Đề tài Tính toán ngắn mạch một pha chạm đất bằng Matlab

 đất Bài 2:Cho sơ dồ mạng điện tiêu biểu như hình 9 . Thông số của các phần tử như sau: Máy 1 và 2: 100 MVA; 20kV; X”d=X1=X2=20%; X0=4 %; Xg=5 % Máy biến thế T1 và T2 : 100 MVA; 20Y0/345Y0 kV; X=8 % Cả hai máy biến thế điều được nối đất trực tiếp ở hai bên. Trên cơ bản Scb=100 MVA; Ucb=345 kV thì kháng trở dây dẫn là X1=X2=15 %;X0= 50 %. Hệ thống đang vận hành tại điệna áp định mức không có dòng trước sự cố khi sự cố một dây chạm đất trực tiếp (ZN=0) xảy ra trên pha a tại nút 3. dung ma trận tổng trở nút cho mỗi mạng thứ tự, xác định dòng chạm đất siêu quá độ tại nơi có sự cố, điện áp pha đầu cực của máy phát 2, và dòng siêu qua độ chạy ra khỏi máy phát trên pha c của máy phát 2. Bài toán ngắn mạch một pha chạm đất a)sơ đồ một dây hệ thống đực mô tả trong bai 1 b)mạng thứ tự không của hệ thống trong bài 1 Bài toán ngắn mạch một pha chạm đất Znút0= Chúng ta có thể dùng ma trận Znút1, Znút2 đã được trình bày ở bài 1 INA0= INA1= INA2= = đvtđ nối mạch tương đương Thevenin của các mạng thứ tự nối tiếp nhau, như trình bày trên hình sau, ta tính được Bài toán ngắn mạch một pha chạm đất Dòng tổng sự cố là: INA=3INA0= - j5,5648 đvtđ Dòng điện cơ bản phía đường dây truyền tải điện áp cao là IcbII=100000/ .345= 167,35 A, ta có: INA= - j5,5648.167,35= A Bài toán ngắn mạch một pha chạm đất Các điện áp thứ tự pha a tại nút 4, tại đầu cực của máy 2 được tính theo phương trình (1.6) với k=3, j=4. đvtđ đvtđ đvtđ điện áp pha a,b,c tại nút 4 như sau: Bài toán ngắn mạch một pha chạm đất Để biểu diễn các điện áp pha của máy 2 bằng đơn vị kV, ta nhân chúng cho Vcbpha=20/ , và được: kV kV kV đvtđ đvtđ Bài toán ngắn mạch một pha chạm đất đvtđ đvtđ Từ sơ đồ thứ tự thuận, sơ đồ thứ tự không chúng ta vẽ lại hình sau Dòng điện cơ bản phía điện áp thấp ( các máy phát ) là 100000/( .20)=2886,751 A Và vì vậy |Ic|=15594 A. Các điện áp và dòng trong hệ thống có thể được tính tương tự Bài toán ngắn mạch một pha chạm đất Lệnh lập trình trong Matlab % CHUONG TRINH TINH TOAN MA MA TRAN TONG TRO Z NUT function[Zbus]=zbuild(linedata) nl=linedata(:,1);nr=linedata(:,2);R=linedata(:,3); X=linedata(:,4); nbr=length(linedata(:,1));nbus= max(max(nl),max(nr)); for k=1:nbr if R(k)==inf|X(k)==inf R(k)=99999999;X(k)=99999999; else,end end ZB=R+j*X; Zbus=zeros(nbus,nbus); tree=0; % Moi %them mot nhanh tu mot nut moi den nut chuan 0 for I=1:nbr ntree(I)=1; if nl(I)==0|nr(I)==0 if nl(I)==0 n=nr(I); R (m X (m CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN MA TRẬN TỔNG TRỞ Z NÚT elseif nr(I)==0 n=nl(I); end if abs(Zbus(n,n))==0 Zbus(n,n)=ZB(I);tree=tree+1;%moi else Zbus(n,n)=Zbus(n,n)*ZB(I)/(Zbus(n,n)+ZB(I)); end ntree(I)=2; else,end end %them mot nhanh tu ntu moi den mot nut dang ton tai while tree0 nf=input('NHAP VAO VI TRI NUT BI SU CO.