Giáo trình Cung cấp điện - Chương 8 potx

có một điện trở quá độ nào đó điện trở hồ quang, điện trở của các phần tử ngang theo đờng đi của dòng điện từ pha này tới pha khác hoặc từ pha tới đất, Trong nhiều trờng hợp điện trở này

I 0,2 - Trị số hiệu dụng của thành phần chu kỳ sau 0,2 giây → kiểm tra

khả năng cắt của máy cắt.

I∞ - Trị số hiệu dụng của thành phần chu kỳ lúc ổn định (lúc t=∞) dùng

để kiểm tra ổn định nhiệt của các TB., thanh cái, sứ xuyên …

S 0,2 - Công suất ngăn mạch ở thời điểm t=0,2 giây, dùng để kiểm tra khả

năng cắt của máy cắt.

t N - Thời gian xẩy ra ngắn mạch:

t N = t bv + t MC trong đó: t bv - Thời gian tác động của TB bảo vệ.

t MC - Thời gian làm việc của máy cắt.

t qđ - Thời gian qui đổ Là khoảng thời gian cần thiết để dòng ng.m xác

lập phát ra một l ợng nhiệt đúng bằng l ợng nhiệt do dòng ng.m thực tế gây

ra trong thời gian t N

t qd = t qđck + t qđkck trong đó: t qđck thời gian qui đổi của thành phần CK.–

t qđkck – thời gian qui đổi của thành phần

KCK.

Xác định t qđck :

+ Khi t N < 5 giây đợc xác định theo đờng cong t qđck = f(β”) Trong

đó β” ”=I /I∞

+ Khi t N >5 giây t qđck = t qđck5 + (t N 5).–

Xác định t qđkck :

+ Khi t N ≥ 1,5.T → t qdkck≅ 0,005.(β”) 2

+ Khi t N <1,5.T → t qdkck = T (β”) 2 (1-e -2t/T ).

Trong đó: T là hằng số thời gian T=–

R

X

314

+ Khi t N >20.T hoặc t N >20 giây giá trị của t qđkck có thể bỏ qua.

1)

Nguyên nhân: chủ yếu là do cách điện bị h hỏng, ngoài ra còn một số

nguyên nhân khác nh;

+ Sét đánh trực tiếp.

+Quá điện áp nội bộ.

+Cách điện bị già cối (dô thời gian sử dụng quá lớn).

+Trông mon, bảo dỡng thiết bị không chu đáo.

+Các nguyên nhân cơ học trực tiếp nh đào đất chạm phải dây cáp,

thả diều, chim đậu, cây đổ hoặc do thao tác sai của nhân viên vận hành.

Hậu quả:

+ Làm I tăng → phát nóng cục bộ tại nơi có I đi qua.

Ch ơng: VIII

Tính toán dòng ngắn ngạch

8.1 Khái niệm chung:

Ngắn mạch là sự chạm chập giữa các pha với nhau hoặc giữa các

pha với đất hay dây chung tính Mạng có trung tính không trực tiếp nối đất

(hoặc nối đát qua TB bù) khi có trạm đát một pha thì dòng điện ng.m là dòng điện điện dung của các pha đối với đất tạo nên.

Khi xuất hiện ng.m tổng trở của mạch trong hệ thống giảm xuống (mức độ giảm phụ thuộc vào vị trí của điểm ng,m, trong hệ thống) → dòng ng.m trong các nhánh riêng lẻ của HT tăng lên so với các dòng điện ở chế

độ làm việc bình thờng → Gây nên sự giảm áp trong HT (sự giảm này càng nhiều khi càng gần vị trí ng.m.).

Thông thờng ở chỗ ng.m có một điện trở quá độ nào đó (điện trở

hồ quang, điện trở của các phần tử ngang theo đờng đi của dòng điện từ pha này tới pha khác hoặc từ pha tới đất), Trong nhiều trờng hợp điện trở này có trị số rất nhỏ mà thực tế có thể bỏ qua đợc Những loại ng.m nh vậy gọi là ngắn mạch có tính chất kim loại (ng.m trực tiếp) Dòng ng.m có tính chất kim loại lớn hơn khi có điện trở quá độ Vì vậy khi cần tìm giá trị lớn nhất có thể của dòng ng.m ta coi rằng chỗ ng.m không có điện trở quá

độ.

