Bài giảng ngắn mạch điện chương 7 cđ phương đông

CAO ĐẲNG PHƯƠNG ĐƠNG QUẢN NAM BÀI GIẢNG NGẮN MẠCH ĐIỆN CHƯƠNG 7: NGẮN MẠCH KHƠNG ĐỐI XỨNG I Phương pháp thành phần đối xứng: Ba véctơ tồn phần khơng đối xứng Fa , Fb , Fc hệ thống pha phân tích thành hệ thống véctơ thành phần đối xứng: - Hệ thống véctơ thứ tự thuận Fa1 , F b1 , Fc1 - Hệ thống véctơ thứ tự nghịch Fa , Fb , Fc - Hệ thống véctơ thứ tự khơng Fa0 , Fb0 , Fc0 Tồn phần Thứ tự thuận Thứ tự nghịch Thứ khơng tự a = F  a0  F  a1  F  a2 F b = F  b0  F  b1  F  b2 F c = F  c0  F  c1  F  c2 F      Đặt Tốn tử pha a = ej120o   1 F a    Fb  = 1   1 F  c  a2 a đó:   a  a2    1 F     Fa1  =  1   1 F a      F    Fa1    F  a2  Fa0 = Fb0 = Fc0 = F0   1  F a 2   a a  Fb    a2 a   F c Một vài tính chất thành phần đối xứng hệ thống điện pha - Dòng điện đất tổng hình học dòng điện pha, lần dòng thứ tự khơng Iđ = IA + IB + IC = 3I0 - Trong điện áp dây khơng có thành phần thứ tự khơng - Giữa điện áp dây điện áp pha thành phần thứ tự thuận thứ tự nghịch có quan hệ : U d1 = 3U f ; U d2 = 3U f - Có thể lọc thành phần thứ tự dòng điện điện áp II Các phương trình thành phần đối xứng: U = I Z Định luật Ohm: 1 U = I2 Z  U = I0 Z Z1, Z2, Z0 - tổng trở TTT,TTN,TTK phần tử Định luật Kirchhoff II: U N = E  - IN Z 1 U N = - IN Z  U N = - IN Z  UN1, UN2, UN0, IN1, IN2, IN0 - thành phần thứ tự điện áp dòng điện chổ ngắn mạch E - sức điện động tổng điểm ngắn mạch Z1, Z2, Z0 - tổng trở tổng sơ đồ thứ tự tương ứng với điểm NM III Tham số thành phần thứ tự phần tử: - Tổng trở thứ tự thuận X1 phần tử tổng trở đặc trưng ngắn mạch đối xứng - Phần tử có liên hệ từ quay: X0  X2  X1 - Phần tử có liên hệ từ đứng n: X2 = X1 ; X0  X1 - Phần tử khơng có liên hệ từ pha: X2 = X0 = X1 Máy phát điện:  Máy điện khơng cuộn cản: X2  1,45x’d  Máy điện có cuộn cản: X2  1,22x”d  Xo = (0,15  0,6)x”d LOẢI MẠY ÂIÃÛN X2 X0 Mạy phạt tuabin håi < 200MW 0,15 0,05 Mạy phạt tuabin håi  200MW 0,22 - Mạy phạt tuabin nỉåïc cọ cün cn Mạy phạt tuabin nỉåïc khäng cün cn Mạy b v âäüng cå âäưng bäü 0,25 0,07 0,45 0,07 0,24 0,08 Phụ tải tổng hợp: X2 = X”PT = 0,35 Xo =  Kháng điện: X0 = X2 = X1 Đường dây: X2 = X1 X0  X1 Trị số trung bình tỉ số X0 X1 đường dây khơng TÊNH CHÁÚT CA ÂỈÅÌNG DÁY TÈ SÄÚ X0/X1 Âỉåìng dáy âån khäng cọ dáy chäúng sẹt 3,5 Âỉåìng dáy âån cọ dáy chäúng sẹt bàòng thẹp Âỉåìng dáy âån cọ dáy chäúng sẹt dáùn âiãûn täút Âỉåìng dáy kẹp khäng cọ dáy chäúng sẹt 3,0 Âỉåìng dáy kẹp cọ dáy chäúng sẹt bàòng 4,7 2,0 5,5 d) Tổ Yo / Yo /  : e) Tổ Yo /  /  : IV Sơ đồ thành phần thứ tự: Sơ đồ thứ tự thuận: sơ đồ dùng để tính tốn chế độ đối