Mạng cao áp và trạm điện kéo - Pgs.Ts.Đàm Quốc Trụ phần 4

Chia sẻ: Sadsadas Dsadsadsa | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:17

Thêm vào BST

Báo xấu

84
lượt xem 14
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình về cơ bản mang tính chất định tính lý thuyết , tuy vậy các kiến thức với đầy đủ những công thức lý thuyết và thực nghiệm đã được kiểm chứng

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Mạng cao áp và trạm điện kéo - Pgs.Ts.Đàm Quốc Trụ phần 4

áp dây. Lư i ñi n 3 pha v i ñi n áp 35kV và cao hơn, trung tính ti p ñ t tr c ti p. Trong trư ng h p ng n m ch 1 pha c n thi t ng t ño n hư h ng nh các thi t b b o v (ví d như b o v rơ le và máy ng t cao áp) Trong tính toán g n ñúng IC có th xác ñ nh theo bi u th c: ð i v i lư i ñi n v i ñư ng dây trên không: Ul IC = 350 ð i v i lư i ñi n v i ñư ng cáp Ul IC = 10 U– ñi n áp dây c a lư i ñi n, kV l– Chi u dài ñư ng dây n i ñi n tr ngu n ñ n v trí x y ra ng n m ch v i ñ t, km 3.2.4. Ng n m ch 2 pha trong lư i ñi n v i trung tính ti p ñ t và cách ly Trong trư ng h p ng n m ch 2 pha "ñ t" không vào vòng c a dòng ng n m ch, vì th quá trình ng n m ch di n ra như nhau trong lư i ñi n v i dây trung tính ti p ñ t và trung tính cách ly (hình 3–14a) Hình 3–14. Ng n m ch 2 pha trong lư i ñi n v i trung tính ti p ñ t và cách ly. a. M ch v i ng n m ch 2 pha b. Sơ ñ tính toán c. ð th véctơ Sơ ñ tính toán có d ng trên hình 3–14b, trong ñó 2znm(2)– T ng tr các pha ng n m ch. Dòng ñi n pha ñư c xác ñ nh b i ñi n áp dây UAB (xem sơ ñ véc tơ trên hình 3– 14c), ñi n áp c a nó trùng v i chi u c a vectơ dòng ñi n trong pha. 52 • MCA&TðK
U AB IK3A(2) = z nm) (2 Dòng InmA(2) ch m pha so v i ñi n áp 1 góc ϕ nm (2) X nm) (2 ϕ nm ( 2) = arctg ( ( 2) ) Rnm X nm) và R nm) – tương ng là thành ph n tr kháng và ñi n tr c a znm(2)– ng n (2 (2 m ch 2 pha. Ph thu c vào quan h Xnm(2) và Rnm(2) có th có tr s nh hơn 900. ð i v i lư i ñi n ñư ng dây dài v i v trí ng n m ch xa ngu n, thành ph n ñi n kháng l n hơn r t nhi u l n thành ph n ñi n tr c a m ch ñi n ng n m ch do ñó góc ϕ nm ( 2 ) > 900 Dòng c a pha B ñư c xác ñ nh tương t như dòng c a pha Av i ñi n áp dây (UBA = –UAB), còn InmB(2) = – InmA(2). Theo tính liên t c dòng ng n m ch t i ñi m x y ra ng n m ch, các vec tơ dòng ñi n xây d ng tương ng v i véc tơ ñi n áp UAB d ch chuy n song song v i chính nó ñ n ñi m "0", có nghĩa là tương ng trung tính c a ng n m ch 2 pha là như nhau, còn dòng ng n m ch không ph thu c vào sơ ñ c a lư i ñi n sau ñi m ng n m ch 3.2.5. Ng n m ch 3 pha trong lư i ñi n v i trung tính ti p ñ t và cách ly Hình 3–15. Ng n m ch 3 pha trong lư i ñi n v i trung tính ti p ñ t và trung tính cách ly a. M ch v i ng n m ch 3 pha b. Sơ ñ tính toán MCA&T§K • 53
