TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG

3.9. LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT CHO CÁC MBA PHÂN

Điện kháng của hệ thống đƣợc tính theo công thƣc sau:

2 tb HT

N

X = U

S (Ω) (3.16) Trong đó :

SN – công suất ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực, SN = 400 MVA.

U_tb - điện áp trung bình của phần lƣới làm việc chứa thanh cái.

Utb = 1,05 Udm

Điện trở và điện kháng của đƣờng dây:

R= 0

1.r l (Ω) (3.17) n

X= 0

1.x l (Ω) (3.18) n

Trong đó :

r₀, x₀ - điện trở và điện kháng trên 1 km dây dẫn ( Ω/km) l - chiều dài đƣờng dây.(km)

Do ngắn mạch xa nguồn nên dòng ngắn mạch siêu quá độ I” bằng dòng dòng điện ngắn mạch ổn định I, nên ta có thể viết :

" tb

N

N

I = I = I = U (3.19)

 3.Z

Trong đó :

ZN - tổng trở từ hệ thống điện đến điểm ngắn mạch thứ i (Ω) Trị số dòng điện xung kích đựơc tính theo công thức sau :

ixk = 1,8. 2.IN ( kA) (3.20)

Trị số IN và i_xk đƣợc dùng để kiểm tra khả năng ổn định nhiệt và ổn định động của thiết bị điện trong trạng thái ngắn mạch.

Z∑ = Rdd²+(Xdd +X ) _ht ² (3.21)

Xdd = x0.l (3.23)

L: là khoảng cách từ TBA trung gian về TBA nhà máy: 3 km X_dd : Điện kháng của đƣờng dây (Ω)

Rdd : Điện trở của đƣờng dây (Ω)

r0 : Điện trở trên 1 km đƣờng dây (Ω/km) x0 : Điện kháng trên 1 km đƣờng dây (Ω/km)

Ta chọn cáp cao áp có tiết diện la 3x300 mm² cách điện PVC có đai thép do hang ALCATEL chế tạo

r0 = 0,130 (Ω/km) x0 = 0,154 (Ω/km)

R_dd = 0,130.3 = 0,39 (Ω) X_dd = 0,154.3 = 0.462 (Ω)

Utb = Uđm .1,05 = 22.1,05 = 23,1 (kV)

SN = Uđm. Icăt max = 3 .22.80 = 3048,4 kVA (3.26)

2 tb HT

N

X = U

S (Ω) (3.25) XHT =

23,12

3048, 4 = 0,175 (Ω)

Z∑ = R_dd²+(X_dd +X ) _ht ² ₌

0,39 +(0,462+0,175)

^{2 2} = 0,732869 (Ω)

 Tính ngăn mạch tại điểm N1

Ztx = R²+ X ² (3.27)

Do X = 0 nên Ztx = R

Tra bảng PL3.13 [2] ta đƣợc R_tx = 0,15 (Ω) → Ztx = 0,15 (Ω) Tổng điện trở với điểm ngắn mạch N1:

R_∑N1 = Rdd + Rtx = 0,39 + 0,15 = 1,05 (Ω) (3.28) Tổng điện kháng với điểm ngắn mạch N₁ :

X∑N1 = Xdd + XHT = 0.462 + 0,175 = 0,637 (Ω) (3.29)

Tổng trở với điểm ngắn mạch N1 : Z∑N1 = 1²+ X 1²

N N

R  = 1,58 (Ω) (3.30) Dòng ngắn mạch tại điểm N1 :

IN1 = ²²

1,58. 3 = 8,1 kA

Thay IN1 vào biểu thức :ixk = IN1. 1,8. 2 _{= 20,7kA}

 Tính ngắn mạch tại điểm N2 Tổng trở ngắn mạch tại điểm N2 :

R∑N2 = Rdd1 + RtxN1 + RBB0 + RddN2 (3.31) RBB0 =

2 3

dm 2

m

. .10

đ

PU S

 (Ω) (3.32)

RBB0 =

2 3

2

120.22 .10

25000 = 0,092928 (Ω)

R_ddN2 = r₀.l = 0,0601. 0,13 = 0,007813 (Ω) (3.33) R∑N2 = 0,39 + 0,15 + 0,092928 + 0,007813 = 0,640741 (Ω) Tổng điện kháng đối với điểm N2:

X∑N2 = Xdd1 + XBB0 + XddN2 (3.34) XBB0 =

2 dm

m

. .10

n đ

U U

S =

10,5.22 .102

25000 = 2,0328 (Ω) (3.35) XddN2 = x0.l =0,102. 0,13 = 0,01236 (Ω) (3.36) X∑N2 = 2,0328 + 0,01236 +0,462 = 2,50716 (Ω) (3.37) Tổng trở đối với điểm ngắn mạch N2 :

Z∑N2 = 2²+ X 2²

N N

R  = 2,5877(Ω) (3.38) Dòng ngắn mạch tại điểm N2 :

I_N2 = ²²

2,5877. 3 = 4,91 kA

3.11. TÍNH CHỌN VÀ KIỂM TRA THANH DẪN Thanh dân đƣợc lựa chọn theo điều kiện phát nóng.

I_cp = k1.k2.k3.Icpth (3.40)

K1 = 1 :là hệ số hiểu chỉnh khi đặt thanh dẫn đƣớng.

