a) Ngắn mạch ba pha: kí hiệu N(3)
Xác suất chỉ chiếm 5%
b) Ngắn mạch hai pha: kí hiệu N(2)
Xác suất chỉ chiếm 10%
c) Ngắn mạch một pha: kí hiệu N(1)
Xác suất chiếm tới 65%
IN(1) IN(2) IN(2) 8/h IN(3) IN(3) 8/c
http://www.ebook.edu.vn
I0,2 - Trị số hiệu dụng của thành phần chu kỳ sau 0,2 giây → kiểm tra khả năng cắt của máy cắt.
I∞ - Trị số hiệu dụng của thành phần chu kỳ lúc ổn định (lúc t=∞) dùng
để kiểm tra ổn định nhiệt của các TB., thanh cái, sứ xuyên …
S0,2 - Công suất ngăn mạch ở thời điểm t=0,2 giây, dùng để kiểm tra khả
năng cắt của máy cắt.
tN - Thời gian xẩy ra ngắn mạch:
tN = tbv + tMC trong đó: tbv - Thời gian tác động của TB. bảo vệ.
tMC - Thời gian làm việc của máy cắt.
tqđ - Thời gian qui đổ. Là khoảng thời gian cần thiết để dòng ng.m. xác lập phát ra một l−ợng nhiệt đúng bằng l−ợng nhiệt do dòng ng.m. thực tế g©y ra trong thêi gian tN.
tqd = tqđck + tqđkck trong đó: tqđck – thời gian qui đổi của thành phần CK.
tqđkck – thời gian qui đổi của thành phần KCK.
Xác định tqđck :
+ Khi tN < 5 giây được xác định theo đường cong tqđck = f(β”). Trong đó β”=I”/I∞ .
+ Khi tN >5 gi©y tq®ck = tq®ck5 + (tN – 5).
Xác định tqđkck :
+ Khi tN≥ 1,5.T → tqdkck ≅ 0,005.(β”)2 + Khi tN<1,5.T → tqdkck = T. (β”)2.(1-e-2t/T).
Trong đó: T – là hằng số thời gian. T=
R X
. 314
+ Khi tN>20.T hoặc tN >20 giây giá trị của tqđkck có thể bỏ qua.
1) Nguyên nhân và hậu quả của ngắng mạch:
Nguyên nhân: chủ yếu là do cách điện bị h− hỏng, ngoài ra còn một số nguyên nhân khác nh−;
+ Sét đánh trực tiếp.
+Quá điện áp nội bộ.
+Cách điện bị già cối (dô thời gian sử dụng quá lớn).
+Trông mon, bảo d−ỡng thiết bị không chu đáo.
+Các nguyên nhân cơ học trực tiếp nh− đào đất chạm phải dây cáp, thả diều, chim đậu, cây đổ .. hoặc do thao tác sai của nhân viên vận hành.
Hậu quả:
+ Làm I tăng → phát nóng cục bộ tại nơi có I đi qua.
Ch−ơng: VIII
Tính toán dòng ngắn ngạch
8.1 Khái niệm chung:
Ngắn mạch là sự chạm chập giữa các pha với nhau hoặc giữa các pha với đất hay dây chung tính. Mạng có trung tính không trực tiếp nối đất (hoặc nối đát qua TB. bù) khi có trạm đát một pha thì dòng điện ng.m. là dòng điện điện dung của các pha đối với đất tạo nên.
Khi xuất hiện ng.m. tổng trở của mạch trong hệ thống giảm xuống (mức độ giảm phụ thuộc vào vị trí của điểm ng,m, trong hệ thống). → dòng ng.m. trong các nhánh riêng lẻ của HT. tăng lên so với các dòng điện ở chế
độ làm việc bình thường → Gây nên sự giảm áp trong HT. (sự giảm này càng nhiều khi càng gần vị trí ng.m.).
Thông thường ở chỗ ng.m. có một điện trở quá độ nào đó (điện trở hồ quang, điện trở của các phần tử ngang theo đ−ờng đi của dòng điện từ pha này tới pha khác hoặc từ pha tới đất), Trong nhiều trường hợp điện trở này có trị số rất nhỏ mà thực tế có thể bỏ qua đ−ợc. Những loại ng.m. nh−
vậy gọi là ngắn mạch có tính chất kim loại (ng.m. trực tiếp). Dòng ng.m. có tính chất kim loại lớn hơn khi có điện trở quá độ. Vì vậy khi cần tìm giá trị lớn nhất có thể của dòng ng.m. ta coi rằng chỗ ng.m. không có điện trở quá
độ.