c. ð th véctơ Gi thi t ñi n tr pha znm(3) c a lư i ñi n b ng nhau (Hình 3–15) và th c ch t ñ i v i ngu n là ph t i ñ i x ng, có th coi t ng dòng ñi n t i ñi m ng n m ch như t i ñi m "0" b ng 0. Trong trư ng h p này dòng ñi n ng n m ch c a m t pha ñư c xác ñ nh b ng ñi n áp pha và ñi n tr znm(3) X nm) (3 UA góc ϕ nm < 900 ñi n và b ng: ϕ nm InmA(3) = ( 3) ( 3) = arctg ( ) z nm) (3 Rnm) (3 X nm) và Rnm) tương ng là thành ph n ph n kháng và tác d ng c a t ng tr znm(3). (3 (3 Quá trình ng n m ch trong lư i ñi n v i trung tính cách ly và ti p ñ t di n ra như nhau, b i vì ñ t không ñưa vào m ch vòng c a m ch ñi n ng n m ch. 3.2.6. Các phương pháp tính toán dòng ñi n ng n m ch ð tính toán dòng ñi n ng n m ch c n ph i bi t ñi n áp c a ngu n cung c p và ñi n tr t ng c a t t c các ph n t ñ n ñi m ng n m ch. Nhưng ñi n áp c a các nhánh riêng r c a m ch khác nhau, vì th không th c ng các ñi n tr n u không ñưa chúng v các ph n t tương ñương ð xác ñ nh dòng ñi n ng n m ch trong h th ng phân nhánh ph c t p v i m t vài ngu n cung c p và r t nhi u m i liên quan n i t i c n ph i ñưa sơ ñ như th v d ng thu n ti n tính toán s d ng nguyên t c thành l p và bi n ñ i sơ ñ thay th tương ñương. Có nh ng nguyên t c chung thành l p sơ ñ thay th như sau: 1. V i các máy phát n i n i ti p: Sơ ñ tương ñương có s c ñi n ñ ng và ñi n tr b ng t ng các s c ñi n ñ ng(Sðð) và ñi n tr c a các máy phát 2. Các máy phát làm vi c song song v i Sðð khác nhau E1, E2,..., En có th thay th b ng m t máy phát tương ñương mà thông s c a nó ñư c xác ñ nh như sau: (hình 3–16) Hình 3–16. Ví d bi n ñ i lư i ñi n 54 • MCA&TðK
v i s làm vi c song song c a các máy phát ñi n v i Sðð E1 = E2 = E3 = Etñ S1, S2...., S3, ∑S – các công su t c a máy phát và t ng công su t bi u ki n c a chúng X''di – ñi n tr c a máy phát ch ñ ng n m ch (E1Y1 + E 2 Y2 + ... + E n Yn ) E td = (Y1 + Y2 + ... + Yn ) 1 X td = (3.2) (Y1 + Y2 + ... + Yn ) 1 1 1 Trong ñó: Y1 = ;Y2 = '' ;Yn = '' X 'dn ' X d1 X d2 ch ñ ng n m ch th i gian r t ng n Ω X 'dn – ñi n kháng c a máy phát ' 3. ði m ng n m ch ñ t t i nút có th ñư c khu ch tán. Trong trư ng h p này dòng ñi n ng n m ch tìm ñư c là giá tr t ng c ng dòng c a m i nhánh. (Hình 3.17) Hình 3–17. Ví d phân chia ñi m ng n m ch trên nh ng nhánh ñ c l p nm1– nm3 a. Sơ ñ v i ñi m chung ng n m ch b. Sơ ñ v i nh ng ñi m ñã ñư c phân chia ng n m ch 4. Tr kháng c a nh ng m ch phân nhánh ph c t p s bi n ñ i d a trên các ñ nh lu t, công th c tính toán k thu t ñi n. ð i v i lư i ñi n ph c t p thư ng s d ng bi n ñ i "sao–tam giác" theo bi u th c: X1 X 2 X12 = X1 + X 2 + (3.3) X3 X 1X 3 X13 = X1 + X 3 + X2 X2X3 X 23 = X 2 + X 3 + X1 MCA&T§K • 55