2)

Xác suất chỉ chiếm 5%

Xác suất chỉ chiếm 10%

Xác suất chiếm tới 65%

d) Ngắn mach hai pha chạm đất: kí hiệu N (1,1)

Xác suất chiếm 20%

Nhận xét:

+ Ngắn mạch ba pha là ng.m đối xứng.

+ Các dạng ng.m khác là không đối xứng.

+ Ng.m ba pha chỉ xẩy ra với xác suất nhỏ (5%) Tuy nhiên việc nghiên cứu nó lại vẫn rất cần thiết, vì đó là dạng ng.m đối xứng →

Các dạng ng.m khác đều có thể dùng phơng pháp thành phần không

đối xứng để đa về dạng ng.m ba pha.

Trong thời gian xẩy ra ng.m kể từ lúc xẩy ra cho tới khi cắt đợc phần tử bị hỏng Trong mach điện xẩy ra một quá trình quá độ phức tạp, mang tính chất của các dao động điện từ, liên quan đến sự biến

IN (1)

I

N (1,1 )

IN (1,1 )

IN (2)

IN (2)

8/



IN (3)

I

N (3)

8/

thiên của điện áp, dòng điện, từ thông và những dao động cơ-điện, liên

qua đến biến thiên công suât, mômen quay, mômem cản…

Khi nghiên cứu ng.m nếu đứng trên quan điểm điện từ của quá trình

quá độ để khảo sát hiện tợng Ngợc lại khi nghiên cứu ổn định ngời ta lại

đứng trên quan điểm điện cơ Việc tách thành 2 quá trình nh trên là để

việc nghiên cứu và tính toán thực hiện đợc đơn giản Để có lời giải chính

xác, sau khi nghiên cứu riêng rẽ cần phải tổng hợp lại và nhiều lúc theo

quan điểm nghiên cứu riêng rẽ mà yêu cầu của các vấn đề lại mâu thẫn

nhau Ví dụ muốn giảm dòng mg.m thì kết luận răng cần phải giảm dòng

kích từ của máy pháp Nhng yêu cầu về ổn định của hệ thống điện lại

không cho phép làm nh vậy mà trái lại → phải làm tăng dòng điện kích từ.

(Hình vẽ) Biểu diễn đặch tính biến thiên của dòng ng.m lúc không có và

có bộ tự động điều chỉnh kích từ.

Từ (Hình vẽ) ta thấy rằng từ một trị số nào đó lúc trớc ng.m i 0 tăng

rất nhanh, khoảng 0,01 giây (sau ẵ chu kỳ) sẽ đạt tới giá trị i xk Tiếp đó

quá trình quá độ chuyển dần sang trạng thái xác lập I∞ Lúc có TĐK thì I∞

là bé nhất so với trị số dòng điện lúc trớc đó, còn khi có bộ TĐK thì dong

xác lập có trị số lớn hơn và thậm trí có trị số lơn hơn cả trị số ở những

thời điểm trớc đó.

Dòng ng.m có thể phân thành hai thành phần Thành phần chu kỳ và

thành phần không chu kỳ (tắt dần) Thành phần i ck là giống nhau trong cả

ba pha, còn thành phần tắt dần i td lại khác nhau trên mỗi pha và biến đổi

theo thời điểm bắt đầu ng.m Thông thờng thành phần chu kỳ đợc xác định

theo trị số lớn nhất có thể.

Khi tính toán ng.m ngời ta thờng coi nguồn cung cấp cho điểm ng.m.

là:

+ Các máy phát thuỷ điện và nhiệt điện.

+ Các động cơ và máy bù đồng bộ.

+ Các động cơ không đồng bộ chỉ đợc xét tới ở thời điểm ban đầu và

chỉ tính đến trong các trờng hợp khi chúng ở gần hoặc đợc mắc trực tiếp

tại điểm ng.m.

i0 = ikck0 + ick0 tại thời điểm t=0 (HV.) trờng hợp i 0 =0 tức i ck0 =i kck0 (thời điểm xẩy ra ngắn mạch

đúng vào lúc dòng điện đi qua điểm 0).

Nội dung tính toán ngắn mạch:

nhằm xác định các đại lợng sau:

I” Giá trị ban đầu của thành phần chu kỳ, ggọi là dòng ngắn–

mạch siêu quá độ.

i xk – Dòng điện xung kích (trị số cực đại của dòng ng.m toàn phần) Giá trị này cần thiết cho việc chọn TB., thanh góp, sứ (kiểm tra ổn định động của TB.).

I xk - Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích (tức giá trị hiệu dụng của dòng ng.m toàn phần trong chu kỳ đầu) dùng voà việc kiểm tra TB.

