BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH

Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch

BÀI TẬP DÀI MÔN NGẮN MẠCH
Họ và tên: Vương Hồng Chiến
Lớp: Đ2H2

Đề:1

Giáo viên hướng dẫn: PGS TS. Phạm Văn Hòa
Cho sơ đồ HTĐ như sau:

Thông số:
ND1, ND2
TD
B1, B2
B3
TN

: Sđm = 117,5MVA; Uđm = 10,5kV; Cosϕ = 0,85; X = X2 = 0,1593;TDK
: Sđm = 176,5MVA; Uđm = 15,75kV; Cosϕ = 0,85; X = X2 = 0,25; TDK
: Sđm = 125MVA; Uđm = 10,5/115kV; UN% = 10,5%;
: Sđm = 200MVA; Uđm = 15,75/242kV; UN% = 11%;
: Sđm = 200MVA; Uđm = 230/121/15,75kV;
U = 11%; U = 32%; U = 20%;α=1.
D1: 45km; D2: 23km; D3: 40km; D4: 120km;
Cả 4 dây đều có x0 = 0,4Ω/km, Xkh = 3,5X0
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 ND2 khi xảy ra ngắn mạch

B. NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N(1,1)
1) Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb các cấp, lập sơ đồ thay thế thứ tự Thuận, Nghịch, Không
2) Biến đổi các sơ đồ về dạng đơn giản
Vương Hồng Chiến – Đ2H2

1

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch
3) Tính dòng ngắn mạch siêu quá độ I”
4) Xác định áp và dòng các pha tại đầu cực máy phát ND2 khi xảy ra ngắn mạch

Vương Hồng Chiến – Đ2H2

2

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch
A. NGẮN MẠCH BA PHA N(3)
1) Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb các cấp, lập sơ đồ thay thế
Sơ đồ thay thế:

Giá trị các điện kháng được tính như sau:
XND1 =X1=X’’dND1.=0,1593.≈0,1356
XB1=X2=. =.=0,084
XD1=X6=x0.lD1. =0,4.45. ≈0,136

XD2=X3=x0.lD2. =0,4.23. ≈0,07
XD3=X7=x0.lD3. =0,4.40. ≈0,121
XB2=X4= . = . =0,084
XND2=X5=X’’d ND2. =0,1593. ≈0,1356
U TN%= .(U + U - U )= .(11 + 32 - 20)=11,5%
U TN%= .(U + U - U)= .(11 + 20 - 32)≈0%
U TN%= .(U + U - U)= .(32 + 20 - 11)=20,5%
X= . ≈0
X=X8= . = . =0,0575
XD4=X9=x0. . =0,4. . ≈0,0454
Vương Hồng Chiến – Đ2H2

3

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch
XB3=X10= . = . =0,055
XTD=X11=X’’d TD. =0,25. ≈0,142
2) Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản
• Bước 1:

X13 = X1 + X2 = 0,1356+ 0,084 = 0,2196
Biến đổi ∆ 3, 6, 7 thành sao 14, 15, 16
D = X3 + X6 + X7 = 0,07 + 0,136 + 0,121 = 0,327
X = = = 0,029
X = = = 0,026
X16 = = = 0,05
X = X + X = 0,084 + 0,1356 = 0,2196

X18 = X8 + X9 +X +X = 0,0575 + 0,0454 +0,055 + 0,142 = 0,2999
• Bước 2:

Vương Hồng Chiến – Đ2H2

4

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch

X = X + X = 0,026 + 0,2196 = 0,2456
X = X + X = 0,05 + 0,2999 = 0,3499

• Bước 3:

* Biến đổi Y 14,19,20 ∆ thiếu 21,22
X = X + X + = 0,029 + 0,2456 + = 0,295
Vương Hồng Chiến – Đ2H2

5

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch
X = X + X + = 0,029 + 0,3499 +

= 0.42

Bước 4:

X = X // X = = = 0,126

Sơ đồ thay thế đơn giản

3) Tính dòng ngắn mạch tại t = 0,2s
• Nhánh nhiệt điện:
Xtt ND = X23. = 0,126. ≈ 0,2961
•

