CHƯƠNG 5 QUÁ TRÌNH QUÁ độ TRONG máy điện

1 Chæång 5: QUAÏ TRÇNH QUAÏ ÂÄÜ TRONG MAÏY ÂIÃÛN I. KHAÏI NIÃÛM CHUNG: Quaï trçnh quaï âäü trong maïy âiãûn xaíy ra phæïc taûp hån trong maïy biãún aïp hay caïc thiãút bë ténh khaïc do tênh cháút chuyãøn âäüng cuía noï. Do váûy nãúu kãø âãún táút caí caïc yãúu täú aính hæåíng thç viãûc nghiãn cæïu seî vä cuìng khoï khàn vaì phæïc taûp. Âãø âån giaín ngæåìi ta âæa ra nhiãöu giaí thiãút gaïn cho maïy âiãûn mäüt säú tênh cháút “lyï tæåíng hoïa”. Dé nhiãn kãút quaí seî coï sai säú, nhæng so saïnh våïi caïc säú liãûu thæûc nghiãûm thæåìng sai säú nàòm trong phaûm vi cho pheïp. Viãûc nghiãn cæïu vaìo thåìi âiãøm âáöu cuía quaï trçnh quaï âäü dæûa trãn nguyãn lyï tæì thäng moïc voìng khäng âäøi vaì âãø âån giaín chè xeït trãn mäüt pha cuía maïy âiãûn, caïc cuäün dáy stato vaì räto xem nhæ chè coï mäüt voìng dáy, luïc âoï tæì thäng Φ trong maûch tæì cuîng chênh laì tæì thäng moïc voìng Ψ. Qui æåïc choün hãû truûc toüa âäü trong Hçnh 5.1 maïy âiãûn nhæ sau (hçnh 5.1): • Caïc truûc toüa âäü d, q giaï theo doüc truûc vaì ngang truûc cuía räto. • Thaình pháön doüc truûc cuía doìng stato dæång khi sæïc tæì âäüng do noï taûo nãn cuìng chiãöu våïi sæïc tæì âäüng cuía cuäün kêch tæì. • Thaình pháön ngang truûc cuía doìng stato dæång khi sæïc tæì âäüng do noï taûo nãn cháûm 90o so våïi sæïc tæì âäüng cuía cuäün kêch tæì. II. CAÏC LOAÛI TÆÌ THÄNG TRONG MAÏY ÂIÃÛN: • Tæì thäng toaìn pháön cuía cuäün kêch tæì: . . . . Ψ f = I f .X f trong âoï: Xf - âiãûn khaïng cuía cuäün kêch tæì. - Tæì thäng hæîu êch: Ψ d = I f . X ad trong âoï: Xad - âiãûn khaïng häø caîm giæîa caïc cuäün dáy stato vaì räto, âæåüc goüi laì âiãûn khaïng phaín æïng pháön æïng doüc truûc. - Tæì thäng taín: trong âoï: Xσf - âiãûn khaïng taín cuía cuäün kêch tæì. . . Ψ σf = I f . X σf 2 . . . Ψ f = Ψ d + Ψ σf Nhæ váûy: X f = X ad + X σf vaì . • Ψ σf σf = Hãû säú taín cuía cuäün kêch tæì: . Ψf = X σf Xf Tæì thäng pháön æïng: - Tæì thäng phaín æïng pháön æïng: . . . . doüctruûc: Ψ ad = I d . X ad ngang truûc: Ψ aq = I q . X aq - Tæì thäng taín: . . . . doüc truûc: Ψ d = I d .X σ ngang truûc: Ψ q = I q .Xσ toaìn pháön: Ψ σ = I. X σ . . Hçnh 5.2 trong âoï: I = I d2 + I q2 • Tæì thäng täøng håüp moïc voìng våïi cuäün kêch tæì: (chè coï theo truûc doüc) . . . . . Ψ fΣ = Ψ f + Ψ ad = I f . X f + I d . X ad • Tæì thäng täøng håüp moïc voìng våïi cuäün stato: - doüc truûc: . . . . . . . Ψ sd = Ψ d + Ψ ad + Ψ σd = I f . X ad + ( X ad + X σ ) = I f . X ad + I d . X d - ngang truûc: . . . . . Ψ sq = 0 + Ψ aq + Ψ σq = I q .