Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện
|
BT1: Tính toán ngắn mạch 3 pha tại điểm N1 và N2 trên sơ đồ mạng điện hình bên, được cung cấp từ hệ thống có điện áp không đổi 115kV và công suất ngắn mạch là 800MVA, đường dây cung cấp ĐD1 dài 50km, được làm bằng dây AC-95 (r0 = 0,33Ω/km ; x0 = 0,423Ω/km), đường dây phân phối dài 7km bằng dây AC – 50 (r0 = 0,64 ; x0 = 0,392Ω/km), máy biến áp mã hiệu TMTH-10/110 có công suất định mức SđmB = 10MVA, điện áp định mức 115/10,5kV ; điện áp ngắn mạch UN% = 7,5%. Giải theo 2 trường hợp TH1: Hệ đơn vị có tên TH2: Hệ đơn vị tương đối 115kV HT ÑD1 10,5kV MBA N1 ÑD2 N2 Giải TH1: Hệ đơn vị có tên B1: Vẽ sơ đồ 1 dây, ghi các thông số => Như hình vẽ B2: Chọn 1 cấp điện áp cơ bản => chọn cấp điện áp cơ bản là 10,5kV B3: Tính toán tổng trở các phần tử U2 10,52 Hệ thống: X HT = cb = = 0,14Ω SN.HT 800 ĐD1: 2 2 ⎛ U ⎞ ⎛ 10,5 ⎞ R ÑD1 = r01.l1. ⎜⎜ cb ⎟⎟ = 0,33.50. ⎜ ⎟ = 0,14Ω ⎝ 115 ⎠ ⎝ U ÑD1 ⎠ 2 2 ⎛ U ⎞ ⎛ 10,5 ⎞ X ÑD1 = x 01.l1. ⎜⎜ cb ⎟⎟ = 0, 423.50. ⎜ ⎟ = 0,18Ω ⎝ 115 ⎠ ⎝ U ÑD1 ⎠ MBA: XT = ZT = U N % U2cb 7,5 10,52 . . = = 0,83Ω . Vì XT >> RT nên bỏ qua RT 100 SñmB 100 10 ĐD2: 2 2 ⎛ U ⎞ ⎛ 10,5 ⎞ R ÑD2 = r02 .l2 . ⎜⎜ cb ⎟⎟ = 0,64.7. ⎜ ⎟ = 4,8Ω ⎝ 10,5 ⎠ ⎝ U ÑD2 ⎠ 2 2 ⎛ U ⎞ ⎛ 10,5 ⎞ X ÑD2 = x 02 .l2 . ⎜⎜ cb ⎟⎟ = 0,392.7. ⎜ ⎟ = 2,7Ω ⎝ 10,5 ⎠ ⎝ U ÑD2 ⎠ B4: Vẽ sơ đồ thay thế 115 0 j.0,14 (0,14+j.0,18) HT XHT Z ÑD1 N1 j.0,83 (4,8+j.2,7) XT Z ÑD2 N2 - Khi ngắn mạch tại N1: B5, 6: Tìm ZΣ.N1 và Tính IN1 theo cấp điện áp cơ bản Đại học Tôn Đức Thắng Trang 1 Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện I(3) cb.N1 = U cb 3.ZΣ.N1 \= 10,5 3. 0,142 + (0,14 + 0,18)2 (3) Dòng ngắn mạch thực tế tại N1: I(3) N = I cb.N . ThS. Nguyễn Công Tráng \= 17,4kA U cb Uñang xeùt \= 17, 4. 10,5 = 1,6kA 115 Mạng điện áp cao => lấy kxk = 1,8 => Giá trị dòng xung kích: ixkN1 = 2.I(3) N1.k xk = 2.1,6.1,8 = 4,1kA 2 2 Giá trị hiệu dụng dòng xung kích: I xk.N1 = I(3) N1. 1 + 2( k xk − 1) = 1,6. 