Iđm ND = = ≈ 1,18 (kA)
Tra đường cong tính toán được: I(0,2) ≈ 2,21
⇒ IND(0,2) = 2,21.1,18≈ 2,61(kA)
• Nhánh thủy điện:
Xtt TD = X22. = 0,42. ≈ 0,7413
Iđm TD = = ≈ 0,886 (kA)
Tra đường cong tính toán được I(0,2) ≈ 1,38
⇒ I(0,2) = 1,38.0,886 = 0,223 (kA)
Vậy ta có dòng ngắn mạch tại t = 0,2s là:
IN(0,2) = IND(0,2) + ITD(0,2) = 2,61 + 0,223 = 2,833 (kA)

4) Xác định áp và dòng tại đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch
Vương Hồng Chiến – Đ2H2

6

Trường Đại Học Điện Lực

Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch
• Dòng tại đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch:
I + I = I = 2,61 (kA)
I.X = INM ND . = 2,61. = 0,329 (kV)
⇒

I = = 1,496 (kA)

Vậy ta có:
I = 0,1496. = 16,384 (kA)
• Áp tại đầu cực máy phát ND1 khi xảy ra ngắn mạch:
Ta có:
I = 1,496. = 2,98 (kV)
U = I.X = 2,98.0,084≈ 0,25 (kV)
⇒

U = U .U = 0,25.10,5 = 2,625 (kV)

B. NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG N(1,1)
1) Chọn Scb = 100MVA, Ucb = Utb các cấp, lập sơ đồ thay thế thứ tự Thuận, Nghịch, Không
• Sơ đồ thay thế thứ tự Thuận: như sơ đồ ngắn mạch 3 pha

Vương Hồng Chiến – Đ2H2

7

Trường Đại Học Điện Lực

Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch

• Sơ đồ thay thế thứ tự Nghịch: vì X = X 2 nên sơ đồ thay thế thứ tự Nghịch
giống như sơ đồ thay thế thứ tự Thuận nhưng không có suất điện động E

• Sơ đồ thay thế thứ tự Không:

Vương Hồng Chiến – Đ2H2

8

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch

Tính lại điện kháng cho các đường dây và tính thêm cho MBA TN phía hạ áp:
XD1’ = X3’ = 3,5.X3 = 3,5.0,136 = 0,476
XD2’ = X4’ = 3,5.X4 = 3,5.0,07 = 0,245
XD3’ = X5’ = 3,5.X5 = 3,5.0,121 = 0,4235
XD4’ = X9’ = 3,5.X9 = 3,5.0,0378 = 0,1323
2. Biến đổi các sơ đồ về dạng đơn giản:
• Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Thuận: như sơ đồ tính ngắn mạch 3 pha và có
kết quả như ở phần A

Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Thuận

• Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Nghịch:
Biến đổi như sơ đồ tính ngắn mạch 3 pha và có kết quả như phần A ta có:

Vương Hồng Chiến – Đ2H2

9

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch
Vì không có suất điện động nên có thể nhập song song hai nhánh ND và TD

Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Nghịch

X = X24 = X22 // X17 = = ≈ 0,135
• Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Không:
 Bước 1:

Biến đổi ∆ 3’, 4’, 5’ thành sao 25, 26, 27
D = X3’ + X4’ + X5’ = 0,476 + 0,245 + 0,4235 = 1,1445

X28 = X9’ + X10 = 0,1323 + 0,088 = 0,2203
 Bước 2:

Vương Hồng Chiến – Đ2H2

10

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch

X29 = X2 + X25 = 0,0525 + 0,102 = 0,1545
X30 = X26 + X6 = 0,091 + 0,0525 = 0,1435
 Bước 3:

X31 = X29 // X30 = = ≈ 0,0744

 Bước 4:

Vương Hồng Chiến – Đ2H2

11

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch

X32 = X31 + X27 = 0,0744 + 0,176 = 0,2504
 Bước 5:

X33 = X32 // X23 = = ≈ 0,088
 Bước 6:

X34 = X33 + X8 = 0,088 + 0,092 = 0,18
 Bước 7:

