TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH BA PHA potx

Bµi TËp Dµi M«n Ng¾n M¹ch Trong HÖ Thèng §iÖn _ §Ò 12
A. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH BA PHA N
(3)
1) Chọn S
cb
= 100 MVA , U
cb
bằng U
tb
các cấp ( 230 kV , 115 kV , 10,5 kV ).
Sơ đồ thay thế:
1
0,1356
6
0,1361
8
- 0,0025
9
0,0575
10
0,0454
11
0,055
12
0,1416
3
0,0696
7
0,121
4
0,084

5
0,1356
2
0,084
TÐ
NÐ
1
NÐ
2
13
14
15
"
cb
1 5 NĐ d
đmNĐ
S
100
X = X = X X . = 0,1593. = 0,1356
S 117,5
=
N cb
2 4 B1
đmB
U % S
10,5 100
X = X = X = . = . = 0,084
100 S 100 125
cb
3 D2 0 2

2 2
tb
S
100
X = X = X .L . = 0,4.23. = 0,0696
U 115
cb
6 D1 0 1
2 2
tb
S
100
X = X = X .L . = 0,4.45. = 0,1361
U 115
NguyÔn Träng TuÊn _ Líp D2-h2 1
Bµi TËp Dµi M«n Ng¾n M¹ch Trong HÖ Thèng §iÖn _ §Ò 12
cb
7 D3 0 3
2 2
tb
S
100
X = X = X .L . = 0,4.40. = 0,121
U 115
( )
( )
T
T CT TH CH
N cb cb
8 TN N N N

đmTN đmTN
cb
U % S S
1
X = X = . = U + U U .
100 S 2.100 S
S
1
= 11+20 32 . = 0,0025
2.100 200
−
− −
( )
( )
C
C CH CT TH
N cb cb
9 TN N N N
đmTN đmTN
cb
U % S S
1
X =X = . = U + U U .
100 S 2.100 S
S
1
= 32+11 20 . = 0,0575
2.100 200
−
−

cb
4
10 D4 0
2 2
tb
S
L 120 100
X = X = X . . = 0,4. . = 0,0454
2 U 2 230
N cb
11 B3
đmB3
U % S
11 100
X = X = . = . = 0,055
100 S 100 200
"
cb
12 TĐ d
đmTĐ
S
100
X = X X . = 0,25. = 0,1416
S 176,5
=
2) Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản.
Biến đổi tam giác ∆ 3, 6, 7 thành sao Y 13, 14, 15:
D = X
3
+ X

6
+ X
7
= 0,0696 + 0,1361 + 0,121 = 0,3267
3 6
13
X .X
0,0696.0,1361
X = = = 0,029
D 0,3267
NguyÔn Träng TuÊn _ Líp D2-h2 2
Bµi TËp Dµi M«n Ng¾n M¹ch Trong HÖ Thèng §iÖn _ §Ò 12
6 7
14
X .X
0,1361.0,121
X = = = 0,0504
D 0,3267
3 7
15
X .X
0,0696.0,121
X = = = 0,0258
D 0,3267
X
16
= X
1
+ X
2

+ X
3
= 0,1356 + 0,084 + 0,029 = 0,2486
X
17
= X
14
+ X
8
+ X
9
+ X
10
+ X
11
+ X
12
= 0,0504 – 0,0025 + 0,0575 + 0,0454 + 0,055 + 0,1416
= 0,3474
X
18
= X
4
+ X
5
= 0,084 + 0,1356 = 0,2196
18
0,2196
NÐ
2

