Trong khi lưới điện bị mất đối xứng sẽ xuất hiện dòng thứ tự nghịch và thứ tự không. Do điện trở thứ tự nghịch nhỏ hơnđiện trở thứ tự thuận từ (5 - 7) lần. Nên với một giá trị nhỏ của điện áp U2 cũng có thể làm cho dòng điện thứ tự nghịch lớn gây lên đốt nóng thiết bịđiện, đồng thời nó gây lên tổn thất thứ tự nghịch và thứ tự không.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 25
Hiện nay đại bộ phận các máy phát điện đồng bộ thường làm việc trong lưới trung tính cách ly, do đó trong chế độ không đối xứng không tồn tại thành phần dòng thứ tự không mà qua chúng chỉ có thành phần thứ tự thuận và nghịch.
Hệ dòng thứ tự thuận sinh ra từ trường quay đồng bộ với roto nên không quét qua roto và các tác dụng của nó giống như lúc máy phát có phụ tải đối xứng bình thường (trong rôto không có dòng cảm ứng xoay chiều mà chỉ có dòng kích từ một chiều). Hệ dòng thứ tự nghịch sinh ra từ trường quay ngược chiều roto với vận tốc đồng bộ, do đó nó quét qua rôto với vận tốc bằng hai lần vận tốc đồng bộ và do đó trong mạch rôto sẽ có dòng cảm ứng tần số 100Hz. Dòng này gây nên tác dụng nhiệt và cơ đối với máy phát điện đồng bộ.
Trong chếđộ không đối xứng mômen của máy phát gồm hai thành phần: không đổi dấu và đập mạch. Tác dụng của từ trường nghịch với cuộn kích thích sẽ sinh ramômen đổi dấu đạp mạch với tần số 100, 200, 300Hz…. Tuy nhiên trong thực tế chỉ cần xét đến mômen đậpmạch với tần số 100Hz, vì biên độ mômen tần số càng cao càng nhỏ, thí dụ biên độ của mômen đập mạch với tần số 200Hz chỉ bằng 10% biên độ của momen đập mạch với tần số 100Hz.
Để xác định mômen đập mạch sinh ra trong chế độ không đối xứng cần phải xét máy phát cùng với mạch ngoài vì điện kháng thứ tự nghịch của máy phát không chỉ phụ thuộc vào tham số của bản than máy phát mà còn phụ thuộc vào cả mạch điện không đối xứng bên ngoài. Tác dụng mômen đổi dấu đối với máy phát điện là gây ứng suất phụ và rung.
2. Đối với động cơ không đồng bộ.
Cuộn dây ba pha phần tĩnh của động cơ không đồng bộđược đấu tam giác hoặc sao không dây trung tính, do đó trong chế độ không đối xứng phần tĩnh của nó chỉ tồn tại các thành phần dòng thứ tự thuận và thứ tự nghịch.
Tác dụng từ trường quay của hệ dòng thứ tự thuận đối với roto là sinh mômen không đồng bộ như trong chế độ đối xứng bình thường và khi đó dòng rôto có tần số f1.s (s ởđây là độ trượt giữa vận tốc quay của rôto và vận tốc đồng bộ, f1 tần số dòng phần tĩnh).
Từ trường quay của dòng thứ tự nghịch quay ngược chiều với rôto nên sinh ra dòng cảm ứng trong rôto với tần số (2 - s).f. Điện trở tác dụng tương đối định mức của rôto động cơ không đồng bộ rất nhỏ (R2 = 0,02 – 0,03), điện kháng tản từ của rôto cũng chỉ vào khoảng 0,1. Trong khi đó điện kháng từ hóa của nó lại rất lớn (XN = 0,1 – 0,3) tức là rất nhỏ so với điện kháng thứ tự thuận. Như vậy ngay cả khi điện áp thứ tự nghịch đặt vào rất nhỏ thì trong động cơ không đồng bộ cũng có dòng thứ tự nghịch rất lớn.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 26
Trong chế độ không đối xứng đứt một pha phần tĩnh động cơ thì dòng hai pha còn lại tăng gấp ba lần dòng thứ tự thuận và nếu coi dòng này bằng định mức thì tổn thất công suất trong phần tĩnh hai pha còn lại tăng 3 lần, tổn thất trong rôto tăng hai lần. Vì vậy trong chếđộ không đối xứng động cơ không đồng bộ phát nóng rất mạnh. Mômen cực đại của động cơ không đồng bộ trong chếđộ không đối xứng có thể giảm xuống đến hai lần.
3. Đối với đường dây các phần tử tĩnh khác
Có thể thấy rằng trong chếđộ không đối xứng tổn thất trên đường dây và các phần tử tĩnh khác tăng lên. Ví dụ trong chế độđối xứng tổn thất ba pha đường dây có dòng điện I và điện trở R là 3I R2 . Còn trong chế độ không đối xứng, nếu dòng trong pha này giảm đi ∆I, dòng trong pha kia tăng lên ∆I, còn dòng trong pha thứ ba vẫn là I thì tổn thất trên đường dây khi đó là: R I[( + ∆I)2+(I− ∆I)2+I2]=R(3I2+ ∆2 I2) .
Hình 2.9. Sự phụ thuộc của tổn thất điện năng vào các hệ số không đối xứng
Chế độ không đối xứng có thể dẫn đến quá tải các tụ điện bù, tụ lọc của thiết bị chỉnh lưu và nghịch lưu, làm phức tạp cho bảo vệ rơle. Vì điện áp khi đó có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn điện áp định mức nên công suất phát của tụ QC của tụ có thể tăng hoặc giảm, do đó có thể thay đổi sựđốt nóng của các pha khác nhau.