1 + 2(1,8 − 1) = 2, 4kA Công suất ngắn mạch khi ngắn mạch tại N1: SN1 = 3.U.I(3) N1 = 3.115.1,6 = 318MVA - Khi ngắn mạch tại N2: B5, 6: Tìm ZΣ.N2 và Tính IN2 theo cấp điện áp cơ bản I(3) cb.N2 = U cb 3.ZΣ.N2 10,5 \= 3. ( 0,14 + 4,8) 2 2 \= 0,97kA + (0,14 + 0,18 + 0,83 + 2, 7) B7: Phân bố dòng điện NM chạy trên các nhánh: U cb (3) Dòng ngắn mạch thực tế tại N2: I(3) N2 = I cb.N2 . Uñang xeùt \= 0,97. 10,5 = 0,97kA 10,5 Mạng điện áp cao => lấy kxk = 1,8 => Giá trị dòng xung kích: ixkN2 = 2.I(3) N2 .k xk = 2.0,97.1,8 = 2, 4kA 2 2 Giá trị hiệu dụng dòng xung kích: Ixk.N2 = I(3) N2 . 1 + 2( k xk − 1) = 0,97. 1 + 2(1,8 − 1) = 1,5kA Công suất ngắn mạch khi ngắn mạch tại N2: SN2 = 3.U.I(3) N2 = 3.10,5.1,6 = 30MVA BT2: Tính ngắn mạch 3 pha tại điểm N trong 2 trường hợp cho sơ đồ hình vẽ. Mạng điện được cung cấp từ hệ thống có công suất vô cùng lớn với công suất ngắn mạch hệ thống là SN.HT = 1600 MVA, đường dây cung cấp 115kV dài 70km được làm bằng dây AC-120 (r0 = 0,27 Ω/km; x0 = 0,415Ω/km), máy biến áp mã hiệu TMTH-6,3/110 có công suất 6,3MVA, điện áp thứ cấp MBA là 10,5kV, điện áp ngắn mạch UN% = 10,5%. Cuộn kháng điện có các tham số UđmKĐ = 10,5kV ; IđmKĐ = 0,5kA và XKĐ = 5%. Máy phát có công suất SđmMF = 20MVA, điện kháng siêu quá độ dọc trục là X//d = 0,12 = 12 %; suất điện động MF là E = 11kV, điện áp định mức đầu cực MF là 10,5kV. 10,5kV MF 115kV HT ÑD MBA KÑ N Giải TH2: Hệ đơn vị tương đối B1: Vẽ sơ đồ 1 dây, ghi các thông số => Như hình vẽ B2: Chọn Scb tùy ý (nhưng phải hợp lý) và chọn Ucb tại nơi xảy ra ngắn mạch =>Tìm Icb: Đại học Tôn Đức Thắng Trang 2 Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện Chọn: S cb \= 100MVA ; U cb \= 10,5kV => Icb = ThS. Nguyễn Công Tráng Scb 100 \= 3.U cb 3.10,5 \= 5,5kA B3: Tính toán tổng trở các phần tử trong hệ đvtđ S 100 = 0,063 HT: X*HT = cb = SN.HT 1600 ĐD: S 100 R*ÑD = r0 .l. 2cb = 0,27.70. 2 = 0,14 U ÑD 115 S 100 X*ÑD = x 0 .l. 2cb = 0,415.70. 2 = 0,22 U ÑD 115 U % S 10,5 100 . = 1,7 MBA: X*T = Z*T = N . cb = 100 SñmB 100 6,3 ⎛ Scb ⎞ 100 = 0, 6 ⎟ = 0,12. 