( X aq + X σ ) = I q . X q • Tæì thäng keí håí khäng khê doüc truûc: . . . . . . . Ψ δd = Ψ d + Ψ ad = I f . X ad + I d . X ad = ( I f + I d ) X ad • Tæì thäng cuäün caín: - Cuäün caín doüc: . tæì thäng taín: . Ψ 1d = I 1d . X a d tæì thäng chênh: . . Ψ σ1d = I 1d . X σ1d - Cuäün caín ngang: . tæì thäng taín: . Ψ 1q = I 1q . X aq tæì thäng chênh: . . Ψ σ1q = I 1q . X σ1q III. SÆÏC ÂIÃÛN ÂÄÜNG VAÌ ÂIÃÛN KHAÏNG QUAÏ ÂÄÜ: 3 Sæïc âiãûn âäüng vaì âiãûn khaïng quaï âäü laì nhæîng tham säú âàûc træng cho maïy phaït âiãûn khäng coï cuäün caín vaìo thåìi âiãøm âáöu cuía quaï trçnh ngàõn maûch. Khi ngàõn maûch, tæì thäng Φad tàng âäüt ngäüt mäüt læåüng ∆Φado+ (hçnh 5.3). Theo âënh luáût Lenx, âäü tàng ∆Φado+ seî laìm cho Φf tàng lãn mäüt læåüng ∆Φfo+ sao cho täøng tæì thäng moïc voìng laì khäng âäøi. . . . ∆ Ψ fΣ = ∆ Ψ fo + + ∆ Ψ ado + = 0 Do Φf tàng nãn Φσf cuîng tàng mäüt læåüng tyí lãû vç: . . Ψ σf = σ f . Ψ f vaì tæì thäng keí håí khäng khê cuîng giaím xuäúng vç: Φ δd = Φ fΣ − Φ σf Âiãöu naìy chæïng toí Φd, Φδd vaì sæïc âiãûn âäüng Eq, Eδ tæång æïng cuía maïy phaït thay âäøi âäüt biãún vaìo thåìi âiãøm âáöu cuía ngàõn maûch nãn khäng thãø sæí duûng caïc tham säú naìy âãø thay thãú cho maïy phaït vaìo thåìi âiãøm âáöu cuía ngàõn maûch. Hçnh 5.3 Âãø âàûc træng cho maïy phaït trong tênh toaïn ta sæí duûng tæì thäng khäng âäüt biãún luïc ngàõn maûch laì ΦfΣ, trong âoï pháön xem nhæ moïc voìng våïi cuäün dáy stato laì: . ' . Ψ d = (1 − σ f ) Ψ fΣ Ψd’ âæåüc goüi laì tæì thäng quaï âäü doüc truûc. . ' . . X σf X ad Ψ d = (1 − )( Ψ f + Ψ ad ) = X σf + X ad X σf + X ad . = I f X ad 2 X ad + Id X σf + X ad . ⎡I. ( X + X ) + I. X ⎤ ad ad ⎥ σf d ⎢⎣ f ⎦ 4 Tæì thäng moïc voìng naìy æïng våïi sæïc âiãûn âäüng Eq’ âæåüc goüi laì sæïc âiãûn âäüng quaï âäü: 2 2 . . . . . . . X ad X ad E' q = E q − jI d = U q + jI d ( x d − ) = U q + jI d . x 'd X σf + X ad X σf + X ad xd’ âæåüc goüi laì âiãûn khaïng quaï âäü doüc truûc. 2 X .X X ad ' = X σ + σf ad xd = xd − X σf + X ad X σ f + X ad Âäúi våïi maïy phaït khäng coï cuäün caín ngang truûc, tæì thäng phaín æïng pháön æïng ngang truûc Φaq trong quaï trçnh quaï âäü coï thãø âäüt biãún. Sæû âäüt biãún cuía tæì thäng naìy coï thãø xem nhæ laì âiãûn aïp råi do doìng Iq trãn âiãûn khaïng xq, nghéa laì: Ed’ = 0 ; x q’ = x q Toïm laûi, nãúu maïy âiãûn khäng coï cuäün caín thç åí thåìi âiãøm âáöu ngàõn maûch coï thãø thay thãú bàòng Eq’ vaì xd’. Doìng quaï âäü åí thåìi âiãøm âáöu ngàõn maûch chè coï thaình pháön doüc truûc: E q' ' ' I o = I do = ' x d + x ng Hçnh 5.4 trong âoï: xng - âiãûn khaïng tæì âáöu cæûc maïy âiãûn âãún âiãøm ngàõn maûch. IV. SÆÏC ÂIÃÛN ÂÄÜNG VAÌ ÂIÃÛN KHAÏNG SIÃU QUAÏ ÂÄÜ: Sæïc âiãûn âäüng vaì âiãûn khaïng siãu quaï âäü laì nhæîng tham säú âàûc træng cho maïy phaït âiãûn coï cuäün caín vaìo thåìi âiãøm âáöu cuía quaï trçnh ngàõn maûch. Xeït mäüt maïy âiãûn coï caïc cuäün caín doüc truûc vaì ngang truûc, giaí thiãút cuäün kêch tæì vaì cuäün caín doüc truûc laì nhæ nhau nãn caí 2 âãöu liãn hãû våïi