K2 = 1 :hệ số hiệu chỉnh khi có nhiều thanh dân ghép lại

K3 = 1 :hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trƣờng xung quang khác môi trƣờng tiêu chuẩn t⁰_mt = 45⁰ C

Kiểm tra độ bền của thanh cái: _tt _cp (3.41) Trong đó: _cplà ứng suất cho phép của thanh cái

tt: là ứng suất tính toán của thanh cái + Trình tự tính toán _tt

Lực tính toán F_tt do tác dụng của dòng ngắn mạch gây trên 1 cm Ftt = 1,76.10^-2 .i²xk. ^l

a (kG) (3.42) Trong đó :

- ixk là dòng điện ngắn mạch 3 pha - a là khoảng cách giữa các pha,cm + Xác định momen uôn M

M = Ftt.

2

8

l (kG.cm) (3.43)

W = . 2

(3.44) 6

b h

Trong đó :

- b : là bề rộng thanh dẫn (cm) - h :Là chiều cao của thanh dẫn Khi đó ứng suất thanh dẫn là :

( / 2) (3.45)

W

M kG cm

 

+ Kiểm tra thanh dẫn theo tiêu chuẩn ổn định động dòng ngắn mạch - Khoảng giữa các pha là a = 120 cm

- Chọn thanh dẫn

Dòng điện lớn nhất của thanh dẫn : Itt max = 874,94 (A)

Tra bảng PL 4.20 [2] ta chọn thanh dẫn bằng đồng hình chữ nhật có tiết diện một thanh dẫn là 300 mm² có kích thƣớc là 50x6 có dòng điện cho phép là 955A

Thanh dẫn làm ngang k1 = 0,95 mỗi pha có một thanh dẫn k2 = 1

ax 0

k3 =

^{cptd m}

(3.46)

cptd

t t

t t





tmax : là nhiệt độ môi trƣờng cực đại t0 = 30⁰ C

t_cptd = 70⁰ C

→ k3 = 0,8

Dòng điện cho phép hiệu chỉnh ở thanh dẫn là : Icphc = 0,95.1.0,8.955 = 25,8 (A) (3.47)

→ I_cp > I_tt

Vậy thanh dẫn đƣợc chọn thỏa mãn điều kiện ổn định động + Kiểm tra thanh dẫn theo điều kiện ổn định động

Khi ngắn mạch thanh dẫn chịu tác dụng của lực điện động vì vậy trong vật liệu thanh dẫn xẽ thay đổi. Để kiểm tra độ ổn định động của thanh dẫn khi ngắn mạch cần xác định đƣợc ứng suất trong vật liệu thanh dẫn do lực điện động gây ra và so sánh ứng suất này với ứng suất cho phép

σ < σ

Ftt = 1,76.10^-2.i²xk. ^l

a (kG) (3.49) L : là khoảng cách giữa các sứ của 1 pha:320 cm Ftt = 1,76.10^-2. 20,7². ³²⁰

120 = 20,11 (3.50) M = 20,11.

3202

8 = 25740,8 kG.cm (3.51) W =

. 2

(3.53) 6

b h

W = 6.52

6 .2,5 = 62,5 (cm²) σ = W

M

│ │ = ^25740,8

62,5 = 411,85 (kG/cm²)

→ σ_tt < σcp thanh dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện 3.12. CHỌN VÀ KIỂM TRA BU

Máy biến điện áp, ký hiệu BU hay TU là máy biến áp đo lƣờng dùng để biến đổi điện áp từ một trị số nào đó (thƣờng U 1000V ) xuống100V hoặc

V 3

100 cấp điện cho đo lƣờng, tín hiệu và bảo vệ.

Trên mỗ phân đoạn của thanh góp ta sử dụng một mát biến điện áp BU.

BU đƣợc chọn theo điều kiện sau:

 Điện áp.

 Sơ đồ đấu dây, kiểu máy.

 Cấp chính xác.

 Công suất định mức.

 Chọn và kiểm tra BU 22kV:

Chọn BU loại 4MR14, do SIEMENS chế tạo có các thông số nhƣ sau:

Bảng 3.8 :Thông số kỹ thuật BU 22kV

Kiểu loại 4MR14

kV

U_đm, 24

U chịu đựng tần số công nghiệp 1’ , kV 50 U chịu đựng xung 1.2/50s,kV 125

kV

U_1đm, 22 / 3

kV

U_2đm, 100/ 3, 110/ 3 ,120/ 3