2. Phõn loại theo dạng thức khụng đối xứn g:
2.1.4.Tổng trở thứ tự nghịch và khụng của cỏc phần tử trong hệ thống điện
Cỏc tổng trở đặc trưng cho cỏc phần tử của mạng điện, vẫn thường ỏp dụng để tớnh toỏn chế độ làm việc bỡnh thường của hệ thống điện (3 pha đối xứng) chớnh là tổng trở thứ tự thuận. Chỳng đặc trương cho phản ứng của mạch đối với dũng 3 pha đối xứng thứ tự thuận. Với hệ thống dũng điện thứ tự nghịch và thứ tự khụng, phản ứng của mạch bị khỏc đi. Trị số của tổng trở cũn giống như với hệ thống dũng điện thứ tự thuận.
Ta cú thể ỏp dụng cỏc qui tắc sau để để xem xột tổng trở thứ tự thuận và thứ tự khụng :
- Cỏc phần tử đứng yờn (khụng chuyển động quay) điện khỏng thứ tự nghịch bằng điện khỏng thứ tự thuận : X1 = X2. Đú là vỡ khi khụng cú chuyển động tương đối (quay) giữa cỏc bộ phận thỡ chuyển động tương đối giữa cỏc cuộn dõy và từ trường quay thứ tự thuận (sinh ra lỳc dũng điện thứ tự thuận chạy qua cỏc pha) hay thứ tự nghich (sinh ra lỳc dũng điện thứ tự nghịch chạy qua cỏc pha) là giống nhau.
- Cỏc phần tử quay ( cú chuyển động quay), núi chung X2 ≠ X1. Đú là vỡ chuyển động tương đối giữa cỏc cuộn dõy và từ trường quay thứ tự thuận và thứ tự nghịch khụng giống nhau tớnh theo thứ tự cỏc cuộn dõy.
- Cỏc phần tử khụng cú hỗ cảm giữa cỏc pha thỡ X0 = X1, cũn ngược lại thỡ X0 ≠ X1. Đú là vỡ từ thụng tổng hợp giữa cỏc pha cú hỗ cảm, khi cú dũng điện thứ tự khụng (cựng gúc pha ) chay qua thường lớn hơn nhiều khi dũng điện 3 pha thứ tự thuận (lệch pha nhau 1200) chạy qua.
- Trong mạch cú điện dung thỡ cả thành phần tỏc dụng (điện trở) thứ tự khụng cũng khỏc với thứ tự thuận. Chẳng hạn, tổng trở của đường dõy siờu cao
ỏp do ảnh hưởng bởi điện dung cỏc pha so với đất nờn phần thực của tổng trở tương đương thay đổi đỏng kể so với điện trở thứ tự thuận.
Sau đõy ta xột cụ thể tổng trở của cỏc phần tử. 1. Mỏy phỏt điện đồng bộ.
a. Tổng trở thứ tự nghịch :
Trong thực tế chỉ kể đến điện khỏng thứ tự nghịch, cũn điện trở bỏ qua. Mỏy phỏt điện là phần tử cú chuyển đụng quay nờn X2 ≠ X1. Để xỏc định X2 bằng thực nghiệm người ta đặt cỏc cuộn dõy pha mỏy phỏt vào điện ỏp thứ tự nghịch. Khi đú dũng điện chạy trong cỏc cuộn dõy sẽ tao ra từ trường quay với vận tốc 2ω so với cuộn dõy roto. Tương quan dũng và ỏp sẽ cho phộp xỏc định điện khỏng X2.
Ta cung cú thể tớnh gần đỳng như sau : - Đối với cỏc mỏy cú cuộn cản :
"d d " q " d 2 (X X ) 1,22X 2 1 X = + ≈
- Đối với mỏy khụng cú cuộn cản :
Trong khi từ trường thứ tự nghịch quột roto với vận tốc 2ω thỡ từ trở đối với nú biến đổi khụng ngừng. Khi trục từ thụng thứ tự nghịch trựng với trục dọc thỡ X2 = X'd, khi trựng với trục ngang thỡ X2 = X'q, ở cỏc vị trớ khỏc X2 lấy giỏ trị trung gian. Trong thực tế X2 được lấy giỏ trị trung bỡnh :
'd d ' q ' d 2 X .X 1,45X X = ≈ b. Tổng trở thứ tự khụng : Mỏy phỏt điện là phần tử cú hỗ cảm nờn X0 ≠ X1.
