Mời các bạn tham khảo bài giảng Chương 4: Ngắn mạch trong hệ thống điện sau đây để nắm bắt được những kiến thức về khái niệm chung, đặc điểm dòng điện ngắn mạch, tính toán ngắn mạch đối xứng, sự cố bất đối xứng. Với các bạn chuyên ngành Điện thì đây là tài liệu hữu ích.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Chương 4: Ngắn mạch trong hệ thống điện
- CHÖÔNG 4
NGAÉN MAÏCH TRONG HEÄ THOÁNG ÑIEÄN
Baøi 4-1 Khaùi nieäm chung
Baøi 4-2 Ñaëc ñieåm doøng ñieän ngaén maïch
Baøi 4-3 Tính toaùn ngaén maïch ñoái xöùng
Baøi 4-4 Söï coá baát ñoái xöùng
Baøi 4-6 Haïn cheá doøng ñieän ngaén maïch trong caùc trang bò ñieän
9/12/2010 1
- BÀi 4-1 KHÁI NIỆM CHUNG
1. Định nghĩa và đặc tính
Định nghĩa:
Ngắn mạch chỉ hiện tượng:
¾ Các dây pha chạm nhau
¾ Dây pha chạm đất
¾ Dây pha chạm dây trung tính (lưới có trung tính nối đấtt)
9/12/2010 2
- BÀi 4-1 KHÁI NIỆM CHUNG
1. Định nghĩa và đặc tính
Đặc tính:
Khi xảy ra ngắn mạch:
Tổng trở hệ thống giảm xuống
Dòng điện tăng lên, điện áp giảm xuống
Mức độ giảm tổng trở, tăng của dòng điện
hay giảm của điện áp phụ thuộc vào vị trí
điểm ngắn mạch.
9/12/2010 3
- BÀi 4-1 KHÁI NIỆM CHUNG
2. Phân loại
a. Ngắn mạch ba pha, N(3)
b. Ngắn mạch hai pha, N(2)
c. Ngắn mạch một pha, N(1)
d. Ngắn mạch hai pha nối đất, N(1,1)
9/12/2010 4
- BÀi 4-1 KHÁI NIỆM CHUNG
2. Phân loại
Loại NM Hình qui ước Kí hiệu X.suất (%)
Ngắn mạch ba pha N(3) 5
Ngắn mạch hai pha N(2) 10
Ngắn mạch một pha N(1) 65
Ngắn mạch hai pha nối đất N(1,1) 20
9/12/2010 5
- BÀi 4-1 KHÁI NIỆM CHUNG
3. Nguyên nhân và hậu quả của ngắn mạch
Nguyên nhân:
9 sét đánh vào đường dây
9 cành cây rơi vào đường dây
9 cách điện bị già cỗi
9 nhân viên vận hành thao tác sai, đào đường…
9/12/2010 6
- BÀi 4-1 KHÁI NIỆM CHUNG
3. Nguyên nhân và hậu quả của ngắn mạch
Hậu quả:
9 gây phát nóng cục bộ
9 sinh ra lưc điện động gây hư hỏng khí cụ điện…
9 gây ra sụt áp
9 Gây ra mất đồng bộ giữa các máy phát ⇒ mất ổn định hệ
thống
9 sinh ra dòng thứ tự không ⇒ gây nhiễu loạnn đường dây
thông tin
9 gián đoạn cung cấp điện
9/12/2010 7
- BÀi 4-1 KHÁI NIỆM CHUNG
4. Mục đích tính toán ngắn mạch
a. So sánh và lựa chọn các sơ đồ nối điện, trang thiết bị
b. Tính toán giá trị khởi động relay
c. Xác định ảnh hưởng của đường dây điện đối với đường
dây thông tin
d. Giải dòng ngắn mạch và phân tích các loại sự cố trong hệ
thống điện
9/12/2010 8
- Baøi 4-2 ÑAËC ÑIEÅM DOØNG ÑIEÄN
NGAÉN MAÏCH
4.2.1 Ngaén maïch vôùi nguoàn cung caáp khoâng ñoåi (ñieåm
ngaén maïch xa nguoàn)
4.2.2 Ngaén maïch xaûy ra gaàn ñaàu cöïc phaùt phaùt ñoàng boä
4.2.3 Ñaëc tính ngaén maïch cuûa taûi ñoäng cô
4.2.4 Ñaëc tính ngaén maïch cuûa maïng ñieän coâng nghieäp
9/12/2010 9
- 4.2.1 Ngắn mạch với nguồn cung cấp không đổi
a. Hệ thống một pha không tải
b. Hệ thống một pha có tải
c. Hệ thống ba pha
9/12/2010 10
- 4.2.1 Ngắn mạch với nguồn cung cấp không đổi
a. Hệ thống một pha không tảiL
r
u=Umsin(ωt+α)
Phương trình vi phân mô tả quan hệ u, i:
di
u = ir + L
dt
9/12/2010 11