cuäün dáy stato båíi tæì thäng häù caím chung Φad âæåüc xaïc âënh båíi Xad. Khi coï mäüt læåüng tàng âäüt ngäüt tæì thäng ∆Φad, åí räto seî coï thay âäøi tæång æïng tæì thäng cuía cuäün kêch tæì ∆Φf vaì cuía cuäün caín doüc truûc ∆Φ1d sao cho täøng tæì thäng moïc voìng khäng âäøi, do váûy: . . . ∆ Ψ f + ∆ Ψ 1d + ∆ Ψ ad = 0 - Âäúi våïi cuäün kêch tæì: . . . ∆ I f ( X σf + X ad ) + ∆ I 1d X ad + ∆ I d X ad = 0 . . . . - Âäúi våïi cuäün caín doüc: ∆ Ψ 1d + ∆ Ψ σ1d + ∆ Ψ d + ∆ Ψ ad = 0 (5.1) 5 . . . ∆ I 1d ( X σ1d + X ad ) + ∆ I f X ad + ∆ I d X ad = 0 . (5.2) . ∆ I f X σf = ∆ I 1d X σ1d Tæì (5.1) vaì (5.2) ta coï: (5.3) Tæì (5.3) tháúy ràòng læåüng tàng ∆Id taûo ra åí 2 cuäün kêch tæì vaì cuäün caín doüc caïc doìng âiãûn tàng cuìng chiãöu nhæng âäü låïn tyí lãû nghëch âiãûn khaïng taín cuía chuïng. Thay thãú phaín æïng cuía 2 cuäün dáy åí räto taûi thåìi âiãøm âáöu cuía ngàõn maûch bàòng phaín æïng cuía mäüt cuäün dáy tæång âæång doüc truûc coï doìng bàòng: . . . ∆ I rd = ∆ I f + ∆ I 1d vaì âiãûn khaïng taín Xσrd våïi âiãöu kiãûn váùn thoía maîn nguyãn lyï tæì thäng moïc voìng khäng âäøi, tæïc laì: . . . ∆ Ψ rd + ∆ Ψ σrd + ∆ Ψ ad = 0 . ⇒ ⇒ . ∆ I rd ( X σrd + X ad ) + ∆ I d X ad = 0 . . . ( ∆ I f + ∆ I 1d )( X σrd + X ad ) + ∆ I d X ad = 0 (5.4) Giaíi caïc phæång trçnh (5.2), (5.3) vaì (5.4) ta âæåüc: X σf . X σ1d X σrd = X σf + X σ1d Nhæ váûy âiãûn khaïng taín cuía cuäün dáy tæång âæång våïi cuäün kêch tæì vaì cuäün caín doüc bàòng âiãûn khaïng taín cuía 2 cuäün dáy naìy gheïp song song. Âãø tçm âiãûn khaïng âàûc træng cho maïy âiãûn theo truûc doüc åí thåìi âiãøm âáöu cuía ngàõn maûch, ta thæûc hiãûn tênh toaïn tæång tæû nhæ muûc III (âäúi våïi maïy âiãûn khäng coï cuäün caín) trong âoï thay cuäün kêch tæì coï Xσf bàòng cuäün dáy tæång âæång coï Xσrd vaì ta cuîng tçm âæåüc: 2 X ad 1 '' xd = xd − = Xσ + 1 1 1 X σrd + X ad + + X σf X σ1d X ad xd’’ âæåüc goüi laì âiãûn khaïng siãu quaï âäü doüc truûc. Tæång tæû cho truûc ngang, ta cuîng coï âiãûn khaïng siãu quaï âäü ngang truûc: 2 X aq X σ1q . X aq = Xσ + x ''q = x q − X σ1q + X aq X σ1q + X aq 6 Caïc sæïc âiãûn âäüng tæång æïng våïi caïc âiãûn khaïng trãn âæåüc goüi laì sæïc âiãûn âäüng siãu quaï âäü ngang truûc Eq’’ vaì doüc truûc Ed’’, chuïng coï giaï trë khäng âäüt biãún vaìo thåìi âiãøm âáöu ngàõn maûch. . . . . . . E q '' = U qo + jI do . x d'' E d '' = U do + jI qo . x q'' trong âoï: Uqo, Udo, Iqo, Ido - aïp vaì doìng træåïc ngàõn maûch. E ''o = E ''q2 + E ''d2 - sæïc âiãûn âäüng Hçnh 5.5 siãu quaï âäü toaìn pháön. Váûy maïy phaït åí thåìi âiãøm âáöu ngàõn maûch coï thãø âàûc træng bàòng sæïc âiãûn âäüng siãu quaï âäü vaì âiãûn khaïng siãu quaï âäü. Giaï trë doìng siãu quaï âäü doüc truûc vaì ngang truûc tæång æïng laì: E q'' '' I d = '' x d + x ng I q'' = E