Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Cung cấp điện - Chương 6: Tính toán ngắn mạch trong cung cấp điện. Chương này trang bị cho người học những kiến thức cơ bản như: Giới thiệu chung, sơ đồ thay thế của lưới điện, tính toán về điện trong các lưới điện hở, tính toán về điện trong lưới điện kín đơn giản.
Lê Việt Tiến EPSD,, SEE, HUST EPSD CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt NỘI DUNG Khái niệm chung Các hệ đơn vị dùng tính tốn ngắn mạch Tính tốn ngắn mạch CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Khái niệm chung • Hiện tượng ngắn mạch (Tiêu chuẩn IEC 60 909): Lk Rk ib R, X : Tổng trở lưới tải ik u( t) Rk, Xk: Tổng trở ngắn mạch R K L ik: Dòng ngắn mạch i”k~: Thành phấn siêu độcủa ik ik-: Thành phần độ ik di ik × Rk + Lk × k = × U × sin( ωt + ψ) dt ik = ik'' ~ + ik − =− R +X Xk ϕk = arctan Rk R τg = L t τg 2U k Trong k CuuDuongThanCong.com [sin( ωt + ψ − ϕk ) − e sin(ψ − ϕk )] https://fb.com/tailieudientucntt Khái niệm chung • Phân loại Ngắn mạch xa nguồn (a), I k" < × I rG " or I k = I a = I k Ngắn mạch gần nguồn (b), I k" > × I rG " or I k > I a > I k (IrG : dòng điện nguồn) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Khái niệm chung • Các dạng ngắn mạch : – Ngắn mạch cân bằng: Ngắn mạch ba pha với cáp (3 (3φ φ) – Ngắn mạch không cân bằng: Hai pha (L (L L) Hai pha chạm đất (2 LG) Một pha chạm đất (SLG) CuuDuongThanCong.com Xác xuất xuất hiệnh tượng ngắn mạch Dạng ngắn Xác xuất xuất mạch NM SLG 70% NM L-L 15% NM LG 10% NM 3φ 5% https://fb.com/tailieudientucntt Khái niệm chung • Nguyên nhân ngắn mạch : – Lão hóa cách điện tác động nhiệt làm hỏng cách điện thiết bị bị – Tác động khí người, người, súc vật vật,, gió bão bão – Sét đánh vào hệ thống điện điện – Thao tác nhầm vận hành hệ thống điện CuuDuongThanCong.com Sét đánh Cây Hỏng thiết bị Động vật Gió Bụi Tai nạn Băng/tuyết Phá hoại Tác động xây dựng Khác https://fb.com/tailieudientucntt Khái niệm chung • • Tác động : – Mất ổn định hệ thống điện, điện, gây cố điện lan tràn – Gây nhiễu đường dây liên lạc – Tác động nhiệt: nhiệt: tạo xung lượng nhiệt lớ (thậm chí hồ quang)) đốt nóng phá hủy cách điện quang – Tác động học: học: tạo xung lực điện động phá hủy kết cấu khí thiết bị điện điện Mục đích tính tốn ngắn mạch: – Lựa chọn kiểm tra thiết bị điện – Thiết kế, kế, tính tốn chỉnh định hệ thống bảo vệ rơ le – Phân tích ổ định động – Đánh giá chất lượng điện năng CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hệ đơn vị tương đối • Định nghĩa : Các đại lượng biểu diễn trị số tương đối Giá p.u = • Giá trị thực (đơn vị có tên) Đại lượng chọn đơn vị Các đại lượng : Dịng điện (I), điện áp (V), cơng suất biểu kiến (S) tổng trở (Z) hệ thống ba pha pha V I S ; V pu = ; I pu = ; S pu = Vb Ib Sb Sb Ib = Sb = × I