điện về ổn định lực điện động ở chu kỳ đầu.

∞

t t

Máy phát có bộ TĐK Máy phát không có bộ TĐK

ixk

I∞

∞

I

2

iN

ikck

ick

ikck0

ick0

ixk

t

Trong đó:

U cb [kV] - là điện áp dây, xác định theo điện áp định mức trung bình.

x [Ω] - điện kháng trên một pha.

I cb [kA] - đòng điện cơ bản.

S cb [kVA] hoặc [MVA] - công suất cơ bản.

Điện áp ng.m của máy biến áp u N %; điện kháng của cuộn kháng điện x k %

và các điện kháng quá độ của máy phát và động cơ ''

d

d

x thờng đợc cho trớc trong hệ đơn vị tơng đối (hoặc %) trong hệ định mức → Để tiến hành tính toán cần chuyển về hệ đơn vị tơng đối theo các lợng đã chọn (tức chuyển vễ hệ đơn vị cơ bản).

Sức điện động và điện kháng tơng đối ở hệ định mức:

E *đm =

dm

U

E (5)

x *dm =

dm

dm dm

dm

I x U

S x x

2 =

Trong tính toán ng.m phải chuyển về hệ tơng đối cơ bản:

E *cb =

cb

dm cb

U E U

E

*

= (7)

x *cb =

dm

cb cb

dm dm cb

cb dm

dm dm

I U

U x I

U I

U x x

x

3

3

*

*

=

hoặc

x *cb = x *dm

2

2 .

cb

dm dm

cb

U

U S

S

(9) Nếu chọn U cb =U dm thì E *cb = E *dm

x *cb = x *dm dm

cb dm dm

cb

S

S x I

I

*

=

+Gây hiêu ứng cơ giới giữa các dây dẫn, i xk có thể làm hỏng các khí cụ điện, vỡ sứ.

+Khi có ngắn mạch U giam xuống thấp → động cơ ngừng quay

→ ngừng chệ hoặc hỏng sản phẩm, cháy động cơ, không khởi động đ-ợc.

+Cố thể phá hoại sự ổn định của hệ thống.

+Ngắn mạc hai pha hoặc một pha cham đất còn gây ra dòng thứ

tự không làm nhiễu loạn đờng dây thông tin và tín hiệu đờng sắt ở gần + CCĐ bị giãn đoạn.

Biện pháp hạn chế:

8/

+Dùng sơ đồ nối dây hợp lý, đơn giản, rõ dàng ít gây nhầm lẫn Khi

có sự cố chỉ có phần tử sự cố bị cắt, các phần tử khác vẫn phải đợc làm

việc bình thờng.

+Các TB và bộ phận có dòng ng.m đi qua phải đợc chọn để có khả

năng chịu đợc tác dụng nhiệt và cơ của dòng ng.m.

+Dùng các biện pháp hạn chế dòng ng.m (đùng kháng điện).

+Dùng các TB tự động và biện pháp bảo vệ ng.m và quá điện áp.

3)

+ Thành lập và lựa chọn phơng án xây dựng sơ đồ CCĐ hợp lý nhất.

+Xác định các điều kiện làm việc của các hộ tiêu thụ ở các chế độ sự

cố.

+ Chọn các biện pháp hạn chế dòng ng.m.

+Chọn khí cụ điện, thanh cái, sứ, cáp lực…

+Xác định ảnh hởng của các đờng dây truyền tải điện tới các đờng

dây thông tin, tín hiệu khác.

+Thiết kế và hiệu chỉnh các bảo vệ rơ-le và tự động hoá.

+Thiết kế nối đất bảo vệ.

+Lựa chọn các đặc tínhcủa chông sét (bảo vệ quá điện áp khí quyển).

+Đánh giá và xác định các tham số của các TB dập từ của máy điện

đồng bộ.

+Đánh giá hệ thống kích từ của các máy điện đồng bộ.

+Tiến hành các thử nghiệm khác.

+Phân tích các sự cố xẩy ra.

Việc tính toán lựa chọn TB và các khí cụ điện đòi hỏi độ chính xác không cao,

còn khi tính toán bảo vệ rơ-le và tự động hoá đòi hỏi độ chính xác cao hơn.