15
0,0258
TÐ
17
0,3474
16
0,2486
NÐ
1
Biến đổi Y 15, 16, 17 thành tam giác thiếu
∠
19 , 20 :
15 16
19 15 16
17
X .X
0,0258.0,2486
X = X + X + = 0,0258 + 0,2486 + = 0,2929
X 0,3474
NguyÔn Träng TuÊn _ Líp D2-h2 3
Bµi TËp Dµi M«n Ng¾n M¹ch Trong HÖ Thèng §iÖn _ §Ò 12
15 17
20 tđTĐ 15 17
16
X .X
0,0258.0,3474
X = X = X + X + = 0,0258 + 0,3474 +
X 0,2486
= 0,4093
TÐ

20
0,4093
19
0,2929
18
0,2196
NÐ
1
NÐ
2
21 tđNĐ 18 19
0,2196.0,2929
X = X = X // X = = 0,1255
0,2196+0,2929
Vậy ta có sơ đồ rút gọn :
TÐ
tdNÐ
X
0,1255
tdNÐ
X
0,4093
2 x 117,5
176,5
NÐ
1,2
3) Tính dòng ngắn mạch tại điểm ngắn mạch với t = 0,2 sec.
 Nhánh nhiệt điện:
Σ
đmNĐ

ttNĐ tđNĐ
cb
S
2 × 117,5
X = X . = 0,1255. = 0,2949
S 100
Σ
Σ
đmNĐ
đmNĐ
tb
S
2.117,5
I = = = 1,1798
3.U 3.115
NguyÔn Träng TuÊn _ Líp D2-h2 4
Bµi TËp Dµi M«n Ng¾n M¹ch Trong HÖ Thèng §iÖn _ §Ò 12
Tra đường cong tính toán ta đuợc : I
N
*
(0,2) = 2,51
Vậy, dòng ngắn mạch phía nhiệt điện là:
( )
*Σ
NĐ N đmNĐ
I (0,2) = I (0,2).I = 2,51.1,1798 = 2,9613 kA
 Nhánh thuỷ điện:
đmTĐ
ttTĐ tđTĐ
cb

S
176,5
X = X . = 0,4093. = 0,7224
S 100
đmNĐ
đmTĐ
tb
S
176,5
I = = = 0,8861
3.U 3.115
Tra đường cong tính toán ta đuợc : I
N
*
(0,2) = 1,4
Vậy, dòng ngắn mạch phía thuỷ điện là:
( )
*Σ
TĐ N đmTĐ
I (0,2) = I (0,2).I = 1,4.0,8861 = 1,2405 kA
 Dòng ngắn mạch tại thời điểm t = 0,2 sec là:
I
N
(0,2) = I
NĐ
(0,2) + I
TĐ
(0,2) = 2,9613 + 1,2405 = 4,2018 (kA)
4) Xác định dòng và áp tại đầu cực máy phát NĐ2 khi xảy ra ngắn mạch.
 Dòng ngắn mạch tại đầu cực máy phát NĐ2 :

Theo trên ta có dòng ngắn mạch phía nhiệt điện NĐ
1,2
là I
NĐ
(0,2) = 2,9613 (kA)
Do đó, dòng ngắn mạch trên nhánh nhiệt điện NĐ
2
là :
'
19
NĐ2 NĐ
18 19
X
0,2929
I (0,2) = I . = 2,9613. = 1,6924 (kA)
X + X 0,2929+0,2196
Dòng ngắn mạch tại đầu cực máy phát NĐ
2
là:
NguyÔn Träng TuÊn _ Líp D2-h2 5
Bµi TËp Dµi M«n Ng¾n M¹ch Trong HÖ Thèng §iÖn _ §Ò 12
'' '
NĐ2 NĐ2
115
I (0,2) = k.I (0,2) = .1,6924 = 18,5358 (kA)
10,5
 Điện áp ngắn mạch tại đầu cực mát phát NĐ2 :
Dòng điện cơ bản phía 115 kV:
cb
cb

tb
S
100
I = = = 0,502
3.U 3.115
Dòng điện ngắn mạch dạng tương đối cơ bản nhánh nhiệt điện NĐ2:
'
NĐ2
NĐ2
cb
I (0,2)
1,6924
I (0,2) = = = 3,3713 (kA)
I 0,502
Điện áp ngắn mạch tại đầu cực máy phát NĐ2 dạng tương đối cơ bản :
U
NĐ2
(0,2) = X
4
. I
NĐ2
(0,2) = 0,084 . 3,3713 = 0,2832
Điện áp ngắn mạch dạng có tên nhánh nhiệt điện NĐ2 :
U
NĐ2(kV)
(0,2) = U
NĐ2
(0,2) . U
cb
= 0,2832 . 10,5 = 2,9735 (kV)

