Bài giảng ngắn mạch điện chương 3 cđ phương đông

CAO ĐẲNG PHƯƠNG ĐÔNG QUẢN NAM BÀI GIẢNG NGẮN MẠCH ĐIỆN CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG MẠCH ĐIỆN ĐƠN GIẢN I NGẮN MẠCH PHA TRONG MẠCH ĐIỆN ĐƠN GIẢN  Mạch đơn giản: bao gồm điện trở, điện cảm tập trung máy biến áp  Qui ước: nguồn công suất vô lớn (điện áp đầu cực nguồn điện không đổi) I.1 Mạch phía không nguồn: u = Giải ra, ta có: i.r ' + i = L' di dt = r' - t C.e L' Từ điều kiện đầu (t=0): i0 = i0+ ta có: C = i0 Như vậy: - i = i e r' L' i i0 t t Dòng điện mạch phía không nguồn tắt dần lúc lượng tích lũy điện cảm L’ tiêu tán hết r’ I.1 Mạch phía có nguồn: Giả thiết điện áp pha A nguồn là: u = uA = Umsin(t+) Dòng mạch điện trước ngắn mạch là: Um i = sin(t +  -  ) = I msin(t +  -  ) Z đó: Z - tổng trở mạch điện trước ngắn mạch  - góc tổng trở Z  - góc pha ban đầu điện áp pha A Lúc xảy ngắn mạch pha: di u = i.r + L dt Giải ra, ta có: r Um - t i = sin(t +  -  N ) + C.e L ZN đó: ZN - tổng trở ngắn mạch mạch điện N - góc tổng trở ZN C - số tích phân xác định điều kiên đầu Như vậy: i = iN = ick + itd Dòng chu kỳ cưỡng bức: i ck Um = sin(t +  -  N ) = I ckmsin(t +  -  N ) ZN Dòng tự (phi chu kỳ): i td = Từ điều kiện đầu: ta có: r - t C.e L = r - t i td0+ e L i0 = i0+ = ick0+ + itd0+ C = itd0+ = i0 - ick0+ = Imsin( - ) - Ickmsin( - N) Đồ thị véctơ dòng áp vào thời điểm t = UA, UB, UC, IA, IB, IC : áp dòng trước xảy NM IckA, IckB, IckC : dòng chu kỳì cưỡng sau xảy NM Từ đồ thị, ta có nhận xét sau: itd0+ hình chiếu véctơ (Im-ICKm) lên trục thời gian t tùy thuộc vào  mà itd0+ cực đại itd0+ phụ thuộc vào tình trạng mạch điện trước NM; itd0+ đạt giá trị lớn lúc mạch điện trước NM có tính dung, đến mạch điện trước NM không tải itd0+ bé lúc mạch điện trước NM có tính cảm Các tình trạng mạch điện trước ngắn mạch Đa số trường hợp, mạch điện xảy ngắn mạch thường có N  90o Kết hợp yếu tố, ta thấy: Điều kiện ngắn mạch nguy hiểm là: a) mạch điện trước ngắn mạch không tải b) áp tức thời lúc ngắn mạch ( = 180o) II Trị hiệu dụng dòng ngắn mạch toàn phần thành phần nó: II.1 Thành phần chu kỳ dòng ngắn mạch: i ck = I ckm sin(t +  -  N ) Nếu Um = const.: I ckm Um = = const ZN Nếu Um thay đổi Trị hiệu dụng dòng chu kỳ thời điểm t là:  Et Um Ickt ZF Um ZN I ckt I ckmt Et = = Z N Ickt Et - sức điện động hiệu dụng máy phát thời điểm t ZN - tổng trở ngắn mạch (trong mạng cao áp coi ZN  xN) Trị hiệu dụng dòng chu kỳ chu kỳ sau xảy NM gọi dòng siêu độ ban đầu: " I ckm0+ E I = = " xd  x N " E” - sức điện động siêu độ ban đầu máy phát x”d - điện kháng siêu độ máy phát xN - điện kháng bên từ đầu cực máy phát đến điểm ngắn mạch II.2 Thành phần tự dòng ngắn mạch:  i td = i td0+ e Với : Ta = L r = t Ta x r i td0 = I msin( -  ) - I ckm0+ sin( -  N ) Trong điều kiện nguy hiểm nhất, ta có: a) mạch điện trước NM không tải: Im sin( - ) = b) áp tức thời lúc NM ( = 0) N  90o i td0 = - I ckm0+ sin(-90o ) = I ckm0+ Và dòng tự thì: Itdt = itdt II.3 Dòng ngắn mạch xung kích: ixk trị số tức thời lớn dòng ngắn mạch trình độ Trong điều kiện nguy hiểm nhất, dòng ngắn mạch xung kích xuất vào thời điểm t = T/2 = 0,01sec ixk = ick0,01 + itd0,01 đó: ick0,01  Ickm0+  i td0,01 = i td0+ e 