8.2 Những chỉ dẫn chung để thực hiện tính toán:

1)

rất khó khăn, nhất là đối với sơ dồ phức tạp, có nhiều nguồn cung cấp

→ do đó để giải quyết một bài toán thực tế không đòi hỏi độ chính

xác cao lắm có thể sử dụng những phơng pháp tính toán thực dụng,

gần đúng, nhằm giảm bót sự phức tạp và đơn giản trong thực hiện.

Trong tính toán ngời ta đa ra những giả thiết cơ bản sau:

1 - Trong quá trình ng.m s.đ.đ của các máy điện coi nh trùng pha với

nhau, nghĩa là không xét tới dao động công suất của các máy phát.

2 –Không xét tới sự bão hoà của các mạch từ, nghĩa là cho phép coi

mạch là tuyến tính và có thể sử dụng nguyên tắc xếp chồng.

3 –Bỏ qua dòng điện từ hoá của các máy biến áp.

4 Coi hệ thống là ba pha đối xứng.

5 Không xét đến điện dung trừ khi có đờng dây cao áp tải điện đi cực

xa.

6 Chỉ xét tới điện trỏ tác dụng nếu r∑ ≥0,3.x∑ Trong trờng hợp đó r∑

và x∑ là điện trở và điện kháng đẳng trị từ nguồn đến điểm ng.m.

7 Phụ tải xét gần đúng và đợc thay thế bằng tổng trở cố định tập trung,

và tập trung tại một nút chung.

8 Sức điện động của tất cả các nguồn ở xa điểm ng.m (x tt >3) đợc coi

nh không đổi.

2)

Hệ đơn vị t ơng đối:

Khi tính toán ng.m tất cả các đại lợng có thể dùng trong hệ đơn vị có

tên hoặc trong hệ đơn vị tơng đối Trong thực tế ngời ta thờng dùng hệ đơn

vị tơng đối → tính toán nhanh chóng, đơn giản và thuận tiện.

Để biểu diễn tất cả các đại lợng trong hệ đơn vị tơng đối cần phải chọn những đại lợng cơ bản khác có thể tính ra đợc dựa trên các biểu thức liên quan Các đại lợng S; U, I; và x hoặc r có liên quan nh sau:

S= 3 UI x=

I

U

3

Nh vậy nếu chọn 2 đại lợng làm cơ bản thì các đại lợng khác có thể xác

định đợc theo chúng Thông thờng ngời ta hay chọn S và U làm các lợng cơ bản.

Công suất cơ bản: S cb là công suất ba pha và công suất cơ bản thờng

chọn là 100, 1000 kVA, hoặc chọn bằng công suất định mức của máy phát

điên hoặc của tất cả các máy phát điện tham gia trong hệ thống Mục đích

là để tính toán đợc đơn giản.

Điện áp cơ bản: U cb thờng đợc chọn bằng U đm tại cấp điện áp tính toán + Dẫy điện áp định mức trung bình:

0,23; 0,4; 0,529; 0,69; 3,15; 6,3; 10,5; 22; 37; 115; 230

Nhng cũng có trờng hợp phải lấy điện áp thực (định mức) của phần tử đặt tại cấp đó Ví dụ cuộn kháng điện 10 kV làm việc ở cấp 6 kV thì lúc đó lấy U đm =10 kV chứ không phải lấy bằng U tb = 6,3.

Mặt khác vì lúc tính toán các tỉ số biến đổi của máy biến áp ngời

ta thờng dùng điện áp trung bình nên tránh đợc việc tính đổi phiền phức các điện kháng, điện trở thuộc các cấp điện áp khác nhau.

Dòng điện cơ bản: I cb đợc xác định theo Scb và U cb

I cb =

cb

cb

U

S

3

Điện kháng cơ bản: x cb

x cb =

cb

cb

I

U

3 = cb

cb

S

Các đại lợng cơ bản trên có thể biểu diễn trong hệ đơn vị tơng đối theo công thức sau:

E *cb =

cb

U

E (1)

U *cb =

cb

U U (1 )’

I *cb =

cb

cb

U I I

= (2)

S *cb =

cb

S

S (3)

x *cb =

2 3

cb

cb cb

cb

xS U

I x x

Trong đó:

U cb [kV] - là điện áp dây, xác định theo điện áp định mức trung bình.

x [Ω] - điện kháng trên một pha.

I cb [kA] - đòng điện cơ bản.

S cb [kVA] hoặc [MVA] - công suất cơ bản.