20 ⎝ SMF ⎠ X % I 5 5,5 KĐ: X*KÑ = KÑ . cb = . = 0,55 100 IñmKÑ 100 0,5 MF: X*MF = X d/ / . ⎜ Suất điện động của HT quy về cấp điện áp cơ bản đã chọn: E HT = U cb = 10,5kV Suất điện động HT trong đơn vị tương đối: E*HT = Suất điện động MF trong đơn vị tương đối: E*MF = E HT \=1 E MF \= U cb U cb 11 = 1,05 10,5 B4: Vẽ lại sơ đồ thay thế 10,5 0 1 0 (0,14+j.0,22) j.0,063 * XHT HT* j.1,7 XT* * Z ÑD j.0,6 * X MF j.0,55 * XKÑ j.0,6 1 0 1,05 0 N 1,05 0 (0,14+j.1,98) * X MF j.0,55 * HT* ZΣ * XKÑ YΣ* = 1 Z*Σ \= 1 2 2 (0,14) + (1,98) Đại học Tôn Đức Thắng N \= 0,5 Trang 3 Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện 1 * YMF = E*tñ = \= 1 \= 1, 7 X*MF 0,6 * E*HT .YΣ* + E*MF .YMF * YΣ* + YMF \= 1.0,5 + 1,05.1,7 = 1,04 0,5 + 1,7 (0,06+j.1) 1,04 0 N * * Z Σ.Ν Etñ B5, 6: Tìm Z I*(3) N = ThS. Nguyễn Công Tráng E*tñ Z*Σ.N * * và Tính I N ΣN E*tñ \= ( 2 R*Σ.N + ) ( 2 X*Σ.N ) \= E*tñ 2 ( 0,06 ) + (1) 2 \= 1,031 B7: Phân bố dòng điện NM chạy trên các nhánh: *(3) Dòng ngắn mạch quy về đơn vị cơ bản: I(3) N.cb = I N .I cb = 1,031.5,5 = 5,7kA (3) Dòng ngắn mạch thực tế tại N: I(3) N = I N.cb . U cb Uñang xeùt \= 5, 7. 10,5 = 5, 7kA 10,5 BT3: Tính ngắn mạch 3 pha tại N1 và N2 trong mạng sơ đồ như hình vẽ. 115kV HT ÑD1 N1 10,5kV MBA ÑD2 N2 MF Các thông số phần tử được cho bảng sau: Phần tử Các tham số HT UHT = 115kV SN.HT = 900MVA TMTH115/10,5kV SđmB = 20MVA MBA UN% = 10,5% 16/110 MF E = 11kV SđmMF = 25MVA X//d = 0,14 UđmMF = 10,5kV UĐD1 = l1 = 50km ĐD1 AC-120 r01 = 0,27 Ω/km x01 = 0,41 Ω/km 115kV UĐD2 = ĐD2 AC-70 l2 = 7km r02 = 0,46 Ω/km x02 = 0,38 Ω/km 10,5kV Giải TH1: Hệ đơn vị có tên Đại học Tôn Đức Thắng Trang 4 Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng B1: Vẽ sơ đồ 1 dây, ghi các thông số => Như hình vẽ B2: Chọn 1 cấp điện áp cơ bản => chọn cấp điện áp cơ bản là 10,5kV B3: Tính toán tổng trở các phần tử U2 10,52 Hệ thống: X HT = cb = = 0,12Ω 900 SN.HT ĐD1: 2 2 ⎛ U ⎞ ⎛ 10,5 ⎞ R ÑD1 = r01.l1. ⎜⎜ cb ⎟⎟ = 0,27.50. ⎜ ⎟ = 0,11Ω ⎝ 115 ⎠ ⎝ U ÑD1 ⎠ 2 2 ⎛ U ⎞ ⎛ 10,5 ⎞ X ÑD1 = x 01.l1. ⎜⎜ cb ⎟⎟ = 0, 41.50. ⎜ ⎟ = 0,17Ω ⎝ 115 ⎠ ⎝ U ÑD1 ⎠ U N % U2cb 10,5 10,52 = = 0,58Ω . Vì XT >> RT nên bỏ qua RT . . MBA: XT = ZT = 100 SñmB 100 20 MF: X MF \= X d/ / . U 2cb 10,52 = 0,14. = 0, 6Ω 25 SMF ĐD2: 2 2 ⎛ U ⎞ ⎛ 10,5 ⎞ R ÑD2 = r02 .l2 . ⎜⎜ cb ⎟⎟ = 0, 46.7. ⎜ ⎟ = 3,2Ω U 10,5 ⎝ ⎠ ⎝ ÑD2 ⎠ 2 2 ⎛ U ⎞ ⎛ 10,5 ⎞ X ÑD1 = x 01.l1. ⎜⎜ cb ⎟⎟ = 0,38.7. ⎜ ⎟ = 2,7Ω U 10,5 ⎝ ⎠ ⎝ ÑD1 ⎠ B4: Vẽ sơ đồ thay thế 115 0 