Giáo trình -Ngắt mạch trong hệ thống điện -chương 1-2 doc

NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN PGS.TS LÊ KIM HÙNG, TH.S ĐOÀN NGỌC MINH TÚ Chương 1: KHÁI NIỆM VỀ QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ ĐIỆN TỪ I KHÁI NIỆM CHUNG Chế độ hệ thống điện thay đổi đột ngột làm phát sinh trình độ điện từ, q trình phát sinh ngắn mạch nguy hiểm Để tính chọn thiết bị điện bảo vệ rơle cần phải xét đến trình độ khi: - ngắn mạch - ngắn mạch kèm theo đứt dây - cắt ngắn mạch máy cắt điện Khi xảy ngắn mạch, tổng trở hệ thống điện giảm, làm dòng điện tăng lên, điện áp giảm xuống Nếu khơng nhanh chóng lập điểm ngắn mạch hệ thống chuyển sang chế độ ngắn mạch trì (xác lập) Từ lúc xảy ngắn mạch cắt ra, hệ thống điện xảy trình độ làm thay đổi dịng áp Dịng q trình q độ thường gồm thành phần: chu kỳ không chu kỳ Trường hợp hệ thống có đường dây truyền tải điện áp từ 330 KV trở lên dịng ngắn mạch ngồi thành phần tần số cịn thành phần sóng hài bậc cao Nếu đường dây có tụ bù dọc có thêm thành phần sóng hài bậc thấp Nhiệm vụ môn học ngắn mạch nghiên cứu diễn tiến trình ngắn mạch hệ thống điện, đồng thời xét đến phương pháp thực dụng tính tốn ngắn mạch II CÁC ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN Ngắn mạch: loại cố xảy hệ thống điện tượng chạm chập pha không thuộc chế độ làm việc bình thường - Trong hệ thống có trung tính nối đất (hay dây) chạm chập pha hay nhiều pha với đất (hay với dây trung tính) gọi ngắn mạch - Trong hệ thống có trung tính cách điện hay nối đất qua thiết bị bù, tượng chạm chập pha với đất gọi chạm đất Dòng chạm đất chủ yếu điện dung pha với đất Ngắn mạch gián tiếp: ngắn mạch qua điện trở trung gian, gồm điện trở hồ quang điện điện trở phần tử khác đường dòng điện từ pha đến pha khác từ pha đến đất Điện trở hồ quang điện thay đổi theo thời gian, thường phức tạp khó xác định xác Theo thực nghiệm: R= 1000.l I [Ω] đó: I - dòng ngắn mạch [A] l - chiều dài hồ quang điện [m] Ngắn mạch trực tiếp: ngắn mạch qua điện trở trung gian bé, bỏ qua (còn gọi ngắn mạch kim loại) 2 Ngắn mạch đối xứng: dạng ngắn mạch trì hệ thống dịng, áp pha tình trạng đối xứng Ngắn mạch khơng đối xứng: dạng ngắn mạch làm cho hệ thống dòng, áp pha đối xứng - Không đối xứng ngang: cố xảy điểm, mà tổng trở pha điểm - Khơng đối xứng dọc: cố xảy mà tổng trở pha điểm không Sự cố phức tạp: tượng xuất nhiều dạng ngắn mạch không đối xứng ngang, dọc hệ thống điện Ví dụ: đứt dây kèm theo chạm đất, chạm đất hai pha hai điểm khác hệ thống có trung tính cách đất Bảng 1.1: Ký hiệu xác xuất xảy dạng ngắn mạch DạNG NGắN MạCH HÌNH Vẽ QUY ƯớC KÍ HIệU XÁC SUấT XảY RA % pha N(3) pha N(2) 10 pha-đất N(1,1) 20 pha N(1) 65 III NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢ CỦA NGẮN MẠCH III.1 Nguyên nhân: - Cách điện thiết bị già cỗi, hư hỏng - Quá