NguyÔn Träng TuÊn _ Líp D2-h2 6
Bµi TËp Dµi M«n Ng¾n M¹ch Trong HÖ Thèng §iÖn _ §Ò 12
B. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N
(1,1)
1) Chọn S
cb
= 100 MVA , U
cb
bằng U
tb
các cấp ( 230 kV , 115 kV , 10,5 kV )
Lập sơ đồ thay thế thứ tự thuận, nghịch , không
 Sơ đồ thay thế thứ tự thuận:
Như sơ đồ ngắn mạch ba pha:
1
0,1356
6
0,1361
8
- 0,0025
9
0,0575
10
0,0454
11
0,055
12
0,1416
3
0,0696

7
0,121
4
0,084
5
0,1356
2
0,084
TÐ
NÐ
1
NÐ
2
13
14
15
 Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch:
NguyÔn Träng TuÊn _ Líp D2-h2 7
Bµi TËp Dµi M«n Ng¾n M¹ch Trong HÖ Thèng §iÖn _ §Ò 12
Do X
d
’’
= X
2
nên sơ đồ thứ tự thuận giống với sơ đồ thứ tự nghịch, nhưng không
có suất điện động E.
1
0,1356
6
0,1361

8
- 0,0025
9
0,0575
10
0,0454
11
0,055
12
0,1416
3
0,0696
7
0,121
4
0,084
5
0,1356
2
0,084
13
14
15
 Sơ đồ thay thế thứ tự không :
6'
0,4764
8
- 0,0025
3'
0,2436

7'
0,4235
4
0,084
2
0,084
23
24
25
9
0,0575
10'
0,1589
11
0,055
22
0,1025
Ta tính lại điện kháng trên các đường dây và tính thêm cho MBA tự ngẫu phía hạ
như sau:
X
3
’
= 3,5 . X
3
= 3,5 . 0,0696 = 0,2436
NguyÔn Träng TuÊn _ Líp D2-h2 8
Bµi TËp Dµi M«n Ng¾n M¹ch Trong HÖ Thèng §iÖn _ §Ò 12
X
6
’

= 3,5 . X
6
= 3,5 . 0,1361 = 0,4764
X
7
’
= 3,5 . X
7
= 3,5 . 0,121 = 0,4235
X
10
’
= 3,5 . X
10
= 3,5 . 0,0454 = 0,1589
( )
( )
TH CH
N cb cb
22 TN N N N
đmTN đmTN
cb
U % S S
1
X = X = . = U + U U .
100 S 2.100 S
S
1
= 20+32 11 . = 0,1025
2.100 200

H
H CT
−
−
2) Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản.
 Sơ đồ thứ tự thuận:
Như sơ đồ ngắn mạch ba pha ta đã biến đổi ở phần A.
TÐ
tdNÐ
X
0,1255
tdNÐ
X
0,4093
2 x 117,5
176,5
NÐ
1,2
 Sơ đồ thứ tự nghịch:
Giống như sơ đồ thứ tự thuận tuy nhiên chúng không có suất điện động do đó ta
nhập song song hai nhánh TĐ và NĐ lại làm một:
tdNÐ
X
0,1255
tdNÐ
X
0,4093
2 tđNĐ tđTĐ
0,1255.0,4093
X = X // X = = 0,096