->'); while nfnbus fprintf('VI TRI NUT BI SU CO PHAI GIUA 1 &%g\n',nbus) nf=input('NHAP VAO VI TRI NUT BI SU CO.->'); end fprintf('\nNHAP VAO TONG TRO SU CO Zf=R+j*X0') Zf=input(' DANG SO PHUC. Zf='); 3 CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH MỘT PHA CHẠM ĐẤT fprintf('\n') fprintf('SU CO MOT PHA CHAM DAT DAT TAI NUT. %g\n',nf) a=cos(2*pi/3)+j*sin(2*pi/3); sctm=[1 1 1;1 a^2 a;1 a a^2]; Ia0=V0(nf)/(Zbus1(nf,nf)+Zbus2(nf,nf)+Zbus0(nf,nf)+3*Zf);Ia1=Ia0;Ia2=Ia0; I012=[Ia0;Ia1;Ia2]; ifabc=sctm*I012; ifabcm= abs(ifabc); fprintf('TONG CUONG DO DONG DIEN SU CO=%9.4f dvtd\n\n',ifabcm(1)) fprintf('GIA TRI DIEN AP NUT KHI XAY RA SU CO TRONG dvtd\n\n') fprintf('So--------Bien do dien ap---------\n') fprintf('Nut. pha a pha b pha c \n') for n=1:nbus Vf0(n)=0-Zbus0(n,nf)*Ia0; Vf1(n)=V0(n)-Zbus1(n,nf)*Ia1; Vf2(n)=0-Zbus2(n,nf)*Ia2; Vabc=sctm*[Vf0(n);Vf1(n);Vf2(n)]; Va(n)=Vabc(1);Vb(n)=Vabc(2);Vc(n)=Vabc(3); CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH MỘT PHA CHẠM ĐẤT fprintf('%5g',n) fprintf('%11.4f',abs(Va(n))),fprintf('%11.4f',abs(Vb(n))) fprintf('%11.4f\n',abs(Vc(n))) end fprintf('\n') fprintf('GIA TRI CUONG DO DONG DEN NHANH CHO SU CO TAI NUT.%g\n\n',nf) fprintf(' Tu Den---bien do dong dien nhanh---\n') fprintf('Nut Nut pha a pha b pha c \n') for n=1:nbus for I=1:nbr if nl(I)==n|nr(I)==n if nl(I)==n k=nr(I); elseif nr(I)==n k=nl(I); end if k~=0 Ink1(n,k)=(Vf1(n)-Vf1(k))/ZB1(I); Ink2(n,k)=(Vf2(n)-Vf2(k))/ZB2(I); else,end else,end end for I=1:nbr0 if nl0(I)==n|nr0(I)==n if nl0(I)==n k=nr0(I); elseif nr0(I)==n k=nl0(I); end if k~=0 Ink0(n,k)=(Vf0(n)-Vf0(k))/ZB0(I); else,end else,end end for I=1:nbr if nl(I)==n|nr(I)==n if nl(I)==n k=nr(I); elseif nr(I)==n k=nl(I); end if k~=0 Inkabc=sctm*[Ink0(n,k);Ink1(n,k);Ink2(n,k)]; Inkabcm=abs(Inkabc);th=angle(Inkabc); if real(Inkabc(1))>0 CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH MỘT PHA CHẠM ĐẤT fprintf('%7g',n),fprintf('%10g',k), fprintf('%11.4f',abs(Inkabc(1))),fprintf('%11.4f',abs(Inkabc(2))), fprintf('%11.4f\n',abs(Inkabc(3))) elseif real(Inkabc(1))==0& imag(Inkabc(1))'); if strcmp(resp,'n')~=1& strcmp(resp,'N')~=1& strcmp(resp,'y')~=1& strcmp(resp,'Y')~=1 FPRINTF('\n NHAP SAI VUI LONG NHAP LAI\n\n'),end end if resp=='y'|resp=='Y' nf=999; else ff=0;end end % end for while CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH MỘT PHA CHẠM ĐẤT Sơ đồ khối tính tổng trở: CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH MỘT PHA CHẠM ĐẤT IN = IN = IN = IN = IN = IN = IN = IN = IN = IN = IN = IN = IN = IN = IN = CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH MỘT PHA CHẠM ĐẤT Sơ đồ khối tính ngắn mạch môt pha chạm đất: >> z1=[0 1 0 0.2;0 4 0 0.2;1 2 0 0.08;2 3 0 0.15;3 4 0 0.08]; >> z1 z1 = 0 1.0000 0 0.2000 0 4.0000 0 0.2000 1.0000 2.0000 0 0.0800 2.0000 3.0000 0 0.1500 3.0000 4.0000 0 0.0800 >> z2=z1; >> Z1=zbuild(z1); >> Z2=Z1 Z2 = Columns 1 through 3 0 + 0.1437i 0 + 0.1211i 0 + 0.0789i 0 + 0.1211i 0 + 0.1696i 0 + 0.1104i 0 + 0.0789i 0 + 0.1104i 0 + 0.1696i 0 + 0.0563i 0 + 0.0789i 0 + 0.1211i Các kết quả được tính lại bằng Matlab Bài 1: Column 4 0 + 0.0563i 0 + 0.0789i 0 + 0.1211i 0 + 0.1437i >> z0=[0 1 0 0.19;0 4 0 0.19;0 2 0 0.08;1 2 inf inf;2 3 0 0.5;3 4 inf inf]; >> Z0=zbuild(z0) Z0 = Columns 1 through 3 0.0000 + 0.1900i -0.0000 + 0.0000i -0.0000 + 0.0000i -0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0800i 0.0000 + 0.0800i -0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.0800i 0.0000 + 0.5800i -0.0000 + 0.0000i -0.0000 + 0.0000i -0.0000 + 0.0000i Column 4 -0.0000 + 0.0000i -0.0000 + 0.0000i -0.0000 + 0.0000i 0.0000 + 0.1900i Các kết quả được tính lại bằng Matlab Bài 2: >> z1=[0 1 0 0.2;0 4 0 0.2;1 2 0 0.08;2 3 0 0.15;3 4 0 0.08]; >> z2=z1; >> Z1=zbuild(z1); >> Z2=Z1 Z2 = 0 + 0.1437i 0 + 0.1211i 0 + 0.0789i 0 + 0.0563i 0 + 0.1211i 0 + 0.1696i 0 + 0.1104i 0 + 0.0789i 0 + 0.0789i 0 + 0.1104i 0 + 0.1696i 0 + 0.1211i 0 + 0.0563i 0 + 0.0789i 0 + 0.1211i 0 + 0.1437i >> z0=[0 1 0 0.19;1 2 0 0.08;2 3 0 0.5;3 4 0 0.08;4 0 0 0.19]; >> Z0=zbuild(z0) Z0 = 0 + 0.1553i 0 + 0.1407i 0 + 0.0493i 0 + 0.0347i 0 + 0.1407i 0 + 0.1999i 0 + 0.0701i 0 + 0.0493i 0 + 0.0493i 0 + 0.0701i 0 + 0.1999i 0 + 0.1407i 0 + 0.0347i 0 + 0.0493i 0 + 0.1407i 0 + 0.1553i Các kết quả được tính lại bằng Matlab >> lgfault(z0,Z0,z1,Z1,z2,Z2) PHAN TICH SU CO MOT PHA CHAM DAT NHAP VAO VI TRI NUT BI SU CO.->3 NHAP VAO TONG TRO SU CO Zf=R+j*X0 DANG SO PHUC. Zf=0 SU CO MOT PHA CHAM DAT TAI NUT.3 TONG CUONG DO DONG DIEN SU CO= 5.5648 dvtd GIA TRI DIEN AP NUT KHI XAY RA SU CO TRONG dvtd So--------Bien do dien ap--------- Nut. Pha a Pha b Pha c 1 0.6159 0.9738 0.9738 2 0.4603 0.9648 0.9648 3 0.0000 1.0293 1.0293 4 0.2896 1.0186 1.0186 GIA TRI CUONG DO DONG DEN NHANH CHO SU CO TAI NUT.3 Tu Den---bien do dong dien nhanh--- Nut Nut Pha a Pha b Pha c 1 2 1.9448 0.2500 0.2500 2 3 1.9448 0.2500 0.2500 3 F 5.5648 0.0000 0.0000 4 3 3.6205 0.2500 0.2500 Các kết quả được tính lại bằng Matlab NHAP VAO NUT SU CO KHAC?NHAP "y" HOAC "n"->'y' NHAP VAO VI TRI NUT BI SU CO.