Khi trung tớnh nối đỏt trực tiếp hay qua tổng trở thỡ dũng thứ tự khụng đi qua 3 pha của stato đờns trung tớnh rồi xuống đất. Dũng thứ tự khụng trong 3 pha stato đồng pha với nhau về thời gian nờn nú sinh ra từ thụng đập mạch trong cả 3 pha. Nhưng do 3 cuộn dõy của 3 pha đặt lệch nhau trong khụng gian 1200
Điện khỏng thứ tự khụng của mỏy phỏt điện phụ thuộc vào cỏch quấn dõy và cú thể lấy gần đỳng : X0 =(0,15ữ0,6)X'd
Tuy nhiờn rất rất ít khi phải xột đến điện khỏng của mỏy phỏt điện vỡ trung tớnh của mỏy phỏt điện thường khụng nối đất và cũng khụng cú dõy trung tớnh nờn X0 = ∞.
2. Phụ tải tổng hợp
Phụ tải tổng hợp cú thể chứa cỏc động cơ (phần tử cú chuyển động quay) nờn núi chung X2 ≠ X1. Ngoài ra phụ tải tổng hợp cũn cú thể chứa cả mạng điện cung cấp nờn trong cỏc tớnh toỏn chỉ cú thể lấy gần đỳng trị số điện khỏng X2.
Trong hệ đơn vị tương đối (với lượng cơ bản là toàn bộ cụng suất phụ tải và điện ỏp thanh cỏi cung cấp) cú thể lấy gần đỳng X2 như sau :
- Khi nỳt tải tớnh ở cấp điện ỏp (6ữ10) kV : X2 = 0,35. - Khi nỳt tải tớnh ở cấp điện ỏp cao hơn: X2 = 0,45.
Vỡ trung điểm của cỏc thiết bị dựng điện thường cỏch điện nờn X0 = ∞
3. Mỏy biến ỏp
Điện khỏng thứ tự nghịch của mỏy biến ỏp bằng điện khỏng thứ tự thuận ( X1 = X2) vỡ hỗ cảm giữa sơ cấp và thứ cấp khụng phụ thuộc thứ tự pha.
Điện khỏng thứ tự khụng của mỏy biến ỏp phụ thuộc vào tổ đấu dõy của chỳng. Cú thể thấy rằng cuộn dõy nối sao khụng nối đất của mỏy biến ỏp cú tổng trở thứ tự khụng bằng ∞.
4. Đường dõy tải điện
Cỏc đường dõy tải điện và cỏp cú X1 = X2 vỡ chỳng là phần tử khụng cú chuyển động quay.
Do giữa cỏc pha cú hỗ cảm nờn núi chung X0 ≠ X1. Điện khỏng thứ tự khụng của đường dõy phụ thuộc vào cấu tạo của day dẫn, tiết diện dõy kớch thước cột, số lộ và điện ỏp đường dõy.
Trong cỏc tớnh toỏn khụng đũi hỏi độ chớnh xỏc cao cú thể lấy X0 theo cấu trỳc điển hỡnh cho ở bảng 3 – 1
Đặc tớnh đường dõy Tỷ số X0/X1 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đường dõy đơn, khụng cú dõy chống sột 3,5 Đường dõy đơn, cú dõy chống sột bằng thộp 3,0 Đường dõy đơn, cú dõy chống sột dẫn điện tốt 2,0 Đường dõy kộp, khụng cú dõy chống sột 5,5 Đường dõy kộp, cú dõy chống sột bằng thộp 4,7 Đường dõy kộp, cú dõy chống sột dẫn điện tốt 3,0
Khi tớnh sơ bộ cỏc đường dõy trờn khụng với U≤ 220 kV cú thể lấy : X0 = 3X1
Cỏc đường dõy cỏp : R0 ≈ 10R1
X0 ≈ (3,5 ữ 4,6)X1
Với cỏc đường dõy siờu cao ỏp cần tớnh toỏn riờng R0, X0 cho mỗi trường hợp.
5. Khỏng điện, tụ điện
Khỏng điện và tụ điện đều là phần tử đứng yờn, khụng cú hỗ cảm giữa cỏc pha nờn X2 = X1 và nếu tồn tại dũng thứ tự khụng đi qua thỡ X1 = X2 = X0
2.1.5. Sơ đồ thay thế cỏc thành phần đối xứng
Cũng như đối với sơ đồ thay thế thứ tự thuận (sơ đồ mạng điện ở chế độ đối xứng) sơ đồ thay thế thứ tự nghịch và thứ tự khụng của toàn hệ thống gần như là sự ghộp nối sơ đồ thay thế tương ứng của cỏc phần tử. Cỏc sơ đồ thay thế này rất cần thiết khi tớnh toỏn cỏc tỡnh trạng duy trỡ cũng như quỏ độ của hệ thống điện bằng phương phỏp thành phần đối xứng.