điện áp - Các ngẫu nhiên khác, thao tác nhầm dự tính trước III.2 Hậu quả: - Phát nóng: dịng ngắn mạch lớn so với dòng định mức làm cho phần tử có dịng ngắn mạch qua nóng q mức cho phép dù với thời gian ngắn - Tăng lực điện động: ứng lực điện từ dây dẫn có giá trị lớn thời gian đầu ngắn mạch phá hỏng thiết bị - Điện áp giảm đối xứng: làm ảnh hưởng đến phụ tải, điện áp giảm 30 đến 40% vịng giây làm động điện ngừng quay, sản xuất đình trệ, làm hỏng sản phẩm 3 - Gây nhiễu đường dây thơng tin gần dịng thứ tự khơng sinh ngắn mạch chạm đất - Gây ổn định: không cách ly kịp thời phần tử bị ngắn mạch, hệ thống ổn định tan rã, hậu trầm trọng IV MỤC ĐÍCH TÍNH TỐN NGẮN MẠCH VÀ U CẦU ĐỐI VỚI CHÚNG: Khi thiết kế vận hành hệ thống điện, nhằm giải nhiều vấn đề kỹ thuật u cầu tiến hành hàng loạt tính tốn sơ bộ, có tính tốn ngắn mạch Tính tốn ngắn mạch thường tính tốn dịng, áp lúc xảy ngắn mạch số điểm hay số nhánh sơ đồ xét Tùy thuộc mục đích tính tốn mà đại lượng tính thời điểm hay diễn biến chúng suốt trình độ Những tính tốn cần thiết để giải vấn đề sau: - So sánh, đánh giá, chọn lựa sơ đồ nối điện - Chọn khí cụ, dây dẫn, thiết bị điện - Thiết kế chỉnh định loại bảo vệ - Nghiên cứu phụ tải, phân tích cố, xác định phân bố dịng Trong hệ thống điện phức tạp, việc tính tốn ngắn mạch cách xác khó khăn Do tùy thuộc u cầu tính tốn mà thực tế thường dùng phương pháp thực nghiệm, gần với điều kiện đầu khác để tính tốn ngắn mạch Chẳng hạn để tính chọn máy cắt điện, theo điều kiện làm việc ngắn mạch cần phải xác định dịng ngắn mạch lớn có Muốn vậy, người ta giả thiết ngắn mạch xảy lúc hệ thống điện có số lượng máy phát làm việc nhiều nhất, dạng ngắn mạch gây nên dòng lớn nhất, ngắn mạch trực tiếp, ngắn mạch xảy đầu cực máy cắt Đê giải vấn đề liên quan đến việc chọn lựa chỉnh định thiết bị bảo vệ rơle thường phải tìm dịng ngắn mạch nhỏ Lúc tất nhiên cần phải sử dụng điều kiện tính tốn hoàn toàn khác với điều kiện nêu 1 CHƯƠNG 2:CÁC CHỈ DẪN KHI TÍNH TỐN NGẮN MẠCH I Những giả thiết bản: Khi xảy ngắn mạch cân công suất từ điện, điện bị phá hoại, hệ thống điện đồng thời xảy nhiều yếu tố làm thông số biến thiên mạnh ảnh hưởng tương hổ Nếu kể đến tất yếu tố ảnh hưởng, việc tính tốn ngắn mạch khó khăn Do đó, thực tế người ta đưa giả thiết nhằm đơn giản hóa vấn đề để tính tốn Mỗi phương pháp tính tốn ngắn mạch có giả thiết riêng Ở ta nêu giả thiết chung cho việc tính tốn ngắn mạch Mạch từ khơng bão hịa: giả thiết làm cho phương pháp phân tích tính tốn ngắn mạch đơn giản nhiều, mạch điện trở thành tuyến tính dùng ngun lý xếp chồng để phân tích q trình Bỏ qua dịng điện từ hóa máy biến áp: ngoại trừ trường hợp máy biến áp pha trụ nối Yo/Yo Hệ thống điện pha đối xứng: đối xứng xảy phần tử riêng biệt bị hư hỏng cố ý có dự tính Bỏ qua dung dẫn đường dây: giả thiết không gây sai