xứng Sơ đồ thứ tự nghịch: sơ đồ thứ tự nghịch có cấu trúc tương tự sơ đồ thứ tự thuận Điểm khác biệt là: - nguồn sức điện động khơng - máy phát điện, điện kháng thứ tự nghịch khác với điện kháng thứ tự thuận Sơ đồ thứ tự khơng: Muốn vẽ sơ đồ thứ tự khơng ta nên điểm ngắn mạch Xuất phát từ điểm ngắn mạch ta tìm đường dòng thứ tự khơng vẽ dần sơ đồ thay phía hệ thống điện Sơ đồ thứ tự khơng bao gồm phần tử mà dòng thứ tự khơng qua Tổng trở nối đất điểm trung tính đưa vào sơ đồ thứ tự khơng có trị số lần trị số thực tế V Tính tốn dạng ngắn mạch bản: Qui ước: - Coi pha A pha đặc biệt - Xét NM đầu nhánh rẽ phần tử chiều dương dòng điện từ pha đến điểm NM Các phương trình bản: U NA = EA  - j I NA X 1 U NA = U N0 = - j I NA X 2 - j I N X 0 Ngắn mạch pha: Điều kiện ngắn mạch là: I NA =0 I NB = - I NC U NB = U NC Ngắn mạch pha: Điều kiện ngắn mạch là: I NB = I NC = U NA = Ngắn mạch pha chạm đất: Điều kiện ngắn mạch là: I NA = U NB = U NC = Biểu thức tính tốn thành phần đối xứng dòng áp chỗ ngắn mạch khơng đối xứng (khi coi mạch điện kháng ngắn mạch trực tiếp) Dạng NM Dòng EA j( X 1  X N(2) I NA1 = I NA = - I NA1 ; I NA = I NA 2 ) U NA IN0 = EA  X 2  X j( X 1 0 = I N = I NA1 2 I NA1 = U NA1 ; U = N0 ) U NA U = j( X NA 2  X  U NA + U 0 N0 ) I NA1 = I NA1 = N(1,1) j( X 1 U NA1 = jX N(1) Áp EA X 2 X   ) X 2  X  I NA1  I NA  I N = U NA1 = j I NA1 ( NA = U U X 2 X  ) X   X 2 N0 = U NA1 VI Quy tắc Đăíóng trị thứ tự thuận: Dòng thứ tự thuận dạng ngắn mạch khơng đối xứng tính dòng ngắn mạch pha điểm xa điểm ngắn mạch thực điện kháng phụ X(n)  E A INA1 = (n) j ( X 1  X  ) (n) U NA1 = jX (n) I (n) N (n) (n)  = m I INA1 (n) NA1 (n) Giá trị điện kháng phụ X(n) hệ số m(n) Dảng (n) X(n) m(n) (3) NM pha pha (2) X2 pha (1) X2 + Xo X 2 X 0 (1,1) X 2 X 0 X 2  X 0 pha âáút 1- ( X 2  X 0 ) VI Sử dụng phương pháp đường cong tính tốn: a) Lập sơ đồ thay thế:  Lập sơ đồ thay thứ tự thuận, thứ tự nghịch, thứ tự khơng hệ thống điện hệ đơn vị tương đối theo phép quy đổi gần với lượng Scb, Ucb = Utb  Biến đổi sơ đồ thứ tự nghịch thứ tự khơng để tính X2, Xo sơ đồ điểm ngắn mạch Tính điện kháng phụ X(n) tùy theo dạng ngắn mạch b) p dụng quy tắc đẳng trị thứ tự thuận: Đặt thêm điện kháng phụ X(n) vào sơ đồ thứ tự thuận xem ngắn mạch pha giả tưởng sau điện kháng c) Biến đổi sơ đồ thay thế: Dựa vào sơ đồ, tùy thuộc khoảng cách từ máy phát điện đến điểm ngắn mạch ta xác định nhóm máy phát điện nhập chung, HTCSVCL phải tách riêng Dùng phép biến đổi đưa sơ đồ dạng nhánh độc lập nối từ nguồn đến điểm ngắn mạch d) Tính điện kháng tính tốn: x tti = x * i Sâmi Scb Sđmi - tổng cơng suất định mức máy phát điện nhập chung nhánh thứ i e) Tra đường cong tính tốn: Từ trị số xtti thời điểm t cần xét, tra theo đường cong tính tốn tương ứng ta tìm dòng thứ tự thuận I(n)*N1ti nhánh thứ i f) Tính dòng thực: Thành phần chu kì dòng ngắn mạch tổng hệ đơn vị có tên là: ( n) I Nt k  (n) (n) ( n)  = m  I * N1ti I âmi  I N1H   i =1  Iđmi- tổng dòng định mức máy phát điện nhập chung nhánh thứ i I âmi Sâmi = 3.U tb I(n)N1H - dòng thứ tự thuận HTCSVCL cung cấp ( n) I N1H = ( n) I * N1H I cb  I cb = x * NH Icb - dòng tương ứng với cơng suất Scb chọn điện áp Utb cấp cần xét ngắn mạch Scb I cb = 3.U tb [...]... các dạng ngắn mạch cơ bản: Qui ước: - Coi pha A là pha đặc biệt - Xét NM ngay tại đầu nhánh rẽ của phần tử và chiều dương của dòng điện là từ các pha đến điểm NM Các phương trình cơ bản: U NA 1 = EA  - j I NA 1 X 1 U NA 2 = 0 U N0 = 0 - j I NA 2 X 2 - j I N 0 X 0 1 Ngắn mạch 2 pha: Điều kiện ngắn mạch là: I NA =0 I NB = - I NC U NB = U NC 2 Ngắn mạch 1 pha: Điều kiện ngắn mạch là:... Đặt thêm điện kháng phụ X(n) vào sơ đồ thứ tự thuận và xem như ngắn mạch 3 pha giả tưởng sau điện kháng này c) Biến đổi sơ đồ thay thế: Dựa vào sơ đồ, tùy thuộc khoảng cách từ các máy phát điện đến điểm ngắn mạch ta xác định nhóm các máy phát điện có thể nhập chung, HTCSVCL phải tách riêng ra Dùng các phép biến đổi đưa sơ đồ về dạng từng nhánh độc lập nối từ nguồn đến điểm ngắn mạch d) Tính điện kháng... I NC U NB = U NC 2 Ngắn mạch 1 pha: Điều kiện ngắn mạch là: I NB = 0 I NC = 0 U NA = 0 3 Ngắn mạch 2 pha chạm đất: Điều kiện ngắn mạch là: I NA = 0 U NB = 0 U NC = 0 Biểu thức tính toán các thành phần đối xứng của dòng và áp tại chỗ ngắn mạch không đối xứng (khi coi mạch điện là thuần kháng và ngắn mạch trực tiếp) Dạng NM Dòng EA j( X 1  X N(2) I NA1 = I NA 2 = - I NA1 ; I NA 1 = I NA... 2 N0 = U NA1 VI Quy tắc Đăíóng trị thứ tự thuận: Dòng thứ tự thuận của một dạng ngắn mạch không đối xứng bất kì được tính như là dòng ngắn mạch 3 pha ở điểm xa hơn điểm ngắn mạch thực một điện kháng phụ X(n)  E A INA1 = (n) j ( X 1  X  ) (n) U NA1 = jX (n) I (n) N (n) (n)  = m I INA1 (n) NA1 (n) Giá trị của điện kháng phụ X(n) và hệ số m(n) Daûng (n) X(n) m(n) (3) 0 1 NM 3 pha 3 2 pha... ) 2 VI Sử dụng phương pháp đường cong tính toán: a) Lập sơ đồ thay thế:  Lập các sơ đồ thay thế thứ tự thuận, thứ tự nghịch, thứ tự không của hệ thống điện trong hệ đơn vị tương đối theo phép quy đổi gần đúng với các lượng cơ bản Scb, Ucb = Utb  Biến đổi sơ đồ thứ tự nghịch và thứ tự không để tính X2, Xo của sơ đồ đối với điểm ngắn mạch Tính điện kháng phụ X(n) tùy theo dạng ngắn mạch b) Aïp dụng... nguồn sức điện động bằng không - đối với các máy phát điện, điện kháng thứ tự nghịch khác với điện kháng thứ tự thuận 3 Sơ đồ thứ tự không: Muốn vẽ sơ đồ thứ tự không ta nên bắt đầu từ điểm ngắn mạch Xuất phát từ điểm ngắn mạch ta tìm đường đi của dòng thứ tự không và vẽ dần sơ đồ thay thế về các phía của hệ thống điện Sơ đồ thứ tự không chỉ bao gồm các phần tử mà dòng thứ tự không có thể đi qua Tổng trở... trong cuộn dây mà không ra ngoài lưới điện Tổ nối dây Y cho dòng thứ tự không đi qua cuộn dây chỉ khi trung tính nối đất a) Tổ Yo / : X 0 = xI  Với: x II x  0 x II  x  0  x I  x II = X 1 x 0  x II x1 - điện kháng thứ tự thuận của máy biến áp b) Tổ Yo / Yo:  Nếu phần mạng điện nối với cuộn dây II có trung tính nối đất: X0 = xI + xII = X1  Nếu phần mạng điện nối với cuộn dây II có trung tính... trực tiếp với điện kháng của cuộn  , vì vậy có thể bỏ qua xo c) Tổ Yo / Y /  : d) Tổ Yo / Yo /  : e) Tổ Yo /  /  : IV Sơ đồ các thành phần thứ tự: 1 Sơ đồ thứ tự thuận: là sơ đồ dùng để tính toán ở chế độ đối xứng 2 Sơ đồ thứ tự nghịch: sơ đồ thứ tự nghịch có cấu trúc tương tự như sơ đồ thứ tự thuận Điểm khác biệt là: - các nguồn sức điện động bằng không - đối với các máy phát điện, điện kháng thứ... N1ti I âmi  I N1H   i =1  Iđmi- là tổng dòng định mức của các máy phát điện nhập chung trong nhánh thứ i I âmi Sâmi = 3.U tb I(n)N1H - dòng thứ tự thuận do HTCSVCL cung cấp ( n) I N1H = ( n) I * N1H I cb  I cb = x * NH Icb - dòng cơ bản tương ứng với công suất cơ bản Scb đã chọn và điện áp Utb của cấp cần xét ngắn mạch Scb I cb = 3.U tb ... x tti = x * i Sâmi Scb Sđmi - tổng công suất định mức của các máy phát điện nhập chung trong nhánh thứ i e) Tra đường cong tính toán: Từ các trị số xtti và thời điểm t cần xét, tra theo đường cong tính toán tương ứng ta tìm được dòng thứ tự thuận I(n)*N1ti của nhánh thứ i f) Tính dòng thực: Thành phần chu kì của dòng ngắn mạch tổng trong hệ đơn vị có tên là: ( n) I Nt k  (n) (n) ( n)  = m  I ... NC Ngắn mạch pha: Điều kiện ngắn mạch là: I NB = I NC = U NA = Ngắn mạch pha chạm đất: Điều kiện ngắn mạch là: I NA = U NB = U NC = Biểu thức tính tốn thành phần đối xứng dòng áp chỗ ngắn. .. sức điện động khơng - máy phát điện, điện kháng thứ tự nghịch khác với điện kháng thứ tự thuận Sơ đồ thứ tự khơng: Muốn vẽ sơ đồ thứ tự khơng ta nên điểm ngắn mạch Xuất phát từ điểm ngắn mạch. .. N = - IN Z  UN1, UN2, UN0, IN1, IN2, IN0 - thành phần thứ tự điện áp dòng điện chổ ngắn mạch E - sức điện động tổng điểm ngắn mạch Z1, Z2, Z0 - tổng trở tổng sơ đồ thứ tự tương ứng với điểm