mạch đầu cực gồm có máy phát F3. Nhóm 3 : Ngắn mạch xa nguồn gồm có máy phát F1,F2.

Điện kháng nhóm 1 :

XΣ1 = XHT + XD + =0,65 + 0,2 + =1,34

Điện kháng nhóm 2 : XΣ2 = XB + XF3 = 1,59 + 0,017 = 1,61

Điện kháng nhóm 3 :



Điện kháng tính toán nhóm 1:

Tra đường cong tính toán trang 196 sách ngắn mạch trong hệ thống điện. Ta được : In1 (0)= 0,77 In1 (0,2)= 0,67 In1 (∞)=0,81





Dòng điện ngắn mạch tổng trong hệ đơn vị có tên: Với t = 0

(KA)

Với t = 0,2

(KA)

Với t = ∞

(KA)

2. Giả sử ngắn mạch một pha chạm đất tại N2.

Sơ đồ thứ tự thuận, thứ tự nghịch, thứ tự không Sơ đồ thứ tự thuận và thứ tự nghịch có sơ đồ thay thế giống nhau chỉ khác nhau ở giá trị các suất điện động trong thứ tự nghịch bằng 0 và một số giá trị điện kháng là khác nhau. Điện kháng của máy phát trong sơ đồ thứ tự nghịch:



XF1(2) = XF2(2) = X(2)

XF3(2) = X(2)

Điện kháng của hệ thống trong sơ đồ thứ tự nghịch: XHT(2) = 0,8.XHT(1) = 0,8.1 = 0,8 Điện kháng của đường dây trong sơ đồ thứ tự không: XD(0) = 3.XD(1) = 3.0,2 = 0,6

Thông số Thứ tự thuận Thứ tự nghịch Thứ tự khôngEHTcb 1 0 0,6XHTcb 1 0,8 -XDcb 0,2 0,2 -XCcb 0,97 0,97 0XTcb 0 0 0XHcb 1,73 1,73 1,73XB 1,59 1,59 1,59

XF1 = XF2= XF 2,05 2,25 -EF1 = EF2 = EF 1,006 0 0

XF3 0,017 0,019 -EF3 1,08 0 0XK 0,69 0,69 -



Từ sơ đồ ta có : X2Σ = X1//X2//(XH + XF)// (XH + XF) = (XHT+ XD)//(XB+XF3)//(XH + XF)// (XH + XF) = (0,8 +0,2) //(1,59+0,019)//(1,73+2,25) //(1,73+2,25) = 1//1,61//3,98//3,98 = 0,47

X0Σ = XB//(XT+XH) //(XT+XH) = 1,59//(0+1,73) //(0+1,73) = 0,56

Vì ngắn mạch một pha chạm đất tại N2

Nên : X(1)∆ = X2Σ + X0Σ = 0,47+ 0,56 =1,03

Hệ số m(1) = 3Điện kháng tính toán : Xtt

(1) = XΣ(1)

+ X(1)∆ = 0,42 +1,03 = 1,45

C1: Tính theo đường cong tính toán.Dòng điện thứ tự thuận tại chỗ ngắn mạchđược tra theo đường cong tính toán trang 196 sách Ngắn mạch trong hệ thống điện. INa1

(1) = 0,74 Dòng điện ngắn mạch 1 pha trong pha sự cố. IN

(1) = m(1). INa1(1) = 3.0,74 = 2,22

Chuyển sang hệ có tên :

IN(1)

KA = IN(1) . = 2,22. =16,035 (KA)



Vì ngắn mạch một pha chạm đất tại N2

Nên INa = 3. IN(1)

KA =3.16,035 =48,105(KA)

C2: Tính theo phương pháp gần đúng:

INa1(1) =

Với X1(2) = XHT(2) + XD(2) = 0,8XHT(1) + XD(2) = 0,8.0,65 + 0,2 = 0,72 MBA : X(2) = X(1)

Nên X7 = X3 +

X2(2) = XB +XF3(2) = 1,44+0,165=1,61

Thứ tự không. Với X1(0) = XHT(1) + 3.XD1 = 0,65 + 3.0,2 = 1,25 XC(0) = 3.XC(1) = 3.0,97 = 2,91 XHB1(0) = XH1 = 1,73



Xa = X1 + = 1,25 + 2,71

Xb = X0Σ = ( Xa //Xb ) =1,06

XΔ(1) = X0Σ + X2Σ =1,06 +0,33 =1,39

X1Σ = ( X1 //X2//X3 ) =0,533

Xtt(1) = 0,533 + 1,39 = 1,923


Documents

Bài tập lớn ngắn mạch