b × Vb × Vb CuuDuongThanCong.com Z Z pu = Zb Vb2 Zb = Sb https://fb.com/tailieudientucntt Hệ đơn vị tương đối • Mối liên hệ hệ đơn vị tương đối khác : ' Z • ' pu Sb Vb = Z pu × × ' Sb Vb Z pu ' Z pu : Hệ đơn vị cũ : Hệ đơn vị Hệ đơn vị có tên: V (V), I (A), S (VA), Z (Ohm) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tính tốn ngắn mạch 3.1 Tổng quan chung • Tiêu chuẩn : IEC 60909 • Phương pháp tính tốn ngắn mạch: mạch: Nguồn điện áp thay đặt vị trí ngắn mạch mạch Hệ số điện áp c tính tốn Điện áp định mức hệ thốngVn Hạ áp (100V đến 1000V) Sai số +6% Sai số +10% Trung áp cao áp (1kV đến 550kV) CuuDuongThanCong.com Dòng ngắn mạch lớn (cmax) Dòng ngắn mạch nhỏ (cmin) 1.05 1.1 0.95 0.95 1.1 https://fb.com/tailieudientucntt Tính tốn ngắn mạch 3.5 Phương pháp thành phần đối xứng NR NS N T Hệ thống pha không đối xứng NS2 N R1 N R0 N S NT = NT1 + N S1 Thứ tự thuận N& R = N& R + N& R1 + N& R N& S = N& S + N& S1 + N& S = N& R + a N& R1 + aN& S N& T = N& T + N& T + N& T = N& T + aN& T + a N& T o a=− + j = e j120 2 CuuDuongThanCong.com Thứ tự không Thứ tự nghịch N R2 + NT N& R 1 & = N a S N& T 1 a N& R a × N& R1 a N& R N& R 1 & N R1 = × 1 a N& R 1 a https://fb.com/tailieudientucntt N& R a × N& S a N& T Fault calculations 3.5 Phương pháp thành phần đối xứng • Tổng trở thứ tự thuận (Z1): Tổng trở thiết bi sơ đồ thay pha pha • Tổng trở thứ tự nghịch (Z2): Giống thứ tự thuận (khi không tải tải) ) Tổng trở khác động có tải tải • Tổng trở thứ tự khơng (Z0): hệ thống điểm trung tính (cho cáp ngầm,, …) ngầm CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tính tốn ngắn mạch 3.6 Dịng điện ngắn mạch • Ngắn mạch ba pha (UR=US=UT=0, IR+IS+IT=0) Z1 = Z1Q + Z1T + Z1L Z1 = (R + R1T + R1L ) + (X 1Q + X 1T + X 1L ) ⇒ I k" = 1Q c.U n Z CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tính tốn ngắn mạch 3.6 Dịng điện ngắn mạch • Ngắn mạch pha chạm đất (IR=0, IS=IT, US=UT=0) " I kE E = I S + IT I " kE E 3.c.U n = Z1 + Z CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tính tốn ngắn mạch 3.6 Dịng điện ngắn mạch • Ngắn mạch pha (IR=0, IS=-IT, US=UT=0) U0 = I = c.U n I = Z1 + Z " k2 CuuDuongThanCong.com " = Ik https://fb.com/tailieudientucntt Tính tốn ngắn mạch 3.6 Dịng điện ngắn mạch • Ngắn mạch pha chạm đất (IS=IT=0, UR=0) 3.c.U n I = 2Z1 + Z0 " k1 – Dòng ngắn mạch nhỏ I k"1min = cmin.U n 3Z S CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tính tốn ngắn mạch 3.6 Dịng điện ngắn mạch • Ngắn mạch trước động không đồng – IEC 60909 ⇒ Sự ảnh hưởng động khơng đồng bỏ qua " " I kM ≤ 0.05 ⋅ I kQ I " k c.U n I an c.U n = = ⋅ ⋅ I rM 3Z M I rM U rM CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tính tốn ngắn mạch 3.6 Dịng điện ngắn mạch • Dòng điện ngắn mạch đỉnh (iP) iP = κ ⋅ I k" κ: Hệ số dòng đỉnh ban đầu Chú ý: κ