số lớn, ngoại trừ trường hợp tính tốn đường dây cao áp tải điện cực xa xét đến dung dẫn đường dây Bỏ qua điện trở tác dụng: nghĩa sơ đồ tính tốn có tính chất kháng Giả thiết dùng ngắn mạch xảy phận điện áp cao, ngoại trừ bắt buộc phải xét đến điện trở hồ quang điện chỗ ngắn mạch tính tốn ngắn mạch đường dây cáp dài hay đường dây khơng tiết diện bé Ngồi lúc tính số thời gian tắt dần dịng điện khơng chu kỳ cần phải tính đến điện trở tác dụng Xét đến phụ tải cách gần đúng: tùy thuộc giai đoạn cần xét trình q độ xem gần tất phụ tải tổng trở không đổi tập trung nút chung Các máy phát điện đồng khơng có dao động cơng suất: nghĩa góc lệch pha sức điện động máy phát điện giữ ngun khơng đổi q trình ngắn mạch Nếu góc lệch pha sức điện động máy phát điện tăng lên dịng nhánh cố giảm xuống, sử dụng giả thiết làm cho việc tính tốn đơn giản trị số dòng điện chỗ ngắn mạch lớn Giả thiết không gây sai số lớn, tính tốn giai đoạn đầu q trình độ (0,1 ÷ 0,2 sec) II Hệ đơn vị tương đối: Bất kỳ đại lượng vật lý biểu diễn hệ đơn vị có tên hệ đơn vị tương đối Trị số đơn vị tương đối đại lượng vật lý tỷ số với đại lượng vật lý khác thứ nguyên chọn làm đơn vị đo lường Đại lượng vật lý chọn làm đơn vị đo lường gọi đại lượng 2 Như vậy, muốn biểu diễn đại lượng đơn vị tương đối trước hết cần chọn đại lượng Khi tính tốn hệ thống điện pha người ta dùng đại lượng sau: Scb : công suất pha Ucb : điện áp dây Icb : dòng điện Zcb : tổng trở pha tcb : thời gian ωcb : tốc độ góc Xét ý nghĩa vật lý, đại lượng có liên hệ với qua biểu thức sau: Scb = Ucb Icb (2.1) Z cb = t cb U cb (2.2) 3.I cb = ω cb (2.3) Do ta chọn tùy ý số đại lượng bản, đại lượng lại tính từ biểu thức Thơng thường chọn trước Scb , Ucb ωcb Khi chọn đại lượng đại lượng đơn vị tương đối tính từ đại lượng thực sau: E* ( cb) = E U cb ; U * ( cb) = U U cb S* ( cb) = S Scb ; I * ( cb) = I 3.I cb U cb = Z Z * ( cb) = Z Z cb = Z I cb Scb U cb E*(cb) đọc E tương đối (tức sức điện động E hệ đơn vị tương lượng Ucb) Sau ý nghĩa rõ ràng sử dụng quen thuộc bỏ dấu (*) (cb) MộT Số TÍNH CHấT CủA Hệ ĐƠN Vị TƯƠNG ĐốI: 1) Các đại lượng dùng làm đơn vị đo lường cho đại lượng toàn phần đồng thời dùng cho thành phần chúng Ví dụ: Scb dùng làm đơn vị đo lường chung cho S, P, Q; Zcb - cho Z, R, X 2) Trong đơn vị tương đối điện áp pha điện áp dây nhau, công suất pha công suất pha 3) Một đại lượng thực có giá trị đơn vị tương đối khác tùy thuộc vào lượng ngược lại giá trị đơn vị tương đối tương ứng với nhiều đại lượng thực khác 4) Thường tham số thiết bị cho đơn vị tương lượng định mức chúng (Sđm, Uđm, Iđm) Lúc đó: Z * ( âm) = Z Z âm = Z 3.I âm U âm = Z Sâm U âm 5) Đại lượng đơn vị tương đối biểu diễn theo phần trăm, ví dụ kháng điện, máy biến áp X K % = 100.X * ( âm) = X K X B % = X B 3.I âm 100 U âm 3.I âm 100 U âm = UN % TÍNH ĐổI ĐạI LƯợNG