2) Phân loại các dạng ngăn mach:
a) Ngắn mạch ba pha: kí hiệu N(3)
Xác suất chỉ chiếm 5%
b) Ngắn mạch hai pha: kí hiệu N(2)
Xác suất chỉ chiếm 10%
c) Ngắn mạch một pha: kí hiệu N(1)
Xác suất chiếm tới 65%
IN(1) IN(2) IN(2) 8/h IN(3) IN(3) 8/c
http://www.ebook.edu.vn
d) Ngắn mach hai pha chạm đất: kí hiệu N(1,1) Xác suất chiếm 20%
NhËn xÐt:
+ Ngắn mạch ba pha là ng.m. đối xứng.
+ Các dạng ng.m. khác là không đối xứng.
+ Ng.m. ba pha chỉ xẩy ra với xác suất nhỏ (5%). Tuy nhiên việc nghiên cứu nó lại vẫn rất cần thiết, vì đó là dạng ng.m. đối xứng → Các dạng ng.m. khác đều có thể dùng phương pháp thành phần không đối xứng để
đ−a về dạng ng.m. ba pha.
Trong thời gian xẩy ra ng.m. kể từ lúc xẩy ra cho tới khi cắt đ−ợc phần tử bị hỏng. Trong mach điện xẩy ra một quá trình quá độ phức tạp, mang tính chất của các dao động điện từ, liên quan đến sự biến thiên của
điện áp, dòng điện, từ thông và những dao động cơ-điện, liên qua đến biến thiên công suât, mômen quay, mômem cản…
Khi nghiên cứu ng.m. nếu đứng trên quan điểm điện từ của quá trình quá độ để khảo sát hiện tượng. Ngược lại khi nghiên cứu ổn định người ta lại đứng trên quan điểm điện cơ. Việc tách thành 2 quá trình nh− trên là
để việc nghiên cứu và tính toán thực hiện đ−ợc đơn giản. Để có lời giải chính xác, sau khi nghiên cứu riêng rẽ cần phải tổng hợp lại và nhiều lúc theo quan điểm nghiên cứu riêng rẽ mà yêu cầu của các vấn đề lại mâu thẫn nhau. Ví dụ muốn giảm dòng mg.m. thì kết luận răng cần phải giảm dòng kích từ của máy pháp. Nh−ng yêu cầu về ổn định của hệ thống điện lại không cho phép làm nh− vậy mà trái lại → phải làm tăng dòng điện kích từ. (Hình vẽ). Biểu diễn đặch tính biến thiên của dòng ng.m. lúc không có và có bộ tự động điều chỉnh kích từ.
Từ (Hình vẽ) ta thấy rằng từ một trị số nào đó lúc trước ng.m. i0 tăng rất nhanh, khoảng 0,01 giây (sau ẵ chu kỳ) sẽ đạt tới giá trị i xk .Tiếp đó
quá trình quá độ chuyển dần sang trạng thái xác lập I∞. Lúc có TĐK thì I∞ là bé nhất so với trị số dòng điện lúc trước đó, còn khi có bộ TĐK thì dong xác lập có trị số lớn hơn và thậm trí có trị số lơn hơn cả
trị số ở những thời điểm trước đó.
Dòng ng.m. có thể phân thành hai thành phần. Thành phần chu kỳ và thành phần không chu kỳ (tắt dần). Thành phần ick là giống nhau trong cả ba pha, còn thành phần tắt dần itd lại khác nhau trên mỗi pha và biến đổi theo thời điểm bắt đầu ng.m. Thông thường thành phần chu kỳ đ−ợc xác định theo trị số lớn nhất có thể.
Khi tính toán ng.m. ng−ời ta th−ờng coi nguồn cung cấp cho điểm ng.m. là:
+ Các máy phát thuỷ điện và nhiệt điện.
+ Các động cơ và máy bù đồng bộ.