- 4.2.1 Ngắn mạch với nguồn cung cấp không đổi
a. Hệ thống một pha không tải Trong đó:
Dòng điện ngắn mạch: Um: điện áp của mạng điện
: tổng trở n.m
( ωL)
2
Z= + r2
U ⎡ −⎜ ⎟t ⎤
⎛r⎞
α: góc pha ban đầu của điện áp
iN = m ⎢ sin ( ω t + α − ϕN ) − sin(α − ϕN ) × e ⎝ L ⎠ ⎥
Z ⎢⎣ ⎥⎦
ϕN: góc lệch pha giữa u và I
t
⎡ − ⎤ Tdc=L/r: hằng số thờii gian n.m
iN = 2 × I′′ ⎢sin ( ωt + α − ϕN ) − sin(α − ϕN ) × e ⎥Tdc
⎢⎣ ⎥⎦
t iN: trị số tức thời của dòng n.m
−
iN = 2 × I′′ sin( ωt + α − ϕN ) − 2 × I′′ sin(α − ϕN ) × e Tdc
Iac: thành phần chu kỳ (x.chiều)
⇒ iN=iac+idc Idc: thành phần một chiều
I”: dòng n.m siêu quá độ
9/12/2010 12
- 4.2.1 Ngắn mạch với nguồn cung cấp không đổi
a. Hệ thống một pha không tải
t
−
iN = 2 × I′′ sin ( ωt + α − ϕN ) − 2 × I′′ sin(α − ϕN ) × e Tdc
iac = 2 × I′′ sin ( ωt + α − ϕN )
t
−
idc = − 2 × I′′ sin(α − ϕN ) × e Tdc
Nếu α-ϕN=0 hay α-ϕN=π thì không tồn tại idc
Nếu α-ϕN=π/2 hay α-ϕN=-π/2 thì idc có giá trị ban đầu cực đại
9/12/2010 13
- 4.2.1 Ngắn mạch với nguồn cung cấp không đổi
a. Heä thoáng moät pha khoâng taûi
i iN idc
ixk
idc(0)
t
iac(0)
iac
Tröôùc söï coá Quaù trình quaù ñoä Traïng thaùi duy trì
9/12/2010 14
- 4.2.1 Ngắn mạch với nguồn cung cấp không đổi
a. Heä thoáng moät pha khoâng taûi
Doøng ñieän ngaén maïch goàm coù hai thaønh phaàn:
9 Thaønh phaàn chu kyø (xoay chieàu)
9 Thaønh phaàn khoâng chu kyø (moät chieàu)
9/12/2010 15
- 4.2.1 Ngắn mạch với nguồn cung cấp không đổi
a. Heä thoáng moät pha khoâng taûi
9 Doøng ñieän ngaén maïch xung kích ixk: xuaát hieän sau nöûa chu kyø (0.01s)
ixk= iac(0.01) + idc(0.01)
0.01
⎛ − ⎞
⇒ ixk = − 2 × I′′ sin(α − ϕN ) ⎜ 1+ e Tdc
⎟
⎜ ⎟
⎝ ⎠
Giaû thieát α=0; ϕN=π/2 ⇒ sin(α-ϕN)=-1
0.01
⎛ − ⎞
⇒ ixk = 2 × I′′ ⎜ 1+ e Tdc
⎟ = k xk × 2 × I′′
⎜ ⎟
⎝ ⎠
Vôùi 1≤kxk≤2
9/12/2010 16
- 4.2.1 Ngắn mạch với nguồn cung cấp không đổi
a. Heä thoáng moät pha khoâng taûi
9 Trò soá hieäu duïng doøng ñieän nm toaøn phaàn INt:
INt = Iac
2
+ Idc
2
(t)
9 Haèng soá thôøi gian Tdc:
⎛ XL ⎞
L ωL ⎜⎝ r ⎟⎠ XL
Tdc = = = = × 3,18 × 10−3 s
r ωr ω r
9/12/2010 17
- 4.2.1 Ngắn mạch với nguồn cung cấp không đổi
a. Heä thoáng moät pha khoâng taûi
9 Coâng suaát ngaén maïch: U2tb
SNt = 3.Utb .Itt =
ZHT
SN ñöôïc duøng ñeå:
Choïn löïa maùy caét SMC≥ SNt
Tính toång trôû cuûa heä thoáng tôùi ñieåm coù coâng suaát nm SNt
Utb ZHT
9/12/2010 18
- 4.2.1 Ngắn mạch với nguồn cung cấp không đổi
b. Heä thoáng moät pha coù taûi
r L r’ L’
u=Umsin(ωt+α)
N
Khi ngaén maïch taïi N, maïch bò chia ra laøm hai phaàn:
phía coù nguoàn r, L
phía khoâng coù nguoàn r’, L’
9/12/2010 19
- 4.2.1 Ngắn mạch với nguồn cung cấp không đổi
r’ L’
b. Heä thoáng moät pha coù taûi
9 Xeùt maïch phía khoâng coù nguoà
di n:
u = ir′ + L′ =0 N
Phöông trình: dt
Giaûi ra doø
tng ñieän trong maïch:
−
Tdc′ L′
i = Ce vôùi Tdc′ =
r′
Luùc xaûy ra ngaén maï
t
ch t=0 thì C=i0
−
i = i0e Tdc
′
i0 laø doøng ñieän luùc t=0, ñoù chính laø doøng phuï taûi tröôùc ngaén maïch.
9/12/2010 20
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