 Bước 8:
X = X35 = X34 // X28 = = ≈ 0,099
Vương Hồng Chiến – Đ2H2

12

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch

Sơ đồ thay thế đơn giản thứ tự Không

3. Tính dòng ngắn mạch siêu quá độ I” tại điểm ngắn mạch:
•

Vì ngắn mạch 2 pha chạm đất nên:
X∆ = = ≈ 0,057
m = . = . ≈ 1,506

•

Sơ đồ phức hợp :

•

Biến đổi sơ đồ phức hợp về dạng đơn giản

Xtd1 = X36 = X22 + X∆ + = 0,242 + 0,057 + ≈ 0,344
Xtd2 = X37 = X17 + X∆ + = 0,3042 + 0,057 + ≈ 0,433
I = + ≈ 5,22
Dòng ngắn mạch siêu quá độ là:
I = m.I. = 1,506.5,22. ≈ 1,973 (kA)

4. Tình áp và dòng các pha đầu cực máy phát TD khi xảy ra ngắn mạch:
•
I = 5,22

Dòng các pha đầu cực máy phát TD khi xảy ra ngắn mạch:
⇒ Ia2 = – Ia1. = – 5,22. ≈ – 3,012

Vương Hồng Chiến – Đ2H2

13

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch

I = – 3,012. ≈ – 1,34

I = 5,22. ≈ 2,313

Dòng trên các pha A,B,C đầu cực máy phát TD có xét đến tổ đấu dây của
MBA B3 (tổ đầu dây 11 giờ):
 Pha A:
= I.e j30 + I.e -j30

I

= 2,313.( + j ) + ( – 1,34).( – j )
= 0,843 + j1,8265
= ≈ 2,012

I (kA)

= 2,012. ≈ 8,42 (kA)

 Pha B:
= I.e j30e j240 + I.e -j30e j120

I

= I.e j270 + I.e j90
= 2,313.(– j) + (– 1,34).j
= – j3,653
= ≈ 3,653
I (kA)

= 3,653. ≈ 15,283 (kA)

 Pha C:
I

= I.e j30e j120 + I.e -j30e j240
= I.e j150 + I.e j210
= 2,313.( – + j ) + (– 1,34).( – – j )
= – 0,843 + j1,8265
= ≈ 2,012

I (kA)
•

= 2,012. ≈ 8,42 (kA)

Điện áp các pha đầu cực máy phát TD khi xảy ra ngắn mạch:

Vương Hồng Chiến – Đ2H2

14

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch

I

= 5,22;

I

= – 3,012;

I

= 2,313;

I

= – 1.34;

X∆ = 0,057

Phân bố điện áp khi ngắn mạch

Ua1 = jIa1.X∆ = j5,22.0,057 ≈ j0,3;
U

Ua2 = Ua1 = j0,3;

= Ua1 + j.I.(X9 + X10)

U

= Ua2 + j.I.(X9 + X10)

= j0,3 + j2,313.(0,0378 + 0,088)

= j0,3 + j(– 1.34).(0,0378 + 0,088)

≈ j0,591

≈ j0,132

Vương Hồng Chiến – Đ2H2

15

Trường Đại Học Điện Lực


Bài Tập Dài Môn Ngắn Mạch
Điện áp trên các pha A,B,C đầu cực máy phát TD có xét đến tổ đấu dây của
MBA B3 (tổ đầu dây 11 giờ):

 Pha A:
= U.e j30 + U.e -j30

U

= j0,591.( + j ) + j0,132.( – j )
= – 0,2295 + j0,626
= ≈ 0,67
U (kV)

= 0,67. ≈ 5,338 (kV)

 Pha B:
= U.e j30e j240 + U.e -j30e j120

U

= U.e j270 + U.e j90
= j0,591.(– j) + j0,132.j
= 0,459
= 0,459
U (kV)

= 0,459. ≈ 3,657 (kV)

 Pha C:
U

= U.e j30e j120 + U.e -j30e j240
= U.e j150 + U.e j210

= j0,591.( – + j ) + j0,132.( – – j )
= – 0,2295 – j0,626
= ≈ 0,67

U (kV)

= 0,67. ≈ 5,338 (kV)

Vương Hồng Chiến – Đ2H2

16

Trường Đại Học Điện Lực