1. Sơ đồ thay thế thứ tự thuận (hỡnh 3 - 1, a)
Sơ đồ thành phần thứ tự thuận là sự ghộp nối sơ đồ thay thế (cỏc tổng trở thứ tự thuận) của cỏc phần tử ở chế độ đối xứng. Biến đổi sơ đồ ta sẽ được một sơ đồ thay thế đẳng trị thứ tự thuận gồm : một tổng trở đẳng trị (Z1Σ ) và sức điện động đẳng trị (E•1Σ) đối với thành phần thứ tự thuận.
Dũng và ỏp thứ tự thuận liờn hệ với nhau theo biểu thức : Z1Σ Σ 1 . E Z2Σ 2 . U b) Z0Σ 0 . U c) a) Hình 3 – 1 0 . I
1. . U = 1Σ . E - 1 . I .Z1Σ 2. Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch (hỡnh 3 – 1, b)
Núi chung sơ đồ thứ tự nghịch cú thành phần cấu tạo giống sơ đồ thứ tự thuận vỡ cỏc phần tử mà dũng thứ tự thuận đi qua được thỡ dũng thứ tự nghịch cũng đi qua được. Trong sơ đồ thứ tự nghịch cú một số điểm chỳ ý sau:
- Sức điện động của tất cả cỏc mỏy phỏt điện đồng bộ và phụ tải đều bằng 0.
- Điện khỏng thứ tự nghịch của nguồn (mỏy phỏt) và phụ tải khỏc với điện khỏng thứ tự thuận
- Trị số điện khỏng trờn sơ đồ thứ tự nghịch là hằng số, khụng phụ thuộc vào dạng khụng đối xứng.
Biến đổi sơ đồ ta sẽ được một sơ đồ thay thế đẳng trị thứ tự nghịc gồm : một tổng trở đẳng trị (Z2Σ) đặt dưới điện ỏp thứ tự nghịch U. 2(hỡnh 3 –1,b)
Dũng và ỏp thứ tự nghịch liờn hệ với nhau theo biểu thức :
2. . U = 0 - 2 . I .Z2Σ 3. Sơ đồ thứ tự khụng (hỡnh 3- 1, c)
Sơ đồ thứ tự khụng thường khỏc hẳn với sơ đồ thứ tự thuận và thứ tự nghịch.
Nhiều phần tử của mạng khụng cần đưa vào sơ đồ thứ tự khụng. Sức điện động nguồn trong sơ đồ thứ tự khụngcũng luụn bằng khụng và cũng khụng phụ thuộc vào dạng khụng đối xứng.
Một điểm khỏc biệt nữa của sơ đồ thứ tự khụng so với sơ đồ thứ tự thuận và nghịch là cần phải kể đến tổng trở của mạch trung tớnh (điện trở nối đất trung tớnh hoặc tổng trở của bản thõn dõy trung tớnh). Cỏc tổng trở này cần được nhõn lờn 3 lần trong sơ đồ thứ tự khụng. Đú là vỡ khi tỏch ra như sơ đồ một pha để tớnh toỏn, dũng điện thứ tự khụng chạy qua phần tử này nhỏ hơn 3 lần dũng điện thực chạy qua nú. Cần tăng tổng trở mạch trung tớnh lờn 3 lần để giữ nguyờn điện ỏp, cũn dũng điện sau khi tớnh toỏn sẽ phải nhõn lờn 3 lần.
Sơ đồ thứ tự khụng phụ thuộc rất nhiều vào cỏch đấu dõy của mỏy biến ỏp. Về nguyờn tắc, cú thể thiết lập sơ đồ thứ tự khụng bằng cỏch ghộp nối sơ đồ của từng phần tử như với sơ đồ thứ tự thuận và nghịch. Tuy nhiờn số phần tử của sơ đồ thứ tự khụng thường ít hơn nhiều sơ đồ thứ tự thuận và nghịch. Vỡ vậy người ta thường thiết lập sơ đồ thứ tự khụng theo cỏch sau đõy :
Xuất phỏt từ điểm xảy ra tỡnh trạng khụng đối xứng đi về mọi hướng của sơ đồ. Mạch của sơ đồ theo một hướng nào đú sẽ kết thỳc bằng một nhỏnh cụt nếu gặp cuộn dõy đấu sao cú trung tớnh cỏch điện hoặc sẽ kết thỳc bằng một nhỏnh nối đất nếu gặp cuộn dõy đấu tam giỏc. Mọi phụ tải trong sơ đồ thứ tự khụng đều cú thể bỏ qua vỡ trung điểm cả thiết bị dựng điện thường được cỏch điện. Do đú nhỏnh đi đến phụ tải cũng sẽ là nhỏnh cụt. Nhưng cũng cần chỳ ý, nếu trong phần mạng ghộp vào phụ tải cú cuộn dõy mỏy biến ỏp đấu sao với trung tớnh nối đất thỡ cần phải thay thế bằng tổng trở cuộn dõy.