và bi n ñ i "tam giác – sao" theo công th c: X13 X 12 X1 = (3.4) X 12 + X13 + X 23 X 23 X 21 X2 = X12 + X 13 + X 23 X 31X 32 X3 = X12 + X13 + X 23 Hình 3–18. Ví d trình t bi n ñ i sơ ñ giàn tr i thành sơ ñ tương ñương a, b, c, d, f, g, h – th t bi n ñ i c a sơ ñ a, b, c, d – các ñi m n i ñi n tr Trên hình 3–18 là ví d bi n ñ i m t m ch ñi n tính toán ph c t p theo trình t như sau (t sơ ñ a ñ n sơ ñ k) Trư c h t chuy n các ñi n tr t ñ u " hình sao" v i tâm ñi m a (hình 3–18a) sang ñ u " tam giác" a b c (hình 3–18b). Sau ñó tách ñi m máy phát v i s c ñi n ñ ng E1, h p nh t t t c các máy phát v i SDD E1, E2, và E1, E4 (hình 3– 18cd). Ti p theo 56 • MCA&TðK
các ñi n tr b,c,d ñ u " tam giác" chuy n thành ñ u "sao" và nh n ñư c sơ ñ trên hình 3–18e Trên các tr m ñi n kéo s d ng các máy bi n áp 3 dây qu n. Như v y m i m t tr lõi thép ñ t 3 dây qu n, ví d , dây qu n sơ c p U1 = 110kV hai dây qu n th c p U2 = 35kV và U3 = 10kV ð i v i máy bi n áp 3 dây qu n nhà máy ch t o cho ñi n áp ng n m ch th hi n b ng % gi a 3 c p dây qu n: U1–2, U1–3, U2–3 Trong tính toán dòng ng n m ch v i máy bi n áp 3 dây qu n yêu c u bi t ñi n áp ng n m ch c a m i dây qu n. Nh ng ñ i lư ng ñó có th ñư c xác ñ nh theo bi u th c sau ñây, %: U1 = 0,5(U1–2+ U1–3– U2–3); U2 = 0,5(U1–2+ U2–3– U1–3); U3 = 0,5(U1–3+U2–3 – U1–2); (3.5) Ví d có sơ ñ tương ñương trong h th ng có máy bi n áp 3 dây qu n th hi n trên hình 3–19. Hình 3–19. Ví d sơ ñ tương ñương tính ng n m ch trung áp có máy bi n áp 3 pha 3 cu n dây. a. Sơ ñ cung c p b. Sơ ñ tính toán c. Sơ ñ thay th 1–3. Dây qu n máy bi n áp xd1–xd3, xl1–xl3. Tr kháng c a dây qu n máy bi n th và dây t i ñi n Etd, xtd. S c ñi n ñ ng và tr kháng tương ñương. a) Phương pháp các ñơn v tương ñ i T s tương ñ i gi a các giá tr khác b t kỳ so v i giá tr ñ nh nghĩa là chu n, tính theo t l ho c ph n trăm ñư c g i là ñơn v tương ñ i. MCA&T§K • 57
ð i lư ng chu n trong h th ng ñi n có th ch p nh n là: Công su t bi u ki n S, s c ñi n ñ ng E, ñi n áp U, dòng ñi n I và ñi n kháng X. Hình 3–20 ñưa ra sơ ñ tính toán dòng ng n m ch v i các ñ i lư ng ñ nh m c. III II I NM P BA1 BA2 duong cap duong day F UdmII UdmIII Sch UdmI Hình 3–20. Sơ ñ tính toán dòng ng n m ch v i các ñ i lư ng ñ nh m c Trong ñó: I, II, III– Các ño n m ch tính toán F– Máy phát ñi n – ngu n P– Cu n kháng bù