Phƣơng phỏp thành phần đối xứng dựa trờn cơ sở toỏn học phõn tớch một hệ thống vector 3 pha bất kỡ thành cỏc hệ thống thành phần hoàn toàn đối xứng: thành phần thứ tự thuận, thành phần thứ tự nghịch và thành phần thứ tự khụng. Mỗi hệ thống thành phần đối xứng này là một hệ thống vector đối xứng, tức bằng nhau về biờn độ và độ lệch pha giữa cỏc vector là bằng nhau (lệch pha nhau 120° đối với thành phần thuận và nghịch, đồng pha với thứ tự khụng). Từ đú sẽ cú ba sơ đồ thay thế tương ứng cho hệ thống điện: sơ đồ thứ tự thuận, sơ đồ thứ tự nghịch và sơ đồ thứ tự khụng. Chớnh việc phõn tỏch thành hệ thống cỏc vector thành phần đối xứng này nờn cú thể tỏch riờng 1 pha (pha A) để thực hiện tớnh toỏn, sau đú xếp chồng cỏc thành phần dũng ỏp cỏc nhỏnh để được phõn bố dũng ỏp thực trờn lưới điện.
Ƣu điểm của phương phỏp thành phần đối xứng là cú thể thực hiện tớnh toỏn chế độ khụng đối xứng của lưới điện giống như tớnh toỏn với lưới điện đối xứng hoàn toàn mà khụng phải thực hiện tớnh toỏn trờn sơ đồ ba pha. Tuy nhiờn nhược điểm của nú là chỉ tớnh toỏn với cỏc sự cố xảy ra ở tần số cụng nghiệp, tại thời điểm ban đầu xảy ra sự cố mà khụng theo dừi được diễn biến của giỏ trị dũng ỏp theo thời gian. Bờn cạnh đú phương phỏp này chỉ tớnh toỏn được lưới điện trong trường hợp chỉ cú một điểm khụng đối xứng duy nhất. Vỡ thế phương phỏp này chỉ tớnh toỏn được giỏ trị xỏc lập của dũng chạm đất (hoặc ngắn mạch) một pha trong lưới phõn phối.
Để minh họa việc tớnh toỏn hệ số quỏ điện ỏp bằng phương phỏp thành phần đối xứng ta xột một sơ đồ lưới điện 22kV cú trung tớnh nối đất trực tiếp như sau:
- 48 - 110 kV
22 kV
L (km)
Hỡnh 2.7. Sơ đồ lƣới điện 110/22 kV
X1-HT XC XH X1d
XT
E X0-HT XC XH X0d
XT
Hỡnh 2.8. Sơ đồ thay thế thứ tự thuận (TTT) và thứ tự khụng (TTK)
Với hệ thống cụng suất lớn, điện khỏng tổng được xỏc định chủ yếu bởi điện khỏng MBA nờn cú thể bỏ qua thành phần điện trở tỏc dụng và xem điện khỏng thứ tự thuận (TTT) bằng điện khỏng thứ tự nghịch (TTN), nờn cú thể viết:
(2.26) (2.27)
(2.28) Với X1-HT, X0-HT - điện khỏng quy đổi TTT, TTK của hệ thống
XC,XT,XH- điện khỏng của cuộn dõy cao, trung và hạ của MBA X1d, X0d - điện khỏng TTT và TTK của đường dõy 22kV
Giả sử xảy ra chạm đất trực tiếp ở pha A, dũng điện trờn cỏc pha lần lượt là:
(2.29)
Dũng điện chạy qua điểm trung tớnh chớnh là dũng ngắn mạch của pha A:
- 49 -
Điện ỏp cỏc pha so với đất (a là toỏn tử quay a = -0,5 + j0,866):
(2.31) Từ đú ta cú (2.32)
Trong đú là hệ số quỏ điện ỏp trờn pha lành khi cú ngắn mạch chạm đất một pha (NMMP), sau một số phộp biến đổi ta thu được:
(2.33) Đặt thay vào (2.33) ta được hàm số của theo k:
(2.34) Phạm vi biến đổi của trong khoảng từ 1 (k=1) đến (k →∞ : trung tớnh cỏch điện).
Trong trường hợp tổng quỏt, cú xem xột tới điện trở thứ tự thuận và thứ tự khụng, sự biến thiờn hệ số quỏ điện ỏp trờn pha lành được biểu diễn như hỡnh vẽ dưới đõy:
- 50 -