Điện áp ng.m của máy biến áp u N %; điện kháng của cuộn kháng điện x k %

và các điện kháng quá độ của máy phát và động cơ ''

d

d

x thờng đợc cho trớc trong hệ đơn vị tơng đối (hoặc %) trong hệ định mức → Để tiến hành tính toán cần chuyển về hệ đơn vị tơng đối theo các lợng đã chọn (tức chuyển vễ hệ đơn vị cơ bản).

Sức điện động và điện kháng tơng đối ở hệ định mức:

E *đm =

dm

U

E (5)

x *dm =

dm

dm dm

dm

I x U

S x x

2 =

Trong tính toán ng.m phải chuyển về hệ tơng đối cơ bản:

E *cb =

cb

dm cb

U E U

E

*

= (7)

x *cb =

dm

cb cb

dm dm cb

cb dm

dm dm

I U

U x I

U I

U x x

x

3

3

*

*

=

hoặc

x *cb = x *dm

2

2 .

cb

dm dm

cb

U

U S

S

(9) Nếu chọn U cb =U dm thì E *cb = E *dm

x *cb = x *dm dm

cb dm dm

cb

S

S x I

I

*

=

dm

cb r

cb B

S

S u

100

% )

(

Ngoài ra nếu tra bảng có r B và x B ở hệ đơn vị có tên thì cũng có thể đổi ra

hệ cơ bản:

* ( ) . 2

cb

cb B cb B

U

S x

* ( ) . 2

cb

cb B cb B

U

S r

Đối với máy biến áp ba cuộn dây, nhà máy sản xuất thờng cho điện áp

ng.m tơng đối trong hệ định mức giữa các cuộn dây điện áp cao_trung

(C_T); cao_hạ (C_H) và giữa cuộn Trung_hạ (T_H).

u NC-H % ≅ ∆P NC-H

u NC-T % ≅ ∆P NC-T

u NT-H % ≅ ∆P NT-H

u NC-H - Có đợc khi để cuộn T hở mạch; cuộn H ngắn mạch Đặt u ↑ vào

cuộn cao áp và nâng dần áp cho đến khi dòng điện trong cuộn T và H đạt

giá trị định mức Lúc đó ta có đợc giá trị ∆P NC-T Chính vì vậy ta có thể

viết:

u NC-H % = u NC % + u NH %

∆P NC-H = ∆P NC + ∆P NH

Ta cũng có tơng tự cho các trờng hợp khác Và từ đó ta có thể xác định

đ-ợc điện áp ngắn mạch của tờng cuộng dây CAO, TRUNG, HA của máy

biến áp theo các đại lợng mà nhà chế tạo cho trớc nh sau:

u NC % =

2

1 (u NC-H % + u NC-T % + u NT-H %)

u NT % =

2

1 (u NC-T % + u NT-H % + u NC-H %) (21)

u NH % =

2

1 (u NC-H % + u NT-H % + u NC-T %)

Sau khi tính đợc điện áp ng.m % của các cuộn dây theo hệ định mức tơng

tự nh máy biến áp 2 cuộn dây, ta sẽ tính đợc điện kháng của các cuộn dây

qui về các điều kiện cơ bản nh sau:

Tính chính xác:

3)

a) Điện kháng của các máy phát, máy bù đồng bộ và các động cơ không

đồng bộ:

Thông thờng nhà chế tạo cho biết điện kháng siêu quá độ dọc trục Điện

kháng này chính là điện kháng tơng đối với các lợng cơ bản là định mức

"

)

(dm

d

Ta có:

dm dm

d dm

d dm d

S U

x x

x

"

"

"

)

Trong hệ đơn vị có tên:

dm

dm dm d d

S

U x x

2

"

) (

" = (10) Trong hệ đơn vị cơ bản:

2

"

) ( 2

"

"

"

cb

cb dm

dm dm d cb

cb d cb

d cb d

U

S S

U x U

S x x

x

Nếu chọn U cb =U dm thì →

dm

cb dm d cb d

S

S x

x " .

) (

"

* =

Trong đó:

S dm [MVA]; U dm [kV] - công suất định mức và điện áp định mức của máy phát.

S cb [MVA]; U cb [kV] công suất và điện áp cơ bản đã chọn.–

Nếu giá trị xd"*(dm) cha biết đợc thì có thể sử dụng các giá trị trung bình của điện kháng siêu quá độ của nguồn cung cấp cho trong bảng (7.2) Bỏ qua điện trở tác dụng của cuộng dây máy phát điện, máy bù đồng bộ và động cơ.

b) Trở kháng của các máy biến áp:

Đối với máy biến áp 2 cuộn dây, nhà chế tạo thờng cho biết trị số điện

áp ngắn mạch u N % là trị số điện áp tơng đối tính trong hệ định mức Với các máy biến áp lớn S dm ≥ 630-750 kVA (một cách gần đúng có thể

bỏ qua điện trở tác dụng) → gần đúng ta có: u *Ndm≈ x B*dm

Từ u N % có thể đẽ dàng tính đợc điện kháng của máy biến áp trong hệ

đơn vị có tên hoặc tơng đối với các lợng cơ bản:

Trong hệ đơn vị có tên:

x B =

dm

dm n

S

U

100

%

[Ω]

Từ thí nghiện ng.m.

u Nf = I dm Z B → U N = 3 I dm ZB

Z T

8/

mà u N % = 100 3 . 100

dm

B dm dm

N

U

Z I U

U

=

→ Z B≈ x B =

dm dm

dm N dm

dm

U S

U u I

U u N

3 100 3

%.

100 3

%.

=

Trong hệ đơn vị tơng đối theo cơ bản.

x *B(cb) =

cb cb dm

dm N

cb

B

S U S

U u x

x

2

2 100

%.

2

. 100

%









cb

dm d

cb N

U

U S

S u

Thông thờng U cb = U dm

→ x *B(cb) =

dm

cb N

S

S u

100

%

(12) Trong đó:

S dm [MVA]; U dm [kV]; S cb [MVA]; U cb [kV].

Với các máy biến áp công suất nhỏ: S dm < 630 kVA để tính chính xác cần

xét đến cả điện trở tác dụng lúc đó ta có:

Trong hệ đơn vị có tên:

r B = 2

2 100

dm

dm N

S

U P

∆

(Ω) (13)

x B =

dm

dm x

S

U

(Ω) (14) Trong đó:

ux% = uN%2 − uủ%2 (15)

∆P N [kW] - tổn thất ngắn mạch của máy biến áp.

U dm [kV] - điện áp định mức của biến áp.

S dm [kVA] - dung lợng định mức của máy biến áp.

u x % - thành phần phản kháng của điện áp ng.m

u r % - thành phần tác dụng của điện áp ng.m.

dm

N ủ

S

P

(16)

u r %; u x %; u N % - chính là trị số tơng đối của điện trở, điện kháng và tổng trở của biến áp với các lợng cơ bản là định mức.

Trong hệ đơn vị có tên ta có:

2 )

(

100

%









=

cb

dm dm

cb ũ

cb B

U

U S

S u

2 )

(

100

%









=

cb

dm dm

cb r

cb B

U

U S

S u

Tính gần đúng:

dm

cb ũ cb B

S

S u

100

% )

(

dm

cb r

cb B

S

S u

100

% )

(

Ngoài ra nếu tra bảng có r B và x B ở hệ đơn vị có tên thì cũng có thể

đổi ra hệ cơ bản:

* ( ) . 2

cb

cb B cb B

U

S x

* ( ) . 2

cb

cb B cb B

U

S r

Đối với máy biến áp ba cuộn dây, nhà máy sản xuất thờng cho điện áp ng.m tơng đối trong hệ định mức giữa các cuộn dây điện áp cao_trung (C_T); cao_hạ (C_H) và giữa cuộn Trung_hạ (T_H)

u NC-H % ≅ ∆P NC-H

u NC-T % ≅ ∆P NC-T

u NT-H % ≅ ∆P NT-H

u NC-H - Có đợc khi để cuộn T hở mạch; cuộn H ngắn mạch Đặt u ↑

vào cuộn cao áp và nâng dần áp cho đến khi dòng điện trong cuộn T

Z T

và H đạt giá trị định mức Lúc đó ta có đợc giá trị ∆P NC-T Chính vì vậy

ta có thể viết:

u NC-H % = u NC % + u NH %

∆P NC-H = ∆P NC + ∆P NH

Ta cũng có tơng tự cho các trờng hợp khác Và từ đó ta có thể xác định

đ-ợc điện áp ngắn mạch của tờng cuộng dây CAO, TRUNG, HA của máy

biến áp theo các đại lợng mà nhà chế tạo cho trớc nh sau:

u NC % =

2

1 (u NC-H % + u NC-T % + u NT-H %)

u NT % =

2

1 (u NC-T % + u NT-H % + u NC-H %) (21)

u NH % =

2

1 (u NC-H % + u NT-H % + u NC-T %)