j.0,12 HT XHT (0,11+j.0,17) Z ÑD1 j.0,58 N1 11 0 XT (3,2+j.2,7) Z ÑD2 N2 j.0,6 X MF MF - Khi ngắn mạch tại vị trí N1: 115 0 j.0,12 HT XHT (0,11+j.0,17) Z ÑD1 11 0 MF Đại học Tôn Đức Thắng j.0,58 N1 XT j.0,6 XMF Trang 5 Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện (0,11+j.0,3) 115 0 YΣ = 1 ZΣ (0,11)2 + (0,3)2 1 YMF + T = XMF + T X MF+T N1 1 \= 11 0 j.1,2 ZΣ HT ThS. Nguyễn Công Tráng \= 3,2 1 = 0,8 1,2 \= Suất điện động của HT quy về cấp điện áp cơ bản đã chọn: E HT = U cb = 10,5kV E tñ = EHT .YΣ + EMF .YMF + T 10,5.3,2 + 11.0,8 = = 10, 7kV YΣ + YMF + T 3,2 + 0,8 (0,11+j.0,3) 10,7 0 N1 Z Σ.Ν1 Eñtr B5, 6: Tìm ZΣ.N1 và Tính IN1 theo Etđ I(3) N.tñ = E tñ 3.ZΣ.N \= 10, 7 2 2 3. 0,11 + (0,3) \= 20kA B7: Phân bố dòng điện NM chạy qua đường dây 1 U cb 10,5 (3) I(3) I = . = 20. = 2kA N1 N.tñ Uñang xeùt 115 - Khi ngắn mạch tại vị trí N2: 115 0 j.0,12 HT XHT (0,11+j.0,17) Z ÑD1 11 0 MF Đại học Tôn Đức Thắng j.0,58 XT (3,2+j.2,7) Z ÑD2 N2 j.0,6 X MF Trang 6 Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ZΣ HT 11 0 YΣ = (3,2+j.2,7) (0,11+j.0,87) 115 0 YMF = Z ÑD2 N2 j.0,6 XMF MF 1 ZΣ ThS. Nguyễn Công Tráng 1 \= (0,11)2 + (0,87)2 1 XMF \= 1,14 1 = 1,7 0,6 \= Suất điện động của HT quy về cấp điện áp cơ bản đã chọn: E HT = U cb = 10,5kV E tñ = E HT .YΣ + E MF .YMF 10,5.1,14 + 11.1,7 = = 10, 7kV YΣ + YMF 1,14 + 1,7 10,7 0 (3,27+j.3,04) N2 Z Σ.Ν2 Etñ B5, 6: Tìm ZΣ.N2 và Tính IN2 theo Etđ I(3) N.tñ = E tñ 3.ZΣ.N \= 10, 7 3. 3,272 + (3,04)2 \= 1,38kA B7: Phân bố dòng điện NM chạy qua KĐ U cb 10,5 (3) I(3) = 1,38. = 1,38kA N2 = I N.tñ . Uñang xeùt 10,5 BT4: Tính ngắn mạch 3 pha tại điểm N trên sơ đồ mạng điện như hình vẽ, các tham số phần tử như sau: MF: SđmMF = 20MVA, X//d = 0,12 ; suất điện động trong đơn vị tương đối E* = 1,1 ; điện áp định mức là 13,8kV. MBA tăng: 13,8/115V ; SđmB1 = 25MVA ; UN1% = 10,5% MBA giảm: 110/22kV ; SđmB2 = 30MVA ; UN2% = 10,5% Đường dây: 110kV ; dài 50km ; dây AC – 120 (r0 = 0,27Ω/km ; x0 = 0,39 Ω/km) Phụ tải: Mắc trên thanh cái 22kV của trạm biến áp ; công suất Spt = 15MVA ; cosϕ = 0,8 ; X//pt = 0,4 Đại học Tôn Đức Thắng Trang 7 Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng 110kV 13,8kV 22kV Spt MF T1 ÑD T2 N Giải TH2: Hệ đơn vị tương đối B1: Vẽ sơ đồ 1 dây, ghi các thông số => Như hình vẽ B2: Chọn Scb tùy ý (nhưng phải hợp lý) và chọn Ucb tại nơi xảy ra ngắn mạch =>Tìm Icb: Chọn: S cb \= 100MVA ; U cb \= 22kV => I cb = Scb 3.U cb \= 100 3.22 \= 2,6kA B3: Tính toán tổng trở các phần tử trong hệ đvtđ ⎛ S ⎞ 100 = 0, 6 MF: X*MF = X d/ / . ⎜ cb ⎟ = 0,12. 20 ⎝ SMF ⎠ MBA1: X*T1 = Z*T1 = ĐD: R*ÑD = r0 .l. Scb U N1% 100 \= 0,27.50. . Scb 10,5 100 . = = 0,42 SñmT1 100 25 100 \= 0,11 U2ÑD 1102 S 100 X*ÑD = x 0 .l. 2cb = 0,39.50. = 0,16 U ÑD 1102 U % S 10,5 100 . MBA2: X*T2 = Z*T2 = N2 . cb = = 0,35 100 SñmT2 100 30 Phụ tải: S 100 .0,8 = 5,3 R*pt = cb .cosϕ = 15 Spt X*pt = I pt = E*pt Scb 100 . sin ϕ = .0,6 = 4 Spt 15 Spt 3.U pt \= 15 3.22 \= 0, 4kA 2 2 2 2 I pt / / ⎞ ⎛ U ⎞ ⎛ U ⎛ 22 ⎞ ⎛ 22 ⎞ 0, 4 = ⎜ cosϕ ⎟ + ⎜ sin ϕ − .X ⎟ = ⎜ .0,8 ⎟ + ⎜ .0,8 − .0,4 ⎟ = 1,09 ⎜ ⎟ ⎜ I cb pt ⎠⎟ 2,6 ⎝ 22 ⎠ ⎝ 22 ⎠ ⎝ U cb ⎠ ⎝ U cb Suất điện động MF trong đơn vị tương đối: E*MF = 1,1 (đề cho) B4: Vẽ lại sơ đồ thay thế Đại học Tôn Đức Thắng Trang 8 Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện 1,1 0 MF * * XMF * MF 1 Z*Σ * Ypt = E*tñ = Z Σ* * 1 (0,11)2 + (1,53)2 1 \= (5,3+j.4) * Ept \= 0,65 \= 0,15 \= 1,1 N * * Z Σ.N Etñ B5, 6: Tìm Z Z*Σ.N * Ept (0,3+j.1,3) 1,1 0 E*tñ 1,09 0 1,09 0 * Z*pt (5,3)2 + (4)2 * E*MF .YΣ* + E*pt .Ypt 1,1.0,65 + 1,09.0,15 = * * 0,65 + 0,15 YΣ + Ypt I*(3) N = * Zpt N Zpt N 1 \= * XT2 Z ÑD1 (0,11+j.1,53) (5,3+j.4) j.0,35 * XT1 1,1 0 YΣ* = (0,11+j.0,16) j.0,42 j.0,6 ThS. Nguyễn Công Tráng * Σ.N \= ( * và Tính I N E*tñ 2 R*Σ.N + ) ( 2 X*Σ.N ) \= 1,1 2 ( 0,3) + (1,3) 2 \= 0,82 B7: Phân bố dòng điện NM chạy trên các nhánh: *(3) Dòng ngắn mạch quy về đơn vị cơ bản: I(3) N.cb = I N .I cb = 0,82.2,6 = 2kA (3) Dòng ngắn mạch thực tế tại N: I(3) N = I N.cb . U cb Uñang xeùt \= 2. 