0,01 Ta  = I ckm0+ e 0,01 Ta Vậy :  i xk = I ckm0+ (1+ e i xk = 0,01 Ta ) = k xk I ckm0+ 2.k xk I "0 với kxk : hệ số xung kích dòng ngắn mạch Trị hiệu dụng dòng ngắn mạch toàn phần: t I Nt = T T  t T 2 dt = iN + I2 I ckt tdt Trị hiệu dụng dòng ngắn mạch xung kích : I xk = với: 2 I ck + I 0,01 td0,01 I ck0,01 = I "0 I td0,01 = i td0,01 = i xk - i ck 0,01 = i xk - I ckm0+ = (k xk -1)I ckm0+ = I xk = 2(k xk -1)I "0 I "0 + 2I "0 (k xk -1) I xk = I "0 + 2(k xk -1) III NGẮN MẠCH PHA TRONG MẠCH CÓ MÁY BIẾN ÁP: Phía cấp: sơ Phía thứ cấp: u = R1.i = R 2.i di di + L1 - M dt dt di di + L - M dt dt Coi i =  i1 = i2 Do vậy: di u = (R1 + R )i + (L1 + L - 2M) dt di = R B i + L B dt với: RB = R1 + R2 : điện trở máy biến áp LB = L1 + L2 - 2M : điện cảm máy biến áp Phương trình giống phương trình mạch điện đơn giản khảo sát Do trình ngắn mạch bỏ qua dòng từ hóa, MBA xem phần tử có điện trở điện cảm tính đổi cấp điện áp sơ đồ thay để tính toán mạch điện thông thường [...]... dt với: RB = R1 + R2 : là điện trở của máy biến áp LB = L1 + L2 - 2M : là điện cảm của máy biến áp Phương trình trên giống như phương trình của mạch điện đơn giản đã khảo sát Do vậy trong quá trình ngắn mạch khi bỏ qua dòng từ hóa, MBA có thể xem như là một phần tử có điện trở và điện cảm được tính đổi về cùng một cấp điện áp nào đó trong sơ đồ thay thế để tính toán như mạch điện thông thường ... của dòng ngắn mạch Trị hiệu dụng của dòng ngắn mạch toàn phần: t I Nt = 1 T T 2  t T 2 2 dt = iN 2 + I2 I ckt tdt Trị hiệu dụng của dòng ngắn mạch xung kích : I xk = với: 2 2 I ck + I 0,01 td0,01 I ck0,01 = I "0 I td0,01 = i td0,01 = i xk - i ck 0,01 = i xk - I ckm0+ = (k xk -1)I ckm0+ = I xk = 2 2(k xk -1)I "0 2 I "0 + 2I "0 (k xk -1) 2 I xk = I "0 1 + 2(k xk -1) 2 III NGẮN MẠCH 3 PHA TRONG MẠCH CÓ... E I = = " xd  x N 2 " 0 E” - sức điện động siêu quá độ ban đầu của máy phát x”d - điện kháng siêu quá độ của máy phát xN - điện kháng bên ngoài từ đầu cực máy phát đến điểm ngắn mạch II.2 Thành phần tự do của dòng ngắn mạch:  i td = i td0+ e Với : Ta = L r = t Ta x r i td0 = I msin( -  ) - I ckm0+ sin( -  N ) Trong điều kiện nguy hiểm nhất, ta có: a) mạch điện trước NM là không tải: Im sin(... áp tức thời lúc NM bằng 0 ( = 0) và N  90o i td0 = - I ckm0+ sin(-90o ) = I ckm0+ Và đối với dòng tự do thì: Itdt = itdt II .3 Dòng ngắn mạch xung kích: ixk là trị số tức thời lớn nhất của dòng ngắn mạch trong quá trình quá độ Trong điều kiện nguy hiểm nhất, dòng ngắn mạch xung kích xuất hiện vào thời điểm t = T/2 = 0,01sec ixk = ick0,01 + itd0,01 trong đó: ick0,01  Ickm0+  i td0,01 = i td0+ e ... ngắn mạch Đa số trường hợp, mạch điện xảy ngắn mạch thường có N  90o Kết hợp yếu tố, ta thấy: Điều kiện ngắn mạch nguy hiểm là: a) mạch điện trước ngắn mạch không tải b) áp tức thời lúc ngắn mạch. .. trạng mạch điện trước NM; itd0+ đạt giá trị lớn lúc mạch điện trước NM có tính dung, đến mạch điện trước NM không tải itd0+ bé lúc mạch điện trước NM có tính cảm Các tình trạng mạch điện trước ngắn. ..CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG MẠCH ĐIỆN ĐƠN GIẢN I NGẮN MẠCH PHA TRONG MẠCH ĐIỆN ĐƠN GIẢN  Mạch đơn giản: bao gồm điện trở, điện cảm tập trung máy biến áp 