UñmI, UñmII, UñmIII – ñi n áp ñ nh m c các ño n Trên sơ ñ hình 3–20 ta coi công su t Sch(chu n) là thông s chu n, ng v i sơ ñ ñó cho ñi n áp chu n trong các ño n m ch là UchI, UchII, UchIII. Khi ñó ñơn v chu n c a dòng ñi n trong t t c các ño n s b ng: Sch Sch Sch IchI = ; IchII = ; IchIII = ; ... U chI U chII U chIII U ch Cu i cùng ñi n kháng chu n Xch = ; ð i lư ng tương ñ i c a công su t, I ch Sðð, ñi n áp, dòng ñi n, ñi n kháng ñư c xác ñ nh theo bi u th c sau ñây: S S*ch= (3.6) Sch E E*ch= (3.7) E ch U U*ch= (3.8) U ch I I*ch= (3.9) I ch x x*ch= (3.10) xch 58 • MCA&TðK
T bi u th c (3.6) – (3.10) ta nh n ñư c các quan h t l sau ñây: I ch ∆U ch = x*ch = x 3 (3.11) U ch U pch Upch – ñ i lư ng chu n ñi n áp pha. Sau khi nhân t s và m u s v ph i phương trình v i Uch nh n ñư c: Sch x*ch = (3.12) 2 U ch Có th ch n ñ i lư ng chu n m t cách tuỳ ý b ng cách thay ñ i lư ng ch n b ng ñ i lư ng ñ nh m c trên cơ s các quan h (3.11) và (3.12) ta nh n ñư c ñ i lư ng ñ nh m c tương ñ i: I dm ∆U dm = x*dm = x 3 (3.13) U dm U pdm S dm x*dm = x (3.14) 2 U dm ñây: xIdm= Udm – s t áp trên ñi n kháng x U dm = Updm – ñi n áp pha ñ nh m c 3 T bi u th c (3.13) và (3.14) th y r ng ñi n kháng tương ñ i c a m ch b ng ñ s t áp tương ñ i trên ño n ñã cho c a m ch ñi n so v i ñi n áp pha. ði n kháng tương ñ i có th tính b ng ph n trăm. Trên cơ s các bi u th c (3.11), (3.12) và c (3.13) (3.14) có th bi u th : x*dm x*ch = I chU dm /( I dmU ch ) x*dm x*ch = 2 2 S chU /( S dmU ch ) dm T các công th c(3–11) ñ n (3–14) khi ñưa vào công su t chu n tìm ñư c các ñ i lư ng tương ñ i khác. Ngoài ra ñi n kháng c a máy phát tính t i ñi m ng n m ch ñư c cho b ng giá tr tương ñ i x*d’’, còn ñi n kháng tương ñ i c a bi n áp trong th c t ch p nh n b ng giá tr ñi n áp ng n m ch, nghĩa là: x*ñm ≈ u*NM ho c theo %: x = u*NM Trong b ng 3–1 d n ra các bi u th c tính toán c a tr kháng chu n tương ñ i cho các ph n t c a h th ng ñi n kéo. B ng 3–1. Bi u th c tính toán tr kháng chu n tương ñ i c a các ph n t trong h th ng ñi n ñư ng s t, tính theo ñơn v tương ñ i MCA&T§K • 59
Các ph n t Các thông s Các bi u th c tính toán c a h th ng cho trư c Máy phát ñi n x”*d, SñmF x*chF = x”*d(Sch/SñmF) x*chht = Sch/Sht ho c H th ng Sht ho c Sñmht x*chht = x”*ch Các bi n áp un%, SñmBA x*chBT = (un/100)(Sch/SñmBA) x*chl = (x0l)(Sch/U2tb) ðư ng dây truy n t i x0, l, Utb Cu n c m bù(san b ng) xñmp, %; Uñmp; Iñmp x*chp = (xñm/100)(Sch/( UñmpIñmp)) Khi th a nh n tr kháng chung tương ñương ñ n ñi m ng n m ch (Σx*ch), có th tính ñư c dòng ñi n chu n ng n m ch tương ñ i: I*ch= E*ch/Σx*ch, ñây