22 = 2kA 22 BT5: Tính toán ngắn mạch tại điểm N trên thanh cái phía 22kV của máy biến áp 3 cuộn dây cho trên sơ đồ. Công suất định mức của MBA là SđmB = 225MVA , UN.CH% = 17,5% ; UN.CT% = 10,5% ; UN.TH% = 6,5%. Công suất ngắn mạch hệ thống SN.HT = 1800MVA. Đại học Tôn Đức Thắng Trang 9 Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng HT 220kV 110kV MBA 22kV N Giải TH1: Hệ đơn vị có tên B1: Vẽ sơ đồ 1 dây, ghi các thông số => Như hình vẽ B2: Chọn 1 cấp điện áp cơ bản => chọn cấp điện áp cơ bản là 22kV B3: Tính toán tổng trở các phần tử U 2cb 222 Hệ thống: X HT = = = 0,3Ω SN.HT 1800 MBA: U N %C = UN %C−T +UN %C−H −UN %T−H = 10,5+17,5−6,5 = 10,75% 2 2 10,5 + 6,5 −17,5 = −0,25% U U U % + % − % U N %T = N C−T N T−H N C−H = 2 2 U N %H = UN %C−H +UN %T−H −UN %C−T = 17,5+6,5−10,5 = 6,75% 2 2 2 U % U 10, 75 222 xC = N C . cb = . = 0,23Ω 100 SñmT 100 225 Cuộn trung: bỏ qua U N %H U2cb 6,75 222 xH = = = 0,15Ω . . 100 SñmT 100 225 Suất điện động của HT quy về cấp điện áp cơ bản đã chọn: E HT = U cb = 22kV B4: Vẽ sơ đồ thay thế 22 0 HT 22 0 HT j.0,23 j.0,3 Cao MBA XHT j.0,15 Haï N j.0,68 ZΣ.N Đại học Tôn Đức Thắng N Trang 10 Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng B5, 6: Tìm ZΣ.N và Tính IN theo Etđ I(3) N.cb = U cb 3.ZΣ.N \= 22 3. 02 + (0,68)2 \= 18,8kA B7: Phân bố dòng điện NM U cb 22 (3) I(3) I = . = 18,8. = 18,8kA N N.cb Uñang xeùt 22 BT6: Một mạng điện gồm 2 mạch giống nhau làm việc song song bởi máy cắt MC. Các tham số của các phần tử: MF: công suất định mức SđmMF = 30MVA ; điện trở siêu quá độ dọc trục X//d = 0,14 ; điện áp định mức UđmMF = 13,8kV ; suất điện động trong hệ đơn vị tương đối E* = 1,1. MBA: SđmB = 40MVA ; UN.CH% = 17,5% ; UN.CT% = 10,5% ; UN.TH% = 6,5%. Kháng điện: Dòng định mức IđmKĐ = 1,2kA ; UđmKĐ = 115kV ; XKĐ = 5%. Đường dây dài 50km có x0 = 0,41 Ω/km, bỏ qua RĐD Hãy xác định dòng NM 3 pha trong 2 trường hợp: 1. Khi máy cắt MC mở 2. Khi máy cắt MC đóng 13,8kV T1 110kV KÑ MF ÑD 22kV 13,8kV T1 N MC 110kV ÑD KÑ MF 22kV Giải TH2: Hệ đơn vị tương đối B1: Vẽ sơ đồ 1 dây, ghi các thông số => Như hình vẽ B2: Chọn Scb tùy ý (nhưng phải hợp lý) và chọn Ucb tại nơi xảy ra ngắn mạch =>Tìm Icb: Chọn: S cb \= 100MVA ; U cb \= 110kV => Icb = Scb 3.U cb \= 100 3.110 \= 0,53kA B3: Tính toán tổng trở các phần tử trong hệ đvtđ ⎛S ⎞ 100 = 0,5 MF: X*MF = X d/ / . ⎜ cb ⎟ = 0,14. 