0,1255+0,4093
Σ
0,096
X
2
NguyÔn Träng TuÊn _ Líp D2-h2 9
Bµi TËp Dµi M«n Ng¾n M¹ch Trong HÖ Thèng §iÖn _ §Ò 12
 Sơ đồ thứ tự không:
Biến đổi tam giác ∆ 3
’
, 6
’
, 7
’
thành sao Y 23, 24, 25:
D’ = X3’ + X6’ + X7’ = 0,2436 + 0,4764 + 0,4235 = 1,1435
' '
3 6
23
X .X
0,2436.0,4764
X = = = 0,1015
D 1,1435
' '
6 7
24
X .X
0,4764.0,4235
X = = = 0,1764
D 1,1435

' '
7 3
25
X .X
0,4235.0,2436
X = = = 0,0902
D 1,1435
X26 = X9 + X10’ + X11 = 0,0575 + 0,1589 + 0,055 = 0,2714
8
- 0,0025
2
0,084
22
0,1025
26
0,2714
25
0,0902
23
0,1015
24
0,1764
4
0,084
NguyÔn Träng TuÊn _ Líp D2-h2 10
Bµi TËp Dµi M«n Ng¾n M¹ch Trong HÖ Thèng §iÖn _ §Ò 12
X27 = X2 + X23 = 0,084 + 0,1015 = 0,1855
X28 = X24 + X8 = 0,1764 – 0,0025 = 0,1739
29 26 22
0,2714.0,1025

X = X // X = = 0,0744
0,2714+0,1025
28
0,1739
29
0,0744
27
0,1855
25
0,0902
4
0,084
27
0,1855
25
0,0902
4
0,084
30
0,2483
X30 = X28 + X29 = 0,1739 + 0,0744 = 0,2483
31 27 30 25
0,1855.0,2483
X = X // X + X = + 0,0902 = 0,1964
0,1855+0,2483
31
0,1964
4
0,084
NguyÔn Träng TuÊn _ Líp D2-h2 11

Bµi TËp Dµi M«n Ng¾n M¹ch Trong HÖ Thèng §iÖn _ §Ò 12
0 31 4
0,1964.0,084
X = X // X = = 0,0588
0,1964+0,084
Σ
0,0588
X
0
Như vậy : Sơ đồ dạng đơn giản của sơ đồ thứ tự thuận, nghịch và không như sau:
Thuận:
TÐ
tdNÐ
X
0,1255
tdNÐ
X
0,4093
2 x 117,5
176,5
NÐ
1,2
Nghịch:
0,096
X
2
Không:
0,0588
X
0

3) Tính dòng ngắn mạch siêu quá độ I’’ tại điểm ngắn mạch.
Vì là ngắn mạch hai pha chạm đất nên :
Σ Σ
Σ Σ
2 0
Δ 2 0
Σ Σ
2 0
X .X
0,096.0,0588
X = X // X = = = 0,0365
X +X 0,096+0,0588
Ta có sơ đồ phức hợp như sau:
NguyÔn Träng TuÊn _ Líp D2-h2 12
Bµi TËp Dµi M«n Ng¾n M¹ch Trong HÖ Thèng §iÖn _ §Ò 12
TÐ
tdNÐ
X
0,1255
tdNÐ
X
0,4093
2 x 117,5
176,5
NÐ
1,2
0,0365
X
Biến đổi sao Y X
tđNĐ

, X
tđTĐ
, X
∆
thành tam giác thiếu
∠
X
tđ1
, X
tđ2
:
tđNĐΔ
tđ1 tđNĐΔ
tđTĐ
X .X
0,1255.0,0365
X = X +X + = 0,1255 + 0,0365 +
X 0,4093
= 0,1732
tđTĐΔ
tđ2 tđTĐΔ
tđNĐ
X .X
0,4093.0,0365
X = X +X + = 0,4093 + 0,0365 +
X 0,1255
= 0,5648
TÐ
td1
X

