- Tính ổn định của khối tuabin máy phát thay đổi.
ĐẶC ĐIỂM CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRÊN ĐƯỜNG SẮT CHẠY ĐIỆN
4.2.2 Đối xứng ba pha
Trong trạm điện kéo AC, đại diện cho tải một pha tiêu thụ công suất lớn mà nó gây ra không đối xứng dòng từ hệ thống nguồn cung cấp một cách đáng kể, dẫn đến mất đối xứng điện áp.
Mất đối xứng dòng:
Phân tích được thực hiện trên sự mất đối xứng ba pha gây ra bởi trạm sức kéo điện một pha. Để phù hợp với mục tiêu phân tích, một vài giả thiết sau đây đưa ra:
- Dạng sóng sin lý tưởng,
- Nguồn cung cấp ba pha đối xứng tuyệt đối,
- Không xem xét thành phần thứ tự không do không có dây trung tính,
- Các trạm biến áp sức kéo được xem như là máy phát hiện hành (tức là nguồn dòng dạng sóng sin lý tưởng),
- Sụt áp trên đường dây trở kháng xem như bỏ qua,
Giả sử, khảo sát mạch điện kéo như hình 4.5, từ hệ thống lưới điện ba pha đối xứng cấp cho trạm điện kéo AC một pha, đại điện cho tải một pha mà dòng điện kéo lớn không đối xứng, gây ra mất đối xứng điện áp. Do đó, sụt áp trên trở kháng đường dây không đồng nhất, điện áp tại điểm kết nối chung [����, ����, ����] là mất đối xứng. Gọi dòng điện kéo của tầu (đầu tầu - ĐTCĐ) là ��� � ���∠��, góc �� được tạo bởi dòng và điện áp pha ����. Trên cơ bản, trạm điện kéo một pha dòng điện kéo trong trạm bao gồm thành phần thứ tự thuận và thứ tự nghịch đối xứng nhau (hình 4.6), góc của thành phần thứ tự thuận tạo bởi là ��, thì thành phần thứ tự nghịch là � � ��.
Hình 4.5: Sơ đồ trạm điện kéo đơn giản sử dụng máy biến áp 1 pha
Triển khai các thành phần đối xứng của dòng điện kéo trong trạm điện kéo bởi phép biến đổi C.L. Fortescue, trong đó ký hiệu “T” - trạm điện kéo).
���� �������� a���� a����� ����a � a������ �√�� ��� (4.9) ���� �������� a����� a���� ����a�� a����� ��√�� ��� (4.10)
Mất đối xứng điện áp:
Có thể tính toán mất đối xứng điện áp tại điểm kết nối nguồn của trạm điện kéo, xét mạch tương đương hình 4.7, chỉ có thành phần thứ tự thuận được tham chiếu vì đó là thành phần duy nhất có thể xác định được, trở kháng đường dây là ��� � ���∠���
Hình 4.6: Sơ đồ vec – tơ các thành phần đối xứng của trạm điện kéo
Hình 4.7: Mạch tương đương của thành phần đối xứng: thành phần thứ tự thuận (a), thành phần thứ tự nghịch (b)
Đánh giá thành phần mất đối xứng tại điểm kết nối biến áp trạm điện kéo, độ lớn của thành phần thứ tự thuận và thứ tự nghịch của điện áp tại điểm kết nối là rất cần thiết để đánh giá hệ số mất đối xứng. Các thành phần liên quan điện áp và dòng điện trong trạm điện kéo được biểu diễn trên sơ đồ 4.8, thành phần điện áp thứ tự thuận và mất đối xứng tại điểm kết nối chung “k” được diễn đạt như sau:
��� � ����� � ���√�� �� (4.11)
∆�� � �����cos����� ���� (4.12)
��� � |��� ∆��| � ��� �����cos����� ����
� ��� ���√�
� I�cos����� ��� (4.13)
Hình 4.8: Sơ đồ vec – tơ các thành phần thứ tự thuận
Viết cho thành phần mất đối xứng tải một pha tại điểm có nguồn kết nối chung, từ công thức (2.32) theo tiêu chuẩn ER-P29 (hệ số mất đối xứng theo tiêu chuẩn Anh – Châu Âu):
�� ����
��� 100% � �����
� �����√��������������������100% (4.14) √��������������������100% (4.14) Hay; �� � �� ��� 1 � �� ���cos ����� ��� � . 100% � �� ���100% (4.15)
Với �� là công suất tải, ���là công suất lúc ngắn mạch tại điểm kết nối,
Như vậy:
- Nguyên nhân gây nên mất đối xứng: do phụ tải đường sắt một pha, gây nên dòng ba pha mất đối xứng, xuất hiện dòng thứ tự nghịch xác định bởi công thức (4.10).
- Dòng mất đối xứng do tải một pha, gây nên sụt áp mất đối xứng (4.12). Do đó, điện áp tại tải mất đối xứng và hệ số mất đối xứng xác định bởi (4.15).
Ảnh hưởng của mất đối xứng:
- Đối với nguồn: không tận dụng được công suất, hiệu suất giảm, - Đối với tải:
+ Gây nên sụt áp,
+ Gây nên mô - men ngược trong động cơ ba pha,
Tiêu chuẩn mất đối xứng:
- Các tiêu chuẩn áp dụng cho giao thông đường sắt chạy điện AC: IEC
61000-2-12, EN-50160, EN-50163, ER-P29 và IEC-34-1
- Hệ số không đối xứng K ≤ 2% tại một vùng cụ thể, tương ứng với thời gian kiểm tra 10 phút, 3% trong một vài trường hợp đặc biệt.
Giải pháp khắc phục mất đối xứng:
- Dùng máy biến áp đặc biệt: Scott
- Mắc máy biến áp luân phiên vào các pha, - Dùng thiết bị bù mất đối xứng,