Sau khi tính đợc điện áp ng.m % của các cuộn dây theo hệ định mức tơng

tự nh máy biến áp 2 cuộn dây, ta sẽ tính đợc điện kháng của các cuộn dây

qui về các điều kiện cơ bản nh sau:

Tính chính xác:

C- Hằng số tích phân xác định theo điều kiện ban đầu (khi t=0 thời điểm bắt đầu ng.m.) Lúc này:

i= i 0 ; e−t T td = 1 → i 0 = C Vì vậy ta có:

i td = i0e−t T td (32)

Điều này chứng tỏ ở đây chỉ có thành phần dòng điện tự do Thành phần này tắt dần theo hằng số thời gian T td

T td =

1

1 1

1

.r

x r

L

ω

= (33) Nhận xét:

+ Giá trị ban đầu của dòng điện tự do trong mỗi pha bằng giá trị tức thời trớc đó của dòng điện, do mạch có tính chất điện cảm, không có sự thay

đổi đột biến của dòng.

+ Nói chung các dòng điện tự do trong các pha là khác nhau mặc dù sự tắt dần của chúng xẩy ra cùng một hằng số thời gian.

+ Dòng điện tự do có thể không có trong pha nào đó nếu nh thời điểm xẩy

ra ng.m dòng điện trớc đó của pha ấy đi qua trị số không Khi đó dòng

điện tự do của hai pha còn lại bằng nhau về giá trị nhng ngợc chiều nhau

(HV) biểu diễn các giá trị tức thời trong các pha ở phần không nguồn của

mạch khi xẩy ra ng.m ở thời điểm t ứng với vị trí của đồ thị vectơ.

2 )

(

100

%









=

cb

dmC dmC

cb NC

C cb B

U

U S

S u

x

2 )

(

100

%









=

cb

dmT dmT

cb NT

T cb B

U

U S

S u

x

2 )

(

100

%









=

cb

dmH dmH

cb NH

H cb B

U

U S

S u

x Tính gần đúng:

dmC

cb NC

C cb

S u

100

% )

(

dmT

cb NT

T cb B

S

S u

100

% )

(

dmH

cb NH

H cb

S u

100

% )

(

Trong đó: S dmC ; S dmT ; S dmH là công suất định mức cảu các cuộn cao,–

trung và hạ áp của biến áp.

Để xác định điện trở của các cuộn dây ta phải tính đợc tổn thất công suất ngắn mạch của từng cuộn dây theo các lợng cho trớc ∆P NC-T ;

∆P NC-H ; ∆P NT-H ∆P NC = 1/2 (∆P NC-H + ∆P NC-T - ∆P NT-H ) ∆P NT = 1/2 (∆P NC-T + ∆P NT-H - ∆P NC-H ) ∆P NH = 1/2 (∆P NC-H + ∆P NT-H - ∆P NC-T )

Điện trở của các cuộn dây qui đổi về các điều kiện cơ bản là:

Tính gần đúng:

r *B(cb)C =

dmC

cb NC

S

S

P

∆

r *B(cb)T =

dmT

cb NT

S

S

P

∆

r *B(cb)H =

dmH

cb NH

S

S

P

∆

c) Điện kháng của cuộn điện kháng: (cuộn kháng điện) nhà chế tạo thờng cho trị số điện kháng tơng đối trong hệ định mức x K % Qui

đổi về hệ cơ bản sẽ có:

Tính chính xác:

cb

dm dm

cb K cb K

U

U I

I x

100

% )

( =

Tính gần đúng:

dm

cb K cb K

I

I x

100

% )

( =

Cần chú ý là nếu điện kháng có điện áp cao hơn cấp điện áp tại nơi

đặt nó, thì lúc tính vẫn phải dùng điện áp của nó để tính (Ví dụ đặt kháng điện 10 kV vào cấp điện áp 6 kV Lúc tính toán ta vẫn phải dùng U dm =10 kV vì điện kháng x K % đợc cho trong hệ định mức với

U dm = 10 kV).

Trong hệ đơn vị có tên điện kháng của cuộn kháng điện là:

x K % = 100

dm

K

x

x

3 dm

dm K

I U

x

⇒

dm

dm K K

I

U x x

3 100

%.