d'' x q'' + x ng Vaì doìng siãu quaï âäü toaìn pháön laì: I ''o = I ''d2 + I ''q2 Trong tênh toaïn thæûc duûng gáön âuïng xem xd’’ = xq’’ ta coï: E ''o = ( U cos ϕ ) 2 + ( U sin ϕ + I. x ''d ) 2 hay: E ''o = ( U + I. x ''d sin ϕ ) 2 + (I. x ''d cos ϕ ) 2 V. YÏ NGHÉA VÁÛT LYÏ CUÍA CAÏC ÂIÃÛN KHAÏNG: Tæì caïc biãøu thæïc tênh toaïn âiãûn khaïng ta tháúy: xd’’ < xd’ < xd Vãö màût váût lyï âiãöu âoï âæåüc giaíi thêch nhæ sau: Trong chãú âäü bçnh thæåìng tæì thäng taûo båíi doìng stato gäöm mäüt pháön moïc voìng theo âæåìng taín tæì, coìn pháön chênh âi ngang keí håí khäng khê kheïp voìng qua caïc cæûc vaì thán räto. Vç tæì tråí chuí yãúu laì åí keí håí khäng khê coï tæì dáùn λad nhoí (hçnh 5.6a), tæì caím låïn; do váûy tæång æïng våïi âiãûn khaïng xd. Khi tæì thäng stato thay âäøi âäüt ngäüt, trong cuäün kêch tæì seî coï doìng caím æïng taûo nãn tæì thäng ngæåüc hæåïng våïi tæì thäng stato, vç váûy coï thãø xem nhæ mäüt pháön tæì thäng stato bë âáøy ra ngoaìi âi theo âæåìng taín tæì cuía cuäün kêch tæì coï tæì dáùn λσf 7 (hçnh 5.6b). Nhæ váûy tæì thäng stato phaíi âi qua mäüt täøng tæì dáùn låïn, tæì caím seî nhoí hån vaì seî coï: xd’ < xd Hçnh 5.6 Räto caìng coï nhiãöu maûch voìng kên, tæì thäng stato caìng khoï xám nháûp vaìo räto. Træåìng håüp giåïi haûn, khi tæì thäng hoaìn toaìn khäng thãø âi vaìo räto, nghéa laì chè âi theo âæåìng taín tæì cuía cuäün dáy stato coï tæì dáùn λσ, âiãûn khaïng cuía stato luïc âoï chênh laì âiãûn khaïng taín Xσ, tæång æïng våïi træåìng håüp xd’’ nhoí nháút coï thãø coï. Âäúi våïi caïc maïy âiãûn khäng coï cuäün caín, baín thán räto cuîng coï taïc duûng nhæ cuäün caín nãn coï thãø xem: xd’’ = (0,75÷0,9) xd’ VI. QUAÏ TRÇNH QUAÏ ÂÄÜ TRONG MAÏY ÂIÃÛN KHÄNG CUÄÜN CAÍN: Âãø âån giaín træåïc tiãn ta khaío saït caïc maïy âiãûn khäng coï thiãút bë TÂK. Giaí thiãút ngàõn maûch taûi âáöu cæûc cuía maïy âiãûn, maûch âiãûn xem nhæ thuáön khaïng, doìng ngàõn maûch chè coï theo truûc doüc. Khi xaíy ra ngàõn maûch, thaình pháön chu kyì cuía doìng ngàõn maûch seî thay âäøi âäüt biãún. Âäü tàng laì: E 'qo + ' ∆I d = I do + − I do = ' − I do xd trong âoï: Ido - doìng laìm viãûc træåïc ngàõn maûch. I‘do+ - doìng quaï âäü taûi thåìi âiãøm âáöu ngàõn maûch. Âãø tæì thäng moïc voìng khäng âäøi, doìng kêch tæì If cáön phaíi tàng mäüt læåüng: X ad ∆I f = ∆I d X ad + X σf Do cuäün kêch tæì coï âiãûn tråí rf nãn trë säú naìy seî suy giaím theo hàòng säú thåìi gian Td’ cuía cuäün kêch tæì vaì ∆If chênh laì trë säú ban âáöu cuía thaình pháön tæû do khäng chu kyì iftd cuía doìng kêch tæì (hçnh 5.7): 8 i ftd = i ftdo+ . e − t Td ' = ∆I f . e − t Td ' Doìng iftd taûo nãn sæïc âiãûn âäüng ∆Eq trong cuäün dáy stato vaì laìm xuáút hiãûn thaình pháön tæû do chu kyì ∆i’ck trong doìng stato våïi trë hiãûu duûng ban âáöu