30 ⎝ SMF ⎠ MBA: U N %C = UN %C−T +UN %C−H −UN %T−H = 10,5+17,5−6,5 = 10,75% 2 2 U N %T = UN %C−T +UN %T−H −UN %C−H = 10,5+6,5−17,5 = −0,25% 2 2 U % + U % − U % 17,5 + 6,5 −10,5 = 6,75% U N %H = N C−H N T−H N C−T = 2 2 Đại học Tôn Đức Thắng Trang 11 Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện X*C = ThS. Nguyễn Công Tráng U N %C Scb 10,75 100 . . = = 0,27 100 SñmT 100 40 Cuộn trung: bỏ qua S U % 6,75 100 . = 0,17 X*H = N H . cb = 100 SñmT 100 40 KĐ: X*KÑ = XKÑ % 100 ĐD: X*ÑD = x 0 .l. Scb . Icb \= IñmKÑ \= 0,41.50. U2ÑD 5 0,53 = 0,022 . 100 1,2 100 1102 \= 0,17 Suất điện động của HT quy về cấp điện áp cơ bản đã chọn: E HT = U cb = 110kV Suất điện động HT trong đơn vị tương đối: E*HT = E HT 110 = =1 U cb 110 B4: Vẽ lại sơ đồ thay thế j.0,17 j.0,5 * XMF MF * 1 0 j.0,022 j.0,17 XC* XKÑ * * XÑD N j.1,132 B5, 6: Tìm Z I(3) cb.N = MBA XH* j.0,27 Icb Z*Σ.N Z *Σ.N * Σ.N = ( N * và Tính I N I cb 2 R*Σ.N + ) ( 2 X*Σ.N ) \= 0,53 2 ( 0 ) + (1,132 ) B7: Phân bố dòng điện NM chạy trên các nhánh: U cb (3) Dòng ngắn mạch thực tế tại N: I(3) N = I cb.N . Uñang xeùt 2 \= 0, 48kA \= 0, 48. 110 = 0,48kA 110 2. Khi máy cắt MC đóng TH1: Hệ đơn vị có tên TH2: Hệ đơn vị tương đối Vì 2 mạch giống nhau và song song nhau nên khi MC đóng thì tổng trở giảm đi 2 lần => dòng ngắn mạch tăng lên 2 lần. (3) Cụ thể: I(3) N.MC ñoùng = 2.I N.MC môû = 2.0,48 = 0,94kA Đại học Tôn Đức Thắng Trang 12 Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện ThS. Nguyễn Công Tráng BT7: Tính toán ngắn mạch 3 pha tại điểm N cho trên sơ đồ bên. Biết tham số: Hệ thống có công suất ngắn mạch SN.HT = 500MVA. Máy biến áp 1 và 2 có công suất như nhau: SđmB = 25MVA ; UN% = 10,5% Các MF 1,2: SđmMF = 30MVA ; X//d = 0,12 ; UđmMF = 6,3kV ; suất điện động siêu quá độ E// = 6,6kV Đường dây: 22kV ; dài 80km làm bằng dây AC-95 có x0 = 0,41Ω/km ; bỏ qua R MF1 6,3kV 23kV T1 22kV MF2 ÑD N HT T2 Giải TH1: Hệ đơn vị có tên B1: Vẽ sơ đồ 1 dây, ghi các thông số => Như hình vẽ B2: Chọn 1 cấp điện áp cơ bản => chọn cấp điện áp cơ bản là 6,3kV B3: Tính toán tổng trở các phần tử U2 6,32 Hệ thống: X HT = cb = = 0, 08Ω SN.HT 500 ĐD: 2 2 ⎛ U ⎞ ⎛ 6,3 ⎞ X ÑD = x 0 .l. ⎜⎜ cb ⎟⎟ = 0, 41.80. ⎜ ⎟ = 2,7Ω ⎝ 22 ⎠ ⎝ U ÑD ⎠ U N % U2cb 10,5 6,32 = = 0,17Ω . Vì XT >> RT nên bỏ qua RT MBA: XT = ZT = . . 