TRONG Hệ ĐƠN Vị TƯƠNG ĐốI: Một đại lượng đơn vị tương đối A*(cb1) với lượng Acb1 tính đổi thành A*(cb2) tương ứng với lượng Acb2 theo biểu thức sau: At = A*(cb1) * Acb1 = A*(cb2) * Acb2 Ví dụ, cho E*(cb1) , Z*(cb1) ứng với lượng (Scb1, Ucb1, Icb1) cần tính đổi sang hệ đơn vị tương đối ứng với lượng (Scb2, Ucb2, Icb2): E* ( cb 2) = E* ( cb1) Z * ( cb 2) U cb1 U cb I U = Z * ( cb1) cb cb1 I cb1 U cb 2 Scb U cb1 = Z * ( cb1) Scb1 U cb Nếu tính đổi tham số ứng với lượng định mức (Sđm, Uđm, Iđm) thành giá trị ứng với lượng (Scb, Ucb, Icb) thì: E* ( cb) = E* ( âm) U âm U cb Z * ( cb) = Z * ( âm) I cb U âm I âm U cb = Z * ( âm) Scb U âm Sâm U cb Khi chọn Ucb = Uđm ta có biểu thức đơn giản sau: E* ( cb) = E* ( âm) Z * ( cb) = Z * ( âm) I cb I âm = Z * ( âm) Scb Sâm CHọN CÁC ĐạI LƯợNG CƠ BảN: Thực tế trị số định mức thiết bị cấp điện áp không giống Tuy nhiên, khác khơng nhiều (trong khoảng ± 10%), ví dụ điện áp định mức máy phát điện 11KV, máy biến áp - 10,5KV, kháng điện - 10KV Do tính tốn gần ta xem điện áp định mức Uđm thiết bị cấp điện áp giá trị trung bình Utb cấp điện áp Theo qui ước có Utb sau [KV]: 500; 330; 230; 154; 115; 37; 20; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,525 Khi tính tốn gần người ta chọn Ucb = Uđm = Utb, riêng kháng điện nên tính xác với lượng định mức giá trị điện kháng kháng điện chiếm phần lớn điện kháng tổng sơ đồ, trường hợp kháng điện làm việc điện áp khác với cấp điện áp định mức (ví dụ, kháng điện 10KV làm việc cấp 6KV) Nói chung đại lượng nên chọn cho việc tính tốn trở nên đơn giản, tiện lợi Đối với Scb nên chọn số trịn (chẳng hạn 100, 200, 1000MVA, ) đơi chọn tổng công suất định mức sơ đồ 4 Trong hệ đơn vị tương đối, đại lượng vật lý biểu diễn đại lượng vật lý khác có trị số tương đối Ví dụ chọn ωđb làm lượng ω*(đb) = ta có: X * ( cb) = ω * (âb) L * ( cb) = L * ( cb) X * ( cb) = ω * (âb) M * ( cb) = M * ( cb) ψ * ( cb) = I * (cb) L * ( cb) = L * ( cb) X * ( cb) E* ( cb) = ω * (âb) ψ * ( cb) = ψ * ( cb) III Cách thành lập sơ đồ thay thế: Sơ đồ thay sơ đồ cho phép mạch liên hệ từ trường mạch điện tương đương cách qui đổi tham số phần tử cấp điện áp khác cấp chọn làm sở Các tham số sơ đồ thay xác định hệ đơn vị có tên hệ đơn vị tương đối, đồng thời tính gần tính xác III.1 Qui đổi xác hệ đơn vị có tên: Hình 2.1 : Sơ đồ mạng điện có nhiều cấp điện áp Xét mạng điện có nhiều cấp điện áp khác (hình 2.1) nối với n máy biến áp có tỷ số biến áp k1, k2, kn Chọn đoạn tùy ý làm đoạn sở, ví dụ đoạn Tham số tất đoạn cịn lại tính qui đổi đoạn sở Sức điện động, điện áp, dòng điện tổng trở đoạn thứ n qui đổi đoạn sở theo biểu thức sau: En qâ = (k1 k k n ) En U n qâ = (k1 k k n ) U n I n qâ = I k1 k k n n Z n qâ = (k1 k k n ) Z n Các tỷ số biến áp k biểu thức lấy tỷ số biến áp lúc khơng tải Các thành phần tích tỷ số biến