laì: ∆I 'ck = ∆I 'd = I 'do+ − I d∞ Id∞ = IN∞ : doìng ngàõn maûch xaïc láûp æïng våïi sæïc âiãûn âäüng âäöng bäü ngang truûc Eq∞ do doìng kêch tæì cæåîng bæïc Ifo = If∞ taûo ra. Nhæ váûy, thaình pháön chu kyì cå baín cuía doìng ngàõn maûch gäöm 2 thaình pháön: z tæû do chu kyì ∆i’ck do doìng tæû do cuía cuäün kêch tæì iftd sinh ra vaì do âoï cuîng tàõt dáön theo hàòng säú thåìi gian Td’. z chu kyì cæåîng bæïc ick do doìng kêch tæì cæåîng bæïc Ifo = If∞ taûo ra. i’ck = ick + ∆i’ck goüi laì doìng ngàõn maûch quaï âäü vaì coï trë hiãûu duûng ban âáöu laì I‘do+. Do doìng chu kyì tàng so våïi træåïc khi ngàõn maûch nãn trong cuäün dáy stato xuáút hiãûn thaình pháön tæû do khäng chu kyì itd sao cho doìng ngàõn maûch toaìn pháön åí thåìi âiãøm âáöu ngàõn maûch laì khäng âäüt biãún. Doìng naìy tàõt dáön theo hàòng säú thåìi gian Ta cuía maûch stato: i td = i tdo+ . e − t Ta = − ∆I d . e − t Ta Doìng itd taûo tæì thäng âæïng yãn âäúi våïi stato, do âoï seî caím æïng sang räto thaình pháön tæû do chu kyì ifck trong doìng kêch tæì. Vç doìng kêch tæì if åí thåìi âiãøm âáöu ngàõn maûch khäng âäüt biãún nãn trë säú ban âáöu cuía caïc thaình pháön trong doìng kêch tæì phaíi thoía maîn: ifcko+ = -iftdo+ = -∆If Doìng ifck tàõt dáön theo hàòng säú thåìi gian Ta vç doìng itd åí stato sinh ra noï tàõt dáön theo hàòng säú thåìi gian Ta. Hçnh 5.7 9 Doìng ifck sinh ra tæì træåìng âáûp maûch åí räto nãn coï thãø phán ra thaình 2 tæì træåìng quay ngæåüc chiãöu nhau: - Tæì træåìng quay ngæåüc chiãöu våïi räto (-ω) seî âæïng yãn so våïi stato nãn khäng caím æïng sang stato. - Tæì træåìng quay cuìng chiãöu våïi räto (+ω) seî quay våïi täúc âäü 2ω so våïi stato vaì caím æïng sang stato taûo nãn doìng tæû do chu kyì ick(2ω) coï táön säú 2ω. Doìng naìy tàõt dáön theo hàòng säú thåìi gian Ta. Toïm laûi: Doìng trong cuäün dáy stato laì: iN = ick + ∆i’ck - itd - ick(2ω) = i’ck - itd - ick(2ω) Doìng trong cuäün dáy kêch tæì laì: if = Ifo + iftd - ifck VII. QUAÏ TRÇNH QUAÏ ÂÄÜ TRONG MAÏY ÂIÃÛN COÏ CUÄÜN CAÍN: Khi tæì thäng phaín æïng pháön æïng thay âäøi, trong cuäün caín cuîng caím æïng nãn mäüt doìng tæû do khäng chu kyì tæång tæû nhæ trong cuäün kêch tæì. Doìng naìy laûi taïc duûng lãn cuäün dáy stato vaì cuäün caín trong quaï trçnh quaï âäü. VII.1. Doìng trong cuäün dáy stato: Ngoaìi caïc thaình pháön doìng âiãûn giäúng nhæ åí maïy âiãûn khäng cuäün caín, trong cuäün dáy stato cuía maïy âiãûn coï cuäün caín coìn bao gäöm: z Thaình pháön siãu quaï âäü tæû do doüc truûc ∆ i’’ck do doìng tæû do trong cuäün caín doüc truûc sinh ra, do âoï noï tàõt dáön theo hàòng säú thåìi gian T’’d cuía cuäün caín doüc truûc. Nhæ váûy thaình pháön chu kyì doüc truûc gäöm: i’’ck = ick + ∆ i’ck + ∆ i’’ck = i’ck + ∆ i’’ck i’’ck goüi laì doìng ngàõn maûch siãu quaï âäü