Chương ii tìm hiểu về ngắn mạch trong hệ thống điện

THÀNH VIÊN THỰC HIỆN NHÓM 4 1 Hồ Kim Đạt - 20191458 2 Nguyễn Ngọc Trường Giang - 20191484 3 Hồ Quang Hiếu - 20191496 4 Trần Anh Tuấn - 20181294 5 Lê Anh Đức - 20173752 6 Hing Borey - 20190137 7 Trần Xuân Trường - 20191640 8 Lê Việt Tú – 20191644 9 Trịnh Hữu Tuấn Vũ - 20191660 2 CHƯƠNG II TÌM HIỂU VỀ NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN GVHD: TS Nguyễn Thị Anh NỘI DUNG Các chế độ hư hỏng và làm việc I không bình thường của hệ thống điện II thống điện Tìm hiểu về ngắn mạch trong hệ III Tính toán dòng ngắn mạch IV đối xứng Tính toán dòng ngắn mạch không 4 I Các chế độ hư hỏng và làm việc không bình thường của hệ thống điện  Những hư hỏng và chế độ làm việc không bình thường hay gặp trong hệ thống điện bao gồm: • Ngắn mạch • Chạm đất hoặc chạm vỏ (trong hệ thống có trung điểm không nối đất trực tiếp hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang) • Đứt dây (hở mạch) • Các vòng dây trong máy điện chập nhau • Quá tải, quá điện áp, mất cân bằng công suất tác dụng • Dao động điện, mất kích từ máy phát điện, hư hỏng cơ khí trong máy phát 5 II Tìm hiểu về ngắn mạch trong hệ thống điện 2.1 Các khái niệm cơ bản • Ngắn mạch trong hệ thống điện (HTĐ) chỉ hiện tượng các dây dẫn pha chập nhau, chập đất (trong HTĐ có chung điểm nối đất) hoặc chập dây trung tính • Khi xảy ra ngắn mạch tổng trở của hệ thống giảm đi (giống như mạch điện bị ngắn lại), dòng điện tăng lên đáng kể gọi là dòng ngắn mạch 6 II Tìm hiểu về ngắn mạch trong hệ thống điện 2.1 Các khái niệm cơ bản  Nguyên nhân ngắn mạch: • Do cách điện bị hư hỏng - Già cỗi khi làm việc lâu ngày - Bị tác động bởi điện trường mạnh gây phóng điện • Do tác động của con người, động vật gió bão (tác động cơ khí) • Do sét đánh • Thao tác không đúng quy trình 7 II Tìm hiểu về ngắn mạch trong hệ thống điện 2.1 Các khái niệm cơ bản  Hậu quả khi xảy ra ngắn mạch: • Gây phát nóng cục bộ nhanh, nhiệt độ lên cao gây cháy nổ • Sinh ra lực cơ khí lớn giữa các phần của thiết bị điện, làm biến dạng hoặc vỡ các bộ phận • Gây sụt áp lưới điện • Gây mất ổn định hệ thống điện • Sinh ra các dòng điện không đối xứng • Gây gián đoạn cung cấp điện 8 II Tìm hiểu về ngắn mạch trong hệ thống điện 2.1 Các khái niệm cơ bản  Biện pháp hạn chế ngắn mạch: • Dùng sơ đồ nối dây hợp lý, đơn giản, rõ ràng • Khi sự cố chỉ có phần tử sự cố bị cắt, các phần tử khác làm việc bình thường • Các thiết bị và bộ phận dòng ngắn mạch đi qua phải chịu được tác dụng nhiệt và cơ của dòng ngắn mạch • Dùng các biện pháp hạn chế dòng ngắn mạch (dùng kháng điện) • Dùng các thiết bị tự động và biện pháp bảo vệ khi ngắn mạch 9 II Tìm hiểu về ngắn mạch trong hệ thống điện 2.2 Các dạng ngắn Xác suất xảy mạch ra • Ngắn mạch 3 pha (3 pha chập 5% nhau), ký hiệu: 10% • Ngắn mạch 2 pha (2 pha chập nhau), ký hiệu: • Ngắn mạch 1 pha (1 pha chập đất hoặc 65% chập dây trung tính ), ký hiệu: • Ngắn mạch 2 pha nối đất (2 pha chập 20% nhau đồng thời chập đất), ký hiệu: 10 III Tính toán dòng ngắn mạch 3.4 Ngắn mạch 3 pha duy trì 3.4.1 Dòng ngắn mạch duy trì khi máy phát không có TĐK  Khi không có TĐK sđđ của máy phát trước và sau ngắn mạch không đổi Eq=  Trị số dòng ngắn mạch IN= Đồ thị vecto khi có ngắn mạch duy trì 15 III Tính toán dòng ngắn mạch 3.4 Ngắn mạch 3 pha duy trì 3.4.2 Dòng ngắn mạch duy trì khi máy phát có TĐK Khi có TĐK thí máy phát điện trong tình trạng ngắn mạch duy trì có thể có 1 trong 2 trạng thái • Làm việc với điện áp định mức • Làm việc với dòng kích từ tới hạn Dòng ngắn mạch duy trì trong 2 trạng thái Trạng thái kích từ tới hạn Trạng thái điện áp định mức (Ngắn mạch gần) (Ngắn mạch ở xa) Xng < Xth Xng > Xth Eq = Eq gh Eq < Eq gh U < Udm U =Udm IN IN 16 III Tính toán dòng ngắn mạch 3.5 Dòng ngắn mạch quá độ  Dòng ngắn mạch siêu quá độ: I’’ = = 17 III Tính toán dòng ngắn mạch 3.6 Hệ đơn vị tương đối: Khi tính toán ngắn mạch có thể dùng hệ đơn vị có tên hoặc trong hệ đơn vị tương đối Thực tế thường dùng hệ đơn vị tương đối nhằm tính toán nhanh chóng, đơn giản và thuận tiện Scb 3U cb  Dòng điện cơ bản: Icb được xác định theo Scb và Ucb Icb  xcb  2 Ucb Ucb  Điện kháng cơ bản: xcb  3Icb Scb  Các đại lượng cơ bản trên có thể biểu diễn trong hệ đơn vị tương đối: E*cb  E U*cb  U S*cb  S x*cb  x x 3Icb Scb U cb U cb Scb x 2 xcb U cb U cb 18 IV Tính toán dòng ngắn mạch không đối xứng 4.1 Phương pháp thành phần đối xứng  Phương pháp thành phần đối xứng dựa trên cơ sở toán học về sự phân tích một hệ thống vector 3 pha thành các hệ thống 3 pha thành phần Tổng quát, xét một hệ thống 3 vector bất kỳ : • Hệ thống thành phần thứ tự thuận: ; • Hệ thống thành phần thứ tự nghịch: ; • Hệ thống thành phần thứ tự không: ; Toàn phần Thứ tự thuận Thứ tự nghịch Thứ tự không 19 IV Tính toán dòng ngắn mạch không đối xứng 4.1 Phương pháp thành phần đối xứng • Dùng toán tử quay ) ta có: (5) • Giải hệ phương trình (5) ta được: (6) • Hệ (6) là kết quả phân tích hệ thống 3 vector không đối xứng thành các thành phần đối xứng Các vector pha còn lại của hệ thống thành phần suy ra được theo các quan hệ góc pha: 20