áp k lấy máy biến áp nằm đoạn xét đoạn sở, “chiều” tỷ số biến áp k lấy từ đoạn sở đến đoạn cần xét k1 = ' U cs U1 ; k2 = ; ; U1 U2 kn = U 'n−1 Un Trong biểu thức qui đổi trên, đại lượng cho trước đơn vị tương đối phải tính đổi đơn vị có tên Ví dụ, cho Z*(đm) thì: Z = Z * ( âm) U âm = Z * ( âm) 3.I âm U âm Sâm (2.4) III.2 Qui đổi gần hệ đơn vị có tên: Việc qui đổi gần thực dựa giả thiết xem điện áp định mức phần tử cấp điện áp trị số điện áp trung bình cấp Tức là: ' U1 = U1 = U tb1 ; U = U '2 = U tb2 ; Như vậy: k1 = U tbcs U tb1 ; k2 = ; ; U tb1 U tb kn = U tbn−1 U tbn Do ta có biểu thức qui đổi đơn giản hơn: En qâ = U tbcs U tb1 U U tbcs tbn-1 En = E U tb1 U tb2 U tbn U tbn n U tbn I U tbcs n I n qâ = Z n qâ ⎛U ⎞ = ⎜ tbcs ⎟ Z n ⎝ U tbn ⎠ Tương tự: Nếu phần tử có tổng trở cho trước đơn vị tương đối, tính đổi gần đơn vị có tên theo biểu thức (2.4) thay Uđm = Utb III.3 Qui đổi xác hệ đơn vị tương đối: Tương ứng với phép qui đổi xác hệ đơn vị có tên ta dùng hệ đơn vị tương đối cách sau qui đổi đoạn sở đơn vị có tên, chọn lượng đoạn sở tính đổi đơn vị tương đối Tuy nhiên phương pháp sử dụng, người ta thực phổ biến trình tự qui đổi sau: Chọn đoạn sở lượng Scb , Ucbcs đoạn sở Tính lượng đoạn khác thơng qua tỷ số biến áp k1, k2, kn Công suất Scb chọn không đổi tất đoạn Các lượng Ucbn Icbn đoạn thứ n tính sau: U cbn = I cbn U k k k n cbcs = (k k k n )I cbcs = Scb U cbn (Scbn = Scbcs = Scb ) Tính đổi tham số phần tử đoạn sang đơn vị tương lượng đoạn đó: Nếu tham số cho đơn vị có tên dùng biểu thức tính đổi từ hệ đơn vị có tên sang hệ đơn vị tương đối Ví dụ: U * ( cb) = U U cb Z * ( cb) = Z ; Scb U cb Nếu tham số cho đơn vị tương lượng định mức hay lượng dùng biểu thức tính đổi hệ đơn vị tương đối Ví dụ: Z * ( cb) = Z * ( âm) Scb U âm Sâm U cb III.4 Qui đổi gần hệ đơn vị tương đối: Tương tự qui đổi gần hệ đơn vị có tên, ta xem k tỷ số biến áp trung bình, việc tính tốn đơn giản Trình tự qui đổi sau: Chọn cơng suất Scb chung cho tất đoạn Trên đoạn lấy Uđm = Utb cấp điện áp tương ứng Tính đổi tham số phần tử đoạn sang đơn vị tương đối theo biểu thức gần III.5 Một số điểm cần lưu ý: - Độ xác kết tính tốn khơng phụ thuộc vào hệ đơn vị sử dụng mà phụ thuộc vào phương pháp tính xác hay gần - Khi tính tốn hệ đơn vị có tên kết tính giá trị ứng với đoạn sở chọn Muốn tìm giá trị thực đoạn cần xét phải qui đổi ngược lại Ví dụ: Dịng tìm đoạn sở Ics = In qđ Dòng thực đoạn thứ n là: In = (k1 k2 kn) In qđ - Khi tính tốn hệ đơn vị tương đối kết tính đơn vị tương đối, muốn tìm giá trị thực đoạn cần nhân kết tính với lượng đoạn Ví dụ: Dịng tính I*n Dòng thực đoạn thứ n là: In = I * n I cbn = I * n Scb U cbn Bảng 2.1: Tóm tắt số biểu thức tính tốn tham số phần tử THIẾT BỊ SƠ ĐỒ THAM TÍNH TÍNH TÍNH THAY THẾ CHÍNH XÁC GẦN ĐÚNG SỐ TRONG TRA ĐƠN VỊ TRONG ĐVTĐ TRONG ĐƯỢC CÓ TÊN ĐVTĐ 2 x”d, S S U U Máy phát x " cb âm x" cb x" âm Sđm,Uđm d d d Sâm Máy biến áp (2 cuộn dây) uN%, k, Sđm Kháng điện X%, Iđm, Uđm Đường dây X1 [Ω/Km] uN % U âm 100 Sâm X % U âm 100 3.I âm X1.l Sâm U cb Sâm u N % Scb U âm 100 Sâm U cb uN % Scb 100 Sâm X % I cb U âm 100 I âm U cb X % I cb 100 I âm X l Scb U cb X l Scb U tb Chú ý: Đối với máy biến áp cuộn dây tham số tra điện áp ngắn mạch cuộn dây: uN I-II% , uN I-III% , uN II-III% , ta phải tính uN% cuộn dây sau tính điện kháng cuộn dây theo biểu thức bảng 2.1 máy biến áp cuộn dây Điện áp ngắn mạch uN% cuộn dây tính sau: uN I% = 0,5 (uN I-II% + uN I-III% - uN II-III%) uN II% = uN I-II% - uN I% uN III% = uN I-III% - uN I% IV Biến đổi sơ đồ thay Các phép biến đổi sơ đồ thay sử dụng tính tốn ngắn mạch nhằm mục đích biến đổi sơ đồ thay phức tạp hệ thống điện thành sơ đồ đơn giản tiện lợi cho việc tính tốn, cịn gọi sơ đồ tối giản Sơ đồ tối giản bao gồm nhánh nối trực tiếp từ nguồn sức điện động đẳng trị E∑ đến điểm ngắn mạch thông qua điện kháng đẳng trị X∑ IV.1 Nhánh đẳng trị: Phép biến đổi dùng để ghép song song nhánh có nguồn không nguồn thành nhánh tương đương Xét sơ đồ thay (hình 2.2a) gồm có n nhánh nối chung vào điểm M, nhánh gồm có nguồn sức điện động Ek nối với điện kháng Xk, ta biến đổi thành sơ đồ tối giản (hình 2.2b) biểu thức sau: n ∑ Eât = Ek Y k k =1 n ∑ k =1 ; X ât = n ∑ Yk k =1 Yk : Yk = 1/ Xk điện dẫn nhánh thứ k Khi sơ đồ có nhánh thì: t = E1 X + E X X1 + X ; X ât = X1 X X1 + X Khi E1 = E2 = = En = E Eđt = E Hình 2.2 : Phép biến đổi dùng nhánh đẳng trị IV.2 Biến đổi Y - Δ: Biến đổi sơ đồ thay có dạng hình gồm nhánh (hình 2.3a) thành tam giác (hình 2.3b) theo biểu thức sau: X 12 = X1 + X + X X X3 X 13 = X1 + X + X X X2 X 23 = X2 + X3 + X X X1 Ngược lại, biến đổi sơ đồ có dạng hình tam giác thành hình dùng biểu thức sau: X1 = X 12 X 13 X 12 X 23 X 23 X 13 ; X2 = ; X3 = X 12 + X 13 + X 23 X 12 + X 13 + X 23 X 12 + X 13 + X 23 Hình 2.3 : Biến đổi Y - Δ Biến đổi Y - Δ áp dụng nút có nguồn, lúc ứng dụng tính chất đẳng để tách hay nhập chung nút có nguồn (ví dụ hình 2.4) Hình 2.4 : Tách / nhập nút có nguồn IV.3 Biến đổi - lưới: Sơ đồ thay hình (hình 2.5a) biến đổi thành lưới (hình 2.5b) Điện kháng đỉnh m n lưới tính sau: Xmn = Xm Xn ΣY đó: Xm , Xn điện kháng nhánh thứ m n hình ΣY tổng điện dẫn tất nhánh hình Hình 2.5 : Biến đổi - lưới Phép biến đổi sử dụng tiện lợi tính tốn ngắn mạch có nút điểm ngắn mạch tất nút lại nút nguồn Nếu nguồn đẳng điện kháng tương hổ nguồn bỏ qua, lúc sơ đồ trở nên đơn giản Ví dụ, từ sơ đồ lưới hình 2.5b nút 1, 2, 3, có nguồn đẳng nút điểm ngắn mạch ta đơn giản thành sơ đồ hình 2.6 Hình 2.6 : Ap dụng biến đổi sao-lưới IV.4 Tách riêng nhánh điểm ngắn mạch: Nếu ngắn mạch trực tiếp pha điểm nút có nối số nhánh (ví dụ, hình 2.7) , tách riêng nhánh giữ đầu