doüc truûc, coï trë hiãûu duûng ban âáöu laì: E"q " I do+ = " xd Do T’’d beï nãn doìng trong cuäün caín vaì doìng ∆ i’’ck tàõt nhanh hån doìng ∆ i’ck do cuäün kêch tæì sinh ra. z Thaình pháön siãu quaï âäü tæû do ngang truûc i’’q do doìng tæû do trong cuäün caín ngang truûc sinh ra, do âoï noï tàõt dáön theo hàòng säú thåìi gian T’’q cuía cuäün caín ngang truûc vaì coï trë hiãûu duûng ban âáöu laì: E" I "qo+ = "d xq Váûy doìng ngàõn maûch toaìn pháön cuía maïy âiãûn coï cuäün caín: 10 iN = ick + ∆ i’ck + ∆ i’’ck + i’’q - itd - ick(2ω) Trë hiãûu duûng cuía doìng siãu quaï âäü ban âáöu laì: I "o = I "do2 + + I "qo2 + Trong tênh toaïn gáön âuïng, khi coi x”d = x”q thç: I "o = E"o x "d VII.2. Doìng trong cuäün kêch tæì: Váùn gäöm caïc thaình pháön nhæ åí maïy âiãûn khäng cuäün caín nhæng thaình pháön tæû do khäng chu kyì coï khaïc do aính hæåíng cuía cuäün caín. iftd = iftd(KCC) - i’’f iftd(KCC): thaình pháön tæû do khäng chu kyì xuáút hiãûn trong maïy âiãûn khäng cuäün caín. : thaình pháön tæû do khäng chu kyì do aính hæåíng cuía cuäün caín, tàõt theo hàòng i”f säú thåìi gian T”d. VII.3. Doìng trong cuäün caín: Trong chãú âäü laìm viãûc bçnh thæåìng hoàûc khi ngàõn maûch duy trç, qua cuäün caín khäng coï doìng âiãûn. Trong quaï trçnh quaï âäü, åí cuäün caín doüc truûc xuáút hiãûn doìng tæû do khäng chu kyì tàõt dáön theo 2 hàòng säú thåìi gian T”d vaì T’d. Âäöng thåìi dæåïi taïc duûng cuía doìng tæû do trong cuäün dáy stato, åí cuäün caín seî coï thaình pháön chu kyì i1dck tàõt dáön theo hàòng säú thåìi gian Ta sao cho doìng trong cuäün caín khäng âäüt biãún. i1d = i1dtd + i1dck Trong cuäün caín ngang truûc cuîng xuáút hiãûn caïc thaình pháön doìng tæång tæû. Âäúi våïi maïy phaït turbine håi khäng coï cuäün caín, loîi theïp cuîng âæåüc xem nhæ coï taïc duûng tæång tæû cuäün caín. Do váûy trong quïa trçnh quaï âäü, diãùn biãún doìng trong cuäün dáy stato vaì räto coï daûng giäúng nhæ âäúi våïi caïc maïy âiãûn coï cuäün caín. Vaì trong tênh toaïn váùn duìng nhæîng tham säú siãu quaï âäü âãø thay thãú taûi thåìi âiãøm âáöu ngàõn maûch. VIII. CAÏC HÀÒNG SÄÚ THÅÌI GIAN TÀÕT DÁÖN: Do trong maûch coï âiãûn tråí taïc duûng nãn caïc thaình pháön doìng tæû do seî tàõt dáön våïi hàòng säú thåìi gian T = L/r. Trong hãû âån vë tæång âäúi thç: L X X T* = * = * = r* r* r VIII.1. Hàòng säú thåìi gian cuía cuäün dáy stato: Ta = X2 rst trong âoï: X2 - âiãûn khaïng thæï tæû nghëch cuía maïy âiãûn Nãúu ngàõn maûch caïch maïy âiãûn mäüt âoaûn coï täøng tråí Z = r + jx thç: 11 Ta = X2 + x rst + r VIII.2. Hàòng säú thåìi gian cuía cuäün kêch tæì: Tfo = X f X ad + X σf = rf rf H Khi maïy phaït khäng taíi: H Khi ngàõn maûch ngay taûi âáöu cæûc maïy phaït: X .X X σf + σ ad X σ + X ad X f' Tf' = Td' = = rf rf Coï thãø chæïng minh âæåüc ràòng: Td' = Tfo X f' x' = Tfo d Xf xd trong âoï: Xf’ - âiãûn khaïng cuía cuäün kêch tæì khi näúi tàõt cuäün dáy stato. Nãúu ngàõn maûch caïch maïy phaït mäüt âoaûn coï âiãûn khaïng bàòng x thç: x 'd + x ' Td = Tfo xd + x VIII.3. Hàòng säú thåìi gian cuía cuäün caín: Hàòng säú thåìi gian cuía cuäün caín doüc Td’’ vaì cuäün caín ngang Tq’’ cuîng phuû thuäüc vaìo khoaíng caïch âãún âiãøm ngàõn maûch. Coï thãø láúy caïc trë säú trung bçnh nhæ sau: - Maïy phaït turbine håi: Td’’ ≈ Tq’’ ≈ 0,1 sec. - Maïy phaït turbine næåïc: Td’’ ≈ Tq’’ ≈ 0,05 sec. IX. AÍNH HÆÅÍNG CUÍA TÂK VAÌ PHUÛ TAÍI ÂÃÚN QUAÏ TRÇNH NGÀÕN MAÛCH: IX.1. Aính hæåíng cuía TÂK: Taûi thåìi âiãøm âáöu cuía ngàõn maûch, vç tæì thäng moïc voìng våïi caïc cuäün dáy laì khäng âäøi nãn thiãút bë TÂK khäng coï aính hæåíng. Âiãöu âoï cho pheïp tênh toaïn caïc tham säú åí thåìi âiãøm âáöu cuía ngàõn maûch (chàóng haûn nhæ Io’’, Eo’’, ixk) giäúng nhæ âäúi våïi caïc maïy âiãûn khäng coï TÂK. Trong khoaíng thåìi gian tiãúp theo cuía quaï trçnh quaï âäü, TÂK laìm tàng doìng kêch tæì vaì do âoï laìm tàng caïc thaình pháön doìng trong cuäün dáy stato vaì cuäün caín doüc. Quaï trçnh naìy diãùn ra cháûm, do váûy thæûc tãú noï chè laìm thay âäøi sæïc âiãûn âäüng quay cuía stato vaì thaình pháön chu kyì cuía doìng stato. Thaình pháön khäng chu kyì vaì soïng âiãöu hoìa báûc 2 åí stato váùn giäúng nhæ khi khäng coï TÂK. Âäúi våïi cuäün caín doüc, doìng sinh ra trong noï laì do sæïc âiãûn âäüng biãún aïp, sæïc âiãûn âäüng naìy nhoí vç doìng kêch tæì if thay âäøi cháûm. Do váûy doìng tæû do coï bë giaím xuäúng nhæng khäng âaïng kãø. 12 IX.2. Aính hæåíng cuía phuû taíi: Aính hæåíng cuía phuû taíi åí thåìi âiãøm âáöu cuía ngàõn maûch phuû thuäüc vaìo âiãûn aïp dæ taûi âiãøm näúi phuû taíi, tæïc phuû thuäüc vaìo âiãûn khaïng xN tæì phuû taíi cho âãún âiãøm ngàõn maûch. z Khi xN < 0,4: phuû taíi xem nhæ nguäön cung cáúp laìm tàng doìng ngàõn maûch. z Khi xN > 0,4: phuû taíi tiãu thuû doìng âiãûn laìm giaím doìng ngàõn maûch. z Khi xN = 0 thç doìng phuû taíi chiãúm khoaíng 25% doìng ngàõn maûch. Trong tênh toaïn thæûc tãú, caïc phuû taíi âæåüc gäüp chung thaình phuû taíi täøng håüp åí mäüt âiãøm cuía hãû thäúng âiãûn vaì âæåüc thay thãú gáön âuïng bàòng: X’’PT = 0,35 vaì E’’PT = 0,8 Chè kãø âãún mäüt caïch riãng reî caïc âäüng cå cåî låïn vaì âæåüc thay thãú nhæ sau: - Caïc âäüng cå âäöng bäü coï cáúu taûo giäúng nhæ maïy phaït. ÅÍ thåìi âiãøm âáöu cuía ngàõn maûch, âäüng cå âang quay theo quaïn tênh xem nhæ váùn coìn täúc âäü âäöng bäü nãn coï thãø thay thãú bàòng caïc tham säú giäúng nhæ âäúi våïi maïy phaït laì Eo’’ vaì xd’’. - Caïc âäüng cå khäng âäöng bäü våïi hãû säú træåüt beï xem nhæ laì âäüng cå âäöng bäü khäng coï cuäün kêch tæì, cuîng âæåüc thay thãú bàòng sæïc âiãûn âäüng vaì âiãûn khaïng siãu quaï âäü: E ''o ≈ U o − I o . X '' .sin ϕ o 1 X "* = x "*N = = (0,25 ÷ 0,35) I *mm trong âoï: I*mm - doìng måí maïy cuía âäüng cå. Uo, Io, ϕo - tham säú cuía âäüng cå træåïc khi xaíy ra ngàõn maûch. [...]