0,1732
td2
X
0,5648
2 x 117,5
176,5
NÐ
1,2
Dòng điện pha A thành phần thứ tự thuận Ia1’’ dạng tđcb tại điểm ngắn mạch là:
"
a1
tđ1 tđ2
1 1 1 1
I = + = + = 7,5442
X X 0,1732 0,5648
Vì là ngắn mạch N(1,1) do đó :
NguyÔn Träng TuÊn _ Líp D2-h2 13
Bµi TËp Dµi M«n Ng¾n M¹ch Trong HÖ Thèng §iÖn _ §Ò 12
Σ Σ
(1,1)
2 0
Σ Σ 2 2
2 0
X .X
0,096 . 0,0588
m = 3. 1- = 3. 1- = 1,5144
(X + X ) (0,096 + 0,0588)
Vậy dòng ngắn mạch siêu quá độ là:
" (1,1) "
cb

N a1
tb
S
100
I = m .I . = 1,5144.7,5442. = 5,7358 (kA)
3.U 3.115
4) Xác định áp và dòng các pha tại đầu cực máy phát NĐ2 khi xảy ra ngắn mạch.
 Xác định dòng các pha tại đầu cực máy phát NĐ2 khi ngắn mạch.
TÐ
tdNÐ
X
0,1255
tdNÐ
X
0,4093
NÐ
1,2
7,5442
5,7738
Theo Lnh toán ở trên dòng điện pha A thành phần thứ tự thuận Ia1” tại điểm ngắn mạch là :
Ia1” = 7,5442
Dòng nhánh nhiệt điện NĐ pha A thành phần thứ tự thuận:
"
tđTĐ
a1NĐ a1
tđNĐ tđTĐ
X
0,4093
I = I . = 7,5442. = 5,7738
X + X 0,4093+0,1255

TÐ
20
0,4093
19
0,2929
NÐ
1
4
0,084
5
0,1356
NÐ
2
3,2998
NguyÔn Träng TuÊn _ Líp D2-h2 14
Bµi TËp Dµi M«n Ng¾n M¹ch Trong HÖ Thèng §iÖn _ §Ò 12
Dòng nhánh nhiệt điện NĐ2 pha A thành phần thứ tự thuận:
19
a1NĐ2 a1NĐ
4 5 19
X
0,2929
I = I . = 5,7738. = 3.2998
X + X + X 0,084+0,1356+0,2929
Dòng nhánh nhiệt điện NĐ2 pha A thành phần thứ tự nghịch:
Σ
0
a2NĐ2 a1NĐ2
Σ Σ
2 0

X
0,0588
I = - I . = - 3,2998. = -1,2534
X + X 0,096+0,0588
Dòng trên các pha A, B, C đầu cực máy phát NĐ2 có xét đến tổ đấu dây của máy biến áp B3 – tổ đấu
dây 11 h là:
Pha A:
j30 -j30
aNĐ2 a1NĐ2 a2NĐ2
I = I .e + I .e
3 1 3 1
= 3,2998 + j -1,2534 - j
2 2 2 2
= 1,7722 + j2,2766
   
 ÷  ÷
 ÷  ÷
   
Vậy:
2 2
aNĐ2
I = 1,7722 +2,2766 = 2,8851
Dạng đơn vị có tên:
cb
aNĐ2(kA) aNĐ2
tb
S
100
I = I . = 2,8851. = 15,8639 (kA)
3.U 3.10,5

