chuong_5_-_donglamviectinhtoan.pdf

- Coù doøng ñieän ñi qua cuoän khaùng L, doøng naøy ngöôïc chieàu vôùi doøng qua ñieän dung laøm giaûm doøng ñi vaøo ñaát → daäp hoà quang. - Ñieàu chænh L sao cho I ñaát > I nhaïy [r]

I KHÁI NIỆM

Lựa chọn thiết bị

trong NMĐ&TBA

Chế độ làm việc lâu dài Chế độ làm việc ngắn hạn

Điểm trung tính

Trung tính nối đất trực tiếp Trung tính cách ly

II CHẾ ĐỘ LÀM ViỆC LÂU DÀI

Phương trình phát nóng :

I2.R.dt = G.C.dϑ + q.F.(ϑ - ϑ

0 ).dt

Tổn thất thiết bị

Làm nóng thiết bị

Làm nóng mơi trường xung quanh

Trong :

C - tỷ nhiệt vật liệu làm dây dẫn - Ws / g 0C

G - trọng lượng dây dẫn - kg F - diện tích bề mặt dây dẫn - cm2 ϑ - nhiệt độ dây dẫn - 0C

Giải phương trình vi phân ta :

II CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI

2 I R qF ϑ∞ = +ϑ cp I R qF

I < (ϑ −ϑ0) =

0 ( ) qF I R ϑ ϑ∞ − = ⇔

I2.R.dt = G.C.dϑ + q.F.(ϑ - ϑ

0 ).dt

/

0 (1 )

t T

I R

e qF

ϑ ϑ− = − −

Khi t= ∞, dây dẫn đạt đến độ tăng nhiệt ổn định là ϑ∞ . Suy

ra, nhiệt độ ổn định dây dẫn:

0

I R qF

ϑ ϑ∞ − = ⇔

Trong chế độ làm việc lâu dài yêu cầu nhiệt độ ổn định phải bé nhiệt độ cho phép ϑcp Suy dòng điện cho phép lau dài

0

( cp )

Trong chế độ làm việc lâu dài dòng điện phải bé dòng cho phép

II CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI

0) max

(

ld cp

qF

I I

R

ϑ ϑ−

Chế độ làm việc lâu dài

Chế độ làm việc lâu dài bình thường

Chế độ làm việc lâu dài cưỡng bức

Ỉ Chọn thiết bị cho Icp tbị > Ilv max

II CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI

max max 1,05. bt

cb I

I =

* Tính tốn Ibt & Icb :

• Mạch MF:

I

UF

SF

max

3

F

bt dmMF

F

S

I I

U

II CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI

* Tính tốn Ibt & Icb :

• Mạch đường dây đơn :

I

Smax

max max

cb bt

I = I

max max

2 3

pt bt

S I

U

=

II CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI

* Tính tốn Ibt & Icb :

• Mạch đường dây kép:

Smax

I Icbmax = 2.Ibtmax

max max

2 3

pt bt

S I

U

=

II CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI

• Mạch MBA song song :

2 max max

S Sbt =

Công suất qua

Khả tải

1 max max

2 min

. cb

cb

cb qtsc B

S S

S

S k S

= ⎧⎪

= ⎨

= ⎪⎩

B

S

max pt

S

I

II CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI ⎩ ⎨ ⎧ − = B qtsc F

MBAcb k S

S S S 2 min max • Mạch NMĐ :

2 2 min max S S S F MBAbt − =

+ Đối với mạch MBA

Công suất qua

Khả tải

min max S S max S S HT SB

SF SF

SMBA SMBA

SB

+ Đối MF

max max 1,05. bt

II CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI ⎩ ⎨ ⎧ − = B qtsc F

MBAcb k S

S S S 2 min max • Mạch NMĐ :

2 2 min max S S S F MBAbt − =

+ Đối với mạch MBA

min max S S max S S HT SB

SF SF K

SMBA SMBA

SB

Công suất qua

Khả tải

+ Đối MF

max max 1,05. bt

II CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI max1 max F Kcb

qtsc B F

S S S

k S S S

− ⎧ = ⎨ + − ⎩ max = Kbt S

+ Đối với mạch kháng điện K

Công suất qua

Khả tải

* Khi MBA hư :