... ngàõn mảch z Khi xN > 0,4: phủ ti tiãu thủ dng âiãûn lm gim dng ngàõn mảch z Khi xN = 0 thç dng phủ ti chiãúm khong 25% dng ngàõn mảch Trong tênh toạn thỉûc tãú, cạc phủ ti âỉåüc gäüp chung thnh phủ ti täøng håüp åí mäüt âiãøm ca hãû thäúng âiãûn v âỉåüc thay thãú gáưn âụng bàòng: X’’PT = 0, 35 v E’’PT = 0,8 Chè kãø âãún mäüt cạch riãng r cạc âäüng cå cåỵ låïn v âỉåüc thay thãú nhỉ sau: - Cạc âäüng cå âäưng... säú trỉåüt bẹ xem nhỉ l âäüng cå âäưng bäü khäng cọ cün kêch tỉì, cng âỉåüc thay thãú bàòng sỉïc âiãûn âäüng v âiãûn khạng siãu quạ âäü: E ''o ≈ U o − I o X '' sin ϕ o 1 X "* = x "*N = = (0, 25 ÷ 0, 35) I *mm trong âọ: I*mm - dng måí mạy ca âäüng cå Uo, Io, ϕo - tham säú ca âäüng cå trỉåïc khi xy ra ngàõn mảch ... nỉåïc: Td’’ ≈ Tq’’ ≈ 0, 05 sec IX NH HỈÅÍNG CA TÂK V PHỦ TI ÂÃÚN QUẠ TRÇNH NGÀÕN MẢCH: IX.1 nh hỉåíng ca TÂK: Tải thåìi âiãøm âáưu ca ngàõn mảch, vç tỉì thäng mọc vng våïi cạc cün dáy l khäng âäøi nãn thiãút bë TÂK khäng cọ nh hỉåíng Âiãưu âọ cho phẹp tênh toạn cạc tham säú åí thåìi âiãøm âáưu ca ngàõn mảch (chàóng hản nhỉ Io’’, Eo’’, ixk) giäúng nhỉ âäúi våïi cạc mạy âiãûn khäng cọ TÂK Trong khong thåìi... TÂK lm tàng dng kêch tỉì v do âọ lm tàng cạc thnh pháưn dng trong cün dáy stato v cün cn dc Quạ trçnh ny diãùn ra cháûm, do váûy thỉûc tãú nọ chè lm thay âäøi sỉïc âiãûn âäüng quay ca stato v thnh pháưn chu k ca dng stato Thnh pháưn khäng chu k v sọng âiãưu ha báûc 2 åí stato váùn giäúng nhỉ khi khäng cọ TÂK Âäúi våïi cün cn dc, dng sinh ra trong nọ l do sỉïc âiãûn âäüng biãún ạp, sỉïc âiãûn âäüng ny... X σf = rf rf H Khi mạy phạt khäng ti: H Khi ngàõn mảch ngay tải âáưu cỉûc mạy phạt: X X X σf + σ ad X σ + X ad X f' Tf' = Td' = = rf rf Cọ thãø chỉïng minh âỉåüc ràòng: Td' = Tfo X f' x' = Tfo d Xf xd trong âọ: Xf’ - âiãûn khạng ca cün kêch tỉì khi näúi tàõt cün dáy stato Nãúu ngàõn mảch cạch mạy phạt mäüt âoản cọ âiãûn khạng bàòng x thç: x 'd + x ' Td = Tfo xd + x VIII.3 Hàòng säú thåìi gian ca cün ... + ∆ Ψ σ1d + ∆ Ψ d + ∆ Ψ ad = (5. 1) ∆ I 1d ( X σ1d + X ad ) + ∆ I f X ad + ∆ I d X ad = (5. 2) ∆ I f X σf = ∆ I 1d X σ1d Tỉì (5. 1) v (5. 2) ta cọ: (5. 3) Tỉì (5. 3) tháúy ràòng lỉåüng tàng ∆Id... ad ) + ∆ I d X ad = ( ∆ I f + ∆ I 1d )( X σrd + X ad ) + ∆ I d X ad = (5. 4) Gii cạc phỉång trçnh (5. 2), (5. 3) v (5. 4) ta âỉåüc: X σf X σ1d X σrd = X σf + X σ1d Nhỉ váûy âiãûn khạng tn ca... chiãúm khong 25% dng ngàõn mảch Trong toạn thỉûc tãú, cạc phủ ti âỉåüc gäüp chung thnh phủ ti täøng håüp åí mäüt âiãøm ca hãû thäúng âiãûn v âỉåüc thay thãú gáưn âụng bàòng: X’’PT = 0, 35 v E’’PT