Pha B:
NguyÔn Träng TuÊn _ Líp D2-h2 15
Bµi TËp Dµi M«n Ng¾n M¹ch Trong HÖ Thèng §iÖn _ §Ò 12
( )
j30 j240 -j30 j120
bNĐ2 a1NĐ2 a2NĐ2
j270 j90
a1NĐ2 a2NĐ2
I = I .e .e + I .e .e
I .e + I .e
= 3,2998 -j - 1,2534 j
= 4,5532 j
=
−
Vậy:
bNĐ2
I = 4,5532
Dạng đơn vị có tên:
cb
bNĐ2(kA) bNĐ2
tb
S
100
I = I . = 4,5532. = 25,0361 (kA)
3.U 3.10,5
Pha C:
j30 j120 -j30 j240
cNĐ2 a1NĐ2 a2NĐ2
j150 j210
a1NĐ2 a2NĐ2

I = I .e .e + I .e .e
I .e + I .e
3 1 3 1
= 3,2998 + j - 1,2534 - j
2 2 2 2
= 1,7722 + j2,2766
=
   
− −
 ÷  ÷
 ÷  ÷
   
−
Vậy:
2 2
aNĐ2
I = 1,7722 +2,2766 = 2,8851
Dạng đơn vị có tên:
cb
aNĐ2(kA) aNĐ2
tb
S
100
I = I . = 2,8851. = 15,8639 (kA)
3.U 3.10,5
 Tính điện áp các pha đầu cực máy phát NĐ2 khi ngắn mạch.
− Điện áp tại điểm ngắn mạch:
NguyÔn Träng TuÊn _ Líp D2-h2 16
Bµi TËp Dµi M«n Ng¾n M¹ch Trong HÖ Thèng §iÖn _ §Ò 12
( )

( )
" "Σ Σ
a1 a1Δ a1 0 2
U = jI X = jI X + X = j7,5442. 0,096 + 0,0588 = j1,1678
a2 a1
U = U = j1,1678
− Điện áp đầu cực máy phát NĐ2 khi ngắn mạch.
Dạng tương đối cơ bản chưa quy đổi theo tổ đấu dây MBA :
a1NĐ2 a1 a1NĐ2 4
U = U + j I X
= j1,1678 + j3,2998.0,084
= j1,445
( )
a2NĐ2 a2 a2NĐ2 4
U = U + j I X
= j1,1678 + j 1,2534 .0,084
= j1,0625
−
Dạng tương đối cơ bản được quy đổi theo tổ đấu dây MBA :
j30 -j30
aNĐ2 a1NĐ2 a2NĐ2
U = U .e + U .e
3 1 3 1
= j1,445 + j +j1,0625 - j
2 2 2 2
= -0,1913 + j2,1716
   
 ÷  ÷
 ÷  ÷
   

( )
2
2
aNĐ2
U = -0,1913 +2,1716 = 2,18
( )
j30 j240 -j30 j120
bNĐ2 a1NĐ2 a2NĐ2
j270 j90
a1NĐ2 a2NĐ2
U = U .e .e + U .e .e
= U .e + U .e
= j1,445 -j - j1,0625 j
= - 0,3825
NguyÔn Träng TuÊn _ Líp D2-h2 17
Bµi TËp Dµi M«n Ng¾n M¹ch Trong HÖ Thèng §iÖn _ §Ò 12
j30 j120 -j30 j240
cNĐ2 a1NĐ2 a2NĐ2
j150 j210
a1NĐ2 a2NĐ2
U = U .e .e + U .e .e
= U .e + U .e
- 3 1 - 3 1
= j1,445 + j +1,0625 - j
2 2 2 2
= -0,1913 - j2,1716
   
 ÷  ÷
 ÷  ÷
   

( ) ( )
2 2
cNĐ2
U = -0,1913 + -2,1716 = 2,18
Điện áp các pha A, B , C đầu cực máy phát NĐ2 dạng đơn vị có tên :
cb
aNĐ2(kV) cNĐ2(kV) aNĐ2
U
10,5
U = U = U . = 2,18. = 13,2155 (kV)
3 3
cb
bNĐ2(kV) bNĐ2
U
10,5
U = U . = 0,3825. = 2,3188 (kV)
3 3
NguyÔn Träng TuÊn _ Líp D2-h2 18