+ Các động cơ không đồng bộ chỉ đ−ợc xét tới ở thời điểm ban
đầu và chỉ tính đến trong các trường hợp khi chúng ở gần hoặc được mắc trực tiếp tại điểm ng.m.
i0 = ikck0 + ick0 tại thời điểm t=0
(HV.) tr−ờng hợp i0=0 tức ick0=ikck0 (thời điểm xẩy ra ngắn mạch
đúng vào lúc dòng điện đi qua điểm 0).
Nội dung tính toán ngắn mạch:
nhằm xác định các đại l−ợng sau:
I” – Giá trị ban đầu của thành phần chu kỳ, ggọi là dòng ngắn mạch siêu quá độ.
ixk – Dòng điện xung kích (trị số cực đại của dòng ng.m. toàn phần).
Giá trị này cần thiết cho việc chọn TB., thanh góp, sứ.. (kiểm tra ổn
định động của TB.).
Ixk - Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích (tức giá trị hiệu dụng của dòng ng.m. toàn phần trong chu kỳ đầu). dùng voà việc kiểm tra TB.
điện về ổn định lực điện động ở chu kỳ đầu.
ixk I∞
t t
Máy phát có bộ TĐK Máy phát không có bộ TĐK
IN(1,1
)
IN(1,1
)
ixk
I∞
I∞
2
iN ikck
ick ikck0
ick0 ixk
t
http://www.ebook.edu.vn
http://www.ebook.edu.vn Trong đó:
Ucb [kV] - là điện áp dây, xác định theo điện áp định mức trung bình.
x [Ω] - điện kháng trên một pha.
Icb [kA] - đòng điện cơ bản.
Scb [kVA] hoặc [MVA] - công suất cơ bản.
Điện áp ng.m. của máy biến áp uN%; điện kháng của cuộn kháng điện xk% và các điện kháng quá độ của máy phát và động cơ xd'' và xd'' thường được cho trước trong hệ đơn vị tương đối (hoặc %) trong hệ định mức → Để tiến hành tính toán cần chuyển về hệ đơn vị tương đối theo các lượng đã chọn (tức chuyển vễ hệ đơn vị cơ bản).
Sức điện động và điện kháng tương đối ở hệ định mức:
E*®m =
Udm
E (5)
x*dm =
dm dm dm
dm
dm U
x I U x S x
x 3
2 =
= (6)
Trong tính toán ng.m. phải chuyển về hệ tương đối cơ bản:
E*cb =
cb dm cb
cb U
E U U
E
= * (7)
x*cb =
dm cb cb dm dm
cb cb
dm dm dm
cb I
I U x U
I U
I x U
x
x .
3 3
*
*
=
= (8)
hoặc
x*cb = x*dm
2 2
.
cb dm dm cb
U U S S
(9) Nếu chọn Ucb=Udm thì E*cb = E*dm
x*cb = x*dm
dm cb dm dm
cb
S x S I I
= *
+Gây hiêu ứng cơ giới giữa các dây dẫn, ixk có thể làm hỏng các khí cụ điện, vỡ sứ.
+Khi có ngắn mạch U giam xuống thấp → động cơ ngừng quay
→ ngừng chệ hoặc hỏng sản phẩm, cháy động cơ, không khởi động
đ−ợc.
+Cố thể phá hoại sự ổn định của hệ thống.
+Ngắn mạc hai pha hoặc một pha cham đất còn gây ra dòng thứ tự không làm nhiễu loạn đ−ờng dây thông tin và tín hiệu đ−ờng sắt ở gÇn.
+ CCĐ bị giãn đoạn.
Biện pháp hạn chế:
+Dùng sơ đồ nối dây hợp lý, đơn giản, rõ dàng ít gây nhầm lẫn.
Khi có sự cố chỉ có phần tử sự cố bị cắt, các phần tử khác vẫn phải
đ−ợc làm việc bình th−ờng.
+Các TB. và bộ phận có dòng ng.m. đi qua phải đ−ợc chọn để có khả năng chịu đ−ợc tác dụng nhiệt và cơ của dòng ng.m.
+Dùng các biện pháp hạn chế dòng ng.m. (đùng kháng điện).
+Dùng các TB. tự động và biện pháp bảo vệ ng.m. và quá điện áp.