* Khi MF hư :

min max S S max S S HT SB

SF SF K

SK

SB

SKcbmax2 = SMBA + Stải = ( SF - 2.Smin )/2 + Smin = SF / 2

II CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI

1

1 max

S S

1

1

1 max

S S

2

2 max

S S

HT

K1 K2

• Mạch NMĐ : + Đối với mạch MBA+ Đối MF

II CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI max S S

1

1 max S S max S S HT K K

• Mạch NMĐ :

min1 min2 max3

min1

2 ( )

min

.

F Kcb

qtsc B F

S S S

S

k S S S

− + ⎧ = ⎨ + − ⎩ max F Kbt S S S = −

+ Đối với mạch kháng điện K

Công suất qua

Khả tải

* Khi MF hư hay :

* Khi MF hư :

Skcbmax = max ( Skcbmax1 , Skcbmax2 ) * Khi bình thường:

min2 min1

max1 min1

2 ( )

2

F Kcb

S S S

S = − + + S

max max 2 Kcb S S =

BT1 : Tính dịng làm việc bình thường & cưỡng qua MBA qua kháng điện K

II CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI

Đáp số :

IMBAbtmax = 3,08 kA IMBAcbmax = 4,85 kA IKbtmax = kA

IKcbmax = 1,92 kA

MVA

20 30

HT

SB = 90 MVA

SF= 100 MVA

K

MVA

20 30

SB = 90 MVA

SF= 100 MVA

1

1 max

S S

1

1

1 max

S S

2

2 max

S S

HT

BT2 : Tính dịng làm việc bình thường & cưỡng qua MBA qua kháng điện K

II CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC LÂU DÀI

BT3 : Tính dịng làm việc bình thường&cưỡng qua MBA

1

1 max

S S

HT

SB1 SB1 SB2

SF SF SF

2

III CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC NGẮN HẠN

Phương trình phát nóng :

I2.R.dt = G.C.dϑ

Tổn thất thiết bị

Làm nóng thiết bị

Làm nóng mơi trường xung quanh + q.F.(ϑ - ϑ0 ).dt

III CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC NGẮN HẠN

I2.R.dt = G.C.dϑ

Tổn thất thiết bị

Làm nóng thiết bị

Làm nóng mơi trường xung quanh + q.F.(ϑ - ϑ0 ).dt

Do thời gian tồn ngắn nên ta bỏ qua thành phần tản nhiệt môi trường xung quanh

I2.R.dt = G.C.dϑ

Tổn thất thiết bị

Nhiệt độ cuối ϑ2 của dây dẫn ngắn mạch lớn (≈

3000C) nên phải xét đến thay đổi điện trở R

Trước ngắn mạch nhiệt độ dây dẫn là ϑ1 điện trở là R1, nhiệt độ ϑ điện trở là:

1 τ ϑ

ϑ τ

+ + = R

R Trong :

R1 = ρ l / F

G = γ l F

ρ1 - điện trở suất vật liệu dây dẫn nhiệt độ ϑ1 - Ω cm

l - chiều dài dây dẫn - cm

F - tiết diện ngang dây dẫn - cm2 γ - khối lượng riêng vật liệu dây dẫn - g / cm3

Vào phương trình

III CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC NGẮN HẠN

) ln(

.

1

2 τ ϑ

ϑ τ + + = k S BN Với 1) ( ρ ϑ τ γ + = C

k : số phụ thuộc vào vật liệu nhiệt ban đầu

: xung nhiệt dòng ngắn mạch - A2.s

dt I B N t N ∫ =

I2.R.dt = G.C.dϑ

1 τ ϑ

ϑ τ + + = R R

Thay trị số

III CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC NGẮN HẠN

* Tính BN :

Nkck Nck N kck t ck t N t N B B B dt I dt I dt I B + = + =

= ∫ ∫ ∫

0

0

0

Trong :