nhánh ngắn mạch Sơ đồ nhận lúc khơng có mạch vịng dễ dàng biến đổi Tính dịng nhánh cho ngắn mạch nhánh, nhánh ngắn mạch khác xem phụ tải có sức điện động khơng Dịng qua điểm ngắn mạch tổng dịng tính nhánh ngắn mạch riêng rẽ Phương pháp thường dùng cần tính dịng nhánh ngắn mạch 10 Hình 2.7 : Tách riêng nhánh điểm ngắn mạch IV.5 Lợi dụng tính chất đối xứng sơ đồ: Lợi dụng tính chất đối xứng sơ đồ ta ghép chung nhánh cách đơn giản bỏ bớt số nhánh mà dịng ngắn mạch khơng qua (hình 2.8) Hình 2.8 : Lợi dụng tính chất đối xứng sơ đồ 11 IV.6 Sử dụng hệ số phân bố dòng: Hệ số phân bố dòng hệ số đặc trưng cho phần tham gia nguồn vào dòng ngắn mạch với giả thiết nguồn có sức điện động khơng có phụ tải Dùng hệ số phân bố dịng để tính tổng trở tương hổ nguồn điểm ngắn mạch, đưa sơ đồ dạng đơn giản gồm nguồn nối với điểm ngắn mạch qua tổng trở tương hổ: = Z kN ZΣ Ck đó: ZΣ - tổng trở đẳng trị toàn sơ đồ điểm ngắn mạch Ck - hệ số phân bố dòng nhánh thứ k Hệ số phân bố dịng tìm mơ hình, thực nghiệm giải tích Phương pháp giải tích thực cách cho dòng qua điểm ngắn mạch đơn vị coi sức điện động Dịng tìm nhánh trị số hệ số phân bố dòng C1, C2, , Ck tương ứng với nhánh Hình 2.9 : Sơ đồ để xác định hệ số phân bố dịng Ví dụ, cho sơ đồ hình 2.9a sức điện động nhau, khơng có phụ tải cho dịng ngắn mạch IN = Sau biến đổi sơ đồ từ điều kiện cân ta có: IN Xđt = C1 X1 = C2 X2 = C3 X3 ⇒ C1 và: ⇒ = X ât X1 ; C2 = X ât X2 ; C3 = X ât X3 IN XΣ = C1 X1N = C2 X2N = C3 X3N X 1N = XΣ C1 ; X 2N = XΣ C2 ; X 3N = XΣ C3 12 V Công suất ngắn mạch Công suất ngắn mạch SNt vào thời điểm t đại lượng qui ước tính theo dòng ngắn mạch INt vào thời điểm t trình độ điện áp trung bình Utb đoạn tính dịng ngắn mạch: SNt = INt Utb Công suất ngắn mạch dùng để chọn hay kiểm tra máy cắt, lúc t thời điểm mà tiếp điểm máy cắt mở Cơng suất phải bé công suất đặc trưng cho khả cắt máy cắt hay gọi công suất cắt định mức máy cắt: SNt < SCđm = ICđm Uđm Ngoài ra, biết cơng suất ngắn mạch SNH (hoặc dịng ngắn mạch INH) hệ thống cung cấp cho điểm ngắn mạch tính điện kháng hệ thống điểm ngắn mạch: XH U tb = = 3.I NH U tb SNH tính tốn hệ đơn vị tương lượng Scb Ucb = Utb thì: X *H = I cb I NH = Scb SNH ... cần phải xét đến trình độ khi: - ngắn mạch - ngắn mạch kèm theo đứt dây - cắt ngắn mạch máy cắt điện Khi xảy ngắn mạch, tổng trở hệ thống điện giảm, làm dịng điện tăng lên, điện áp giảm xuống... học ngắn mạch nghiên cứu diễn tiến trình ngắn mạch hệ thống điện, đồng thời xét đến phương pháp thực dụng tính tốn ngắn mạch II CÁC ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN Ngắn mạch: loại cố xảy hệ thống điện tượng... nhanh chóng lập điểm ngắn mạch hệ thống chuyển sang chế độ ngắn mạch trì (xác lập) Từ lúc xảy ngắn mạch cắt ra, hệ thống điện xảy trình q độ làm thay đổi dịng áp Dịng trình độ thường gồm thành