100 SñmB 100 25 U 2cb 6,32 = 0,12. = 0,16Ω MF: X MF SMF 30 B4: Vẽ sơ đồ thay thế = X d/ / . j.0,16 MF1 j.0,17 XMF1 XT1 j.0,16 j.0,17 j.2,7 XÑD MF2 XMF2 N j.0,08 XHT HT XT2 Suất điện động của HT quy về cấp điện áp cơ bản đã chọn: E HT = U cb = 6,3kV Đại học Tôn Đức Thắng Trang 13 Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện 6,6 0 j.0,33 j.2,78 XMF1+T1 MF1 6,6 0 ThS. Nguyễn Công Tráng 6,3 0 j.0,17 j.0,16 XÑD+HT XMF2 N MF2 1 YMF1+ T1 = ZMF1+ T1 1 YÑD+HT = E MF1+ HT ZÑD+ HT \= \= 1 (0)2 + (0,33)2 1 (0)2 + (2,78)2 XMF2 N 6,6 0 YMF2 = \= (0) + (0,47)2 ZMF2 2 MF1+HT MF1+HT \= 2,15 1 \= 6,57 0 6,57 0 XΣ 1 1 XMF1+T1+ÑD+HT j.0,47 XMF2 N MF2 ZΣ \= 0,36 j.0,296 XT2 j.0,16 1 \= 3,03 j.0,17 j.0,16 MF2 E tñ = XT2 // EMF1 .YMF1+ T1 + E HT .YÑD+ HT 6,6.3,03 + 6,3.0,36 = = = 6,57kV YMF1+ T1 + YÑD+ HT 3,03 + 0,36 6,6 0 YΣ = HT 2 2 (0) + (0,16) \= 6,25 // EMF2 .YMF2 + EMF1+ HT .YΣ 6,6.6,25 + 6,57.2,15 = = 6,59kV YMF2 + YΣ 6,25 + 2,15 6,59 0 j.0,12 Z Σ.N N B5, 6: Tìm ZΣ.N1 và Tính IN1 theo Etđ I(3) N.tñ = E tñ 3.ZΣ.N \= 6,59 2 2 3. 0 + (0,12) \= 31,8kA B7: Phân bố dòng điện NM Đại học Tôn Đức Thắng Trang 14 Bài tập tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện (3) I(3) N1 = I N.tñ . U cb \= 31,8. Uñang xeùt ThS. Nguyễn Công Tráng 6,3 = 31,8kA 6,3 BT8: Tính toán ngắn mạch 3 pha và 1 pha trong mạng điện hạ áp tại điểm N cho trên sơ đồ như hình vẽ. Biết các tham số: Hệ thống: công suất ngắn mạch SN.HT = 342MVA MBA: SđmB = 180kVA ; UN% = 5,5% ; ΔPN = 4,1kW Đường dây : bằng cáp hạ áp dài 0,65km ; r0 = 0,34 ; x0 = 0,3 Ω/km Bỏ qua điện trở các thiết bị phụ (II) 0,38kV (I) 10kV HT ÑD T N Giải - Tính ngắn mạch 3 pha : Chọn Ucb = 0,38 kV U 2cb 0, 38 2 = = 0, 422mΩ X HT = 342 SN.HT 2 2 ⎛ U cb ⎞ 3 ⎛ 0,38 ⎞ R T = ΔPN . ⎜ ⎟⎟ = 4,1.10 . ⎜ ⎟ = 18,3mΩ ⎜S 180. ⎝ ⎠ ⎝ ñmB ⎠ U N % U2cb 5,5 0,382 . . = = 44,12mΩ ZT = 100 SñmB 100 180.10 −3 XT = Z2T − R 2T = 44,122 − 18,32 = 40,16mΩ 2 2 ⎛ U ⎞ ⎛ 0,38 ⎞ R ÑD = r0 .l. ⎜⎜ cb ⎟⎟ = 0,34.0,65. ⎜ ⎟ = 221mΩ U 0,38 ⎝ ⎠ ⎝ ÑD ⎠ 2 2 ⎛ U ⎞ ⎛ 0,38 ⎞ X ÑD = x 0 .l. ⎜⎜ cb ⎟⎟ = 0,3.0,65. ⎜ ⎟ = 195mΩ U 0,38 ⎝ ⎠ ⎝ ÑD ⎠ (3) I(3) N = I N.cb = |