BNkck – xung nhiệt thành phần không chu kỳ ≈ 0

BNck – xung nhiệt thành phần chu kỳ ≈ Ixk2.t N ) .( . 2 MC BVRL xk N xk Nck

N B I t I t t

B ≈ ≈ ≈ +

Để phần dẫn điện chịu đựng dòng NM, nhiệt độ ϑ2 phải bé nhiệt độ cho phép ngắn hạn vật liệu :

III CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC NGẮN HẠN

ϑ2 < ϑcpnh

TT Phần dẫn ñieän ϑcpnh

(0C)

IV CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐiỂM TRUNG TÍNH

HTĐ pha

Nối ∆

Nối Y

Điểm trung tính

Trung tính nối đất trực tiếp Trung tính cách ly

1 - KHI HTĐ HOẠT ĐỘNG BÌNH THƯỜNG

HTĐ pha

đối xứng

Điểm trung tính có điện

thế = 0 +

Đất có điện thế = 0

Cả 3 chế độ của TT giống nhau

Tải

ICA ICB

ICC

IΣA

IΣB IΣC

Itải A

Itải B Itải C

IΣA = Itải A + ICA

ϕN = 0

ϕđất = 0

CC CB CA

1 - KHI HTĐ HOẠT ĐỘNG BÌNH THƯỜNG

UA

UB UC

ϕ

Itải A

Itải B Itải C

ICA

IΣA

- Dòng điện dung IC không làm thay đổi biên độ dịng IΣ - Nó chỉ làm thay đổi góc pha dịng IΣmà thơi - Khơng có dòng điện vào

đất

2 - KHI CÓ NM ( VD PHA C CHẠM ĐẤT )

Tải

I’CA I’CB

I’CC

ϕđất = ϕC

CC CB CA

I’đất= I’CA + I’CB A

B C

ϕA’ -đất = ϕC - ϕA = Udây

ϕB’ -đất = ϕC - ϕB = Udây

ϕC’ -đất = ϕC - ϕC = 0

ϕN’ -đất = ϕC - 0= Upha N

A

B C

Giản ồ vectơ

2 - KHI CÓ NM ( VD PHA C CHẠM ĐẤT )

* Trung tính cách ly A’

B’ C’ ≡ đất

N’

I’CA

I’CB

I’đất

I’đất = I’CA + I’CB

CA

CA I

I'

3 =

2 - KHI CÓ NM ( VD PHA C CHẠM ĐẤT )

- Mạng điện làm việc bình thường điện áp tương đối pha dây khơng thay đổi.

Khi NM pha mạng điện trung tính cách ly

- Điện áp pha chạm đất 0, các pha khác điện áp đối

với đất Udây nghĩa tăng lên lần → thiết bị phải có

cách điện điện áp dây

- Xuất dịng điện vào đất, dòng lần dòng điện dung pha làm việc bình thường → Sinh hồ

2 - KHI CÓ NM ( VD PHA C CHẠM ĐẤT )

Tải

CC CB CA

A

B C

N

2 - KHI CÓ NM ( VD PHA C CHẠM ĐẤT )

- Dòng NM lớn → BVRL tác động → mất điện

Khi NM pha mạng điện trung tính nối đất trực tiếp

2 - KHI CÓ NM ( VD PHA C CHẠM ĐẤT )

Tải

I’CA I’CB

CB CA

I’C= I’CA + I’CB A

B C

N

* Trung tính nối đất qua tổng trở

I’L I’đất= I’C + I’L

A

B C

Giản ồ vectơ

2 - KHI CÓ NM ( VD PHA C CHẠM ĐẤT )

A’

B’ C’ ≡ đất

N’

I’CA

I’CB

I’C

I I’đất I = I I’C - I’L I

* Trung tính nối đất qua tổng trở

I’L

2 - KHI CÓ NM ( VD PHA C CHẠM ĐẤT )

- Giống mạng có TT cách ly.

Khi NM pha mạng điện trung tính

nối đất qua cuộn dập hồ quang

- Có dịng điện qua cuộn kháng L, dòng ngược chiều với dòng qua điện dung làm giảm dòng vào đất → dập hồ quang

3 – KẾT LUẬN

- U ≥ 110 kV : TT nối ất trực tiếp

- U ≤ 1 kV : TT nối ất trực tiếp