=

d) Đ ờng dây trên không và cáp:

Hệ đơn vị có tên: x dd = x 0 l

r dd = r 0 l

Hệ đơn vị tơng đối:

0

0

0

A

B

C

i tdA

i tdB

i tdC

i 0B

i 0ck0

i ck0 tt

tt

i NA

i ck

i kck

I ckm

i 0A

i 0B

i 0C

8/

x *dd(cb) = x 0 l. 2

cb

cb

U S

r *dd(cb) = r 0 l. 2

cb

cb

U S

x 0 ; r 0 có thể tra bảng [– Ω/km] hoặc có thể tính:

r 0 =

F

100

γ

γ [km/Ωmm 2 ] (γ=53 dây bằng đồng; γ=32 dây bằng nhôm; γ=10 dây thép)

F [mm 2 ]

x 0 có thể lấy gần đúng x– 0≈ 0,4 (lới 6-10 kV) Với cáp ≈ 0,08 [Ω/km]

x 0≈ 0,3 (lới đến 1 kV) Với cáp ≈0,07 [Ω/km]

x 0≈ 0,12 (lới 35 kV)

e) Các thành phần khác: ngoài các thành phần kể trên khi tính toán

ng.m ở mạng hạ áp còn phải kể tới điện trở tác dụng và điện kháng

của 1 số thành phần khác nh: cuộn sơ cấp của các máy biến dòng,

cuộn dòng điện của Aptômát, điện trở và điện kháng cảu thanh cái,

điện trở tiếp xúc của cầu dao, aptomát

8.3 Quá trình quá độ trong mạch ba pha đơn giản:

trở và điện cảm tập trung đợc cung cấp từ một nguồn có công suất vô cùng lớn

(điện kháng của nguồn bằng không, điện áp biến đổi với tần số cố định và biên

độ là không đổi).

Trong mạch giả thiết rằng một phần của nó có hỗ cảm phần còn lại không có.

Khi xẩy ra ngắn mạch tại điểm N Mạch điện phân thành 2 phần (phần có

nguồn và phần không có nguồn) Giả thiết trớc lúc ng.m ta có đồ thị véc tơ

điện áp và dòng điện các pha nh (HV.) Trục tt thẳng đngd là trục thời gian, ta

coi tại đó là thời điểm đang xét (tức thời điểm xẩy ra ng.m.).

a) Phần không có nguồn:

phần này có điện trở r 1 và điện cảm L 1 Dòng điện trong phần này chỉ đợc duy trì cho tới khi năng lợng từ trờng tích luỹ trong điện cảm L 1 cha chuyển hết thành nhiệt năng và bị dập tắt bởi điện trở r 1

Phơng trình vi phân cân bằng điện áp trong mỗi pha của phần này có dạng:

0 = i.r 1 + L 1

dt

di (31)

Giải phơng trình (31) ta có dạng i = C e−t T td C- Hằng số tích phân xác định theo điều kiện ban đầu (khi t=0 thời điểm bắt đầu ng.m.) Lúc này:

i= i 0 ; e−t T td = 1 → i 0 = C Vì vậy ta có:

i td = i0e−t T td (32)

Điều này chứng tỏ ở đây chỉ có thành phần dòng điện tự do Thành phần này tắt dần theo hằng số thời gian T td

T td =

1

1 1

1

.r

x r

L

ω

= (33) Nhận xét:

+ Giá trị ban đầu của dòng điện tự do trong mỗi pha bằng giá trị tức thời trớc đó của dòng điện, do mạch có tính chất điện cảm, không có sự thay

đổi đột biến của dòng.

+ Nói chung các dòng điện tự do trong các pha là khác nhau mặc dù sự tắt dần của chúng xẩy ra cùng một hằng số thời gian.

+ Dòng điện tự do có thể không có trong pha nào đó nếu nh thời điểm xẩy

ra ng.m dòng điện trớc đó của pha ấy đi qua trị số không Khi đó dòng

điện tự do của hai pha còn lại bằng nhau về giá trị nhng ngợc chiều nhau

N

I A

U A

U B

U C

ϕ

I B

I C

I ckmA

I ckmB

I ckmC

(I A - I ckmA ) (I B - I ckmB )

(I C - I ckmC )

α

ϕN

i 0A

i kck0

i kck0 tt

tt

r N

r N

r N

L 1

L N

L N

M M M

r 1

r 1

r 1

L 1 L

1

L N

Nguồn

Phụ tải

Các đại lợng tức thời riêng đợc xác định bởi hình chiếu của các vectơ của nó trên trục tt.

α - Góc lệch pha giữa U A với trục hoành, đặc trng cho thời điển ban

đầu của điện áp (góc pha đầu của

điện áp).

Sau ng.m tại điểm N mạch phân thành 2 phần (phần không nguồn

& phần có nguồn).