->1 NHAP VAO TONG TRO SU CO Zf=R+j*X0 DANG SO PHUC. Zf=0 SU CO MOT PHA CHAM DAT TAI NUT.1 TONG CUONG DO DONG DIEN SU CO= 6.7779 dvtd GIA TRI DIEN AP NUT KHI XAY RA SU CO TRONG dvtd So--------Bien do dien ap--------- Nut. Pha a Pha b Pha c 1 0.0000 1.0134 1.0134 2 0.1348 1.0228 1.0228 3 0.5322 0.9684 0.9684 4 0.6670 0.9765 0.9765 GIA TRI CUONG DO DONG DEN NHANH CHO SU CO TAI NUT.1 Tu Den---bien do dong dien nhanh--- Nut Nut Pha a Pha b Pha c 1F 6.7779 0.0000 0.0000 2 1 1.6856 0.2237 0.2237 3 2 1.6856 0.2237 0.2237 4 3 1.6856 0.2237 0.2237 Các kết quả được tính lại bằng Matlab NHAP VAO NUT SU CO KHAC?NHAP "y" HOAC "n"->'y' NHAP VAO VI TRI NUT BI SU CO.->2 NHAP VAO TONG TRO SU CO Zf=R+j*X0 DANG SO PHUC. Zf=0 SU CO MOT PHA CHAM DAT TAI NUT.2 TONG CUONG DO DONG DIEN SU CO= 5.5653 dvtd GIA TRI DIEN AP NUT KHI XAY RA SU CO TRONG dvtd So--------Bien do dien ap--------- Nut. Pha a Pha b Pha c 1 0.2896 1.0186 1.0186 2 0.0000 1.0293 1.0293 3 0.4603 0.9648 0.9648 4 0.6159 0.9738 0.9738 GIA TRI CUONG DO DONG DEN NHANH CHO SU CO TAI NUT.2 Tu Den---bien do dong dien nhanh--- Nut Nut Pha a Pha b Pha c 1 2 3.6205 0.2500 0.2500 2F 5.5653 0.0000 0.0000 3 2 1.9448 0.2500 0.2500 4 3 1.9448 0.2500 0.2500 NHAP VAO NUT SU CO KHAC?NHAP "y" HOAC "n"->'y' Các kết quả được tính lại bằng Matlab NHAP VAO VI TRI NUT BI SU CO.->4 NHAP VAO TONG TRO SU CO Zf=R+j*X0DANG SO PHUC. Zf=0 SU CO MOT PHA CHAM DAT TAI NUT.4 TONG CUONG DO DONG DIEN SU CO= 6.7779 dvtd GIA TRI DIEN AP NUT KHI XAY RA SU CO TRONG dvtd So--------Bien do dien ap--------- Nut. Pha a Pha b Pha c 1 0.6670 0.9765 0.9765 2 0.5322 0.9684 0.9684 3 0.1348 1.0228 1.0228 4 0.0000 1.0134 1.0134 GIA TRI CUONG DO DONG DEN NHANH CHO SU CO TAI NUT.4 Tu Den---bien do dong dien nhanh--- Nut Nut Pha a Pha b Pha c 1 2 1.6856 0.2237 0.2237 2 3 1.6856 0.2237 0.2237 3 4 1.6856 0.2237 0.2237 4F 6.7779 0.0000 0.0000 Các kết quả được tính lại bằng Matlab Tính toán bằng tay và tính toán bằng chương trinh matlab có kết quả hoàn toàn giống nhau. Việc tính toán bằng tay, chỉ thực hiện được với hệ thống có ít nút, đơn giản. Tuy nhiên trong thực tế thì hệ thống của chúng ta có rất nhiều nút, và việc giải bằng tay thì không thể thực hiện nổi. Nên vì vậy phải nhờ đến công cụ matlab để tính toán . Matlab có thể tính toán hệ thống nút rất nhanh chống , giúp tiện lợi hơn trong việc tính toán sự cố ngắn mạch. KẾT LUẬN