s c ñi n ñ ng E*ch c a máy phát xác ñ nh theo công th c 3–7. b) Phương pháp tính toán v i h th ng ñơn v thay ñ i (không c ñ nh) Trong phương pháp này ñưa vào giá tr ñi n áp U có các b c b t kỳ b i nó xác ñ nh liên quan t i các bi n áp v i các h s khác nhau: k1, k2,....kn. ði n áp tương ñ i trong t ng ño n m ch so v i ñi n áp máy phát UF có th xác ñ nh theo công th c: U = (k1k2...kn)UF. Dòng ñi n, A, và ñi n kháng, Ω tương ng trong ño n m ch b ng: = [1/(k1k2...kn)]I (3–15) 2 = (k1k2...kn) x, (3–16) ñây: k1,k2...kn – h s bi n áp, tính t máy phát t i ñi m ng n m ch thông qua các máy bi n áp y. Trong tính toán th c t , ñi n áp hi u d ng c a các cu n dây bi n áp thư ng thay b ng giá tr ñ nh m c trung bình khi s d ng h s bi n áp trong các công thưc 3–15 và 3–16, khi ñó có th nh n ñư c: k1k2...kn = (UF/U1)(U1/U2)...(Un–1/Un)=UF/Un và bi u thưc tính toán d n ra dòng ñi n và ñi n kháng: =(U/UF)I (3–17) 2 =(UF/Utb) x (3–18) ñây: Utb– là ñi n áp ñ nh m c trung bình, V, trong ño n tính toán Các bi u th c tính toán h th ng ñơn v thay ñ i s là các công th c sau ñây: + Tr kháng cu n bù (san b ng), Ω, theo công th c 3–13 và 3–18 xp = (x*ñmUñmp/( Iñmp))(UF/Utb). 60 • MCA&TðK
+ Tr kháng máy phát và bi n áp, Ω, tính theo công th c 3–14 và 3–18 xF(BA) = (x*ñmU2ñm/Sñm)(UF/Utb)2 + Tr kháng ñư ng dây và ñư ng cáp, Ω, tính toán ph thu c t tr kháng riêng x0, Ω/m, v i chi u dài l, m: xl = (x0l)(UF/Utb)2 Ti p theo có th tìm ñư c dòng ñi n ng n m ch trong máy phát d a vào t ng tr kháng tính t máy phát ñ n ñi m ng n m ch và ñi n áp máy phát. INMF = UF/(Σx). Dòng ñi n ng n m ch t i ñi m x y ra s c b ng: INMn = INMF/(UF/Un) ñây: Un– là ñi n áp trung bình trư c khi x y ra ng n m ch t i ñi m x y ra s c . Trong phương pháp này cũng như phương pháp ñơn v tương ñ i có th ti n hành tính toán chính xác b i ñã tính ñ n các liên h c a máy bi n áp th c t (k1, k2,...kn) và cũng tính toán g n ñúng khi ch p nh n h s bi n ñ i ñi n áp t máy phát t i ñi m x y ra s c là (UF/Un). c) Phương pháp tính toán ñơn gi n hoá Tính toán các dòng ñi n ng n m ch t thanh cái c a ngu n cung c p ñ n thanh cái c a các tr m ñi n kéo có th d a trên phương pháp ñơn gi n, trong phương pháp này th a nh n r ng h th ng là không phân nhánh và d dàng khi tính các dòng ñi n ng n m ch trong các h th ng cung c p ñi n giao thông thành ph trên m t ñ t ho c Mêtro, nhưng chúng ñư c cung c p t các tr m ñi n khu v c, vùng v i ñi n áp ch 6..10kV. (hình 3–21). NM xp xcl xba2 xba1 xF xl Hình 3–21. Sơ ñ tính toán ñ xác ñ nh dòng ñi n ng n m ch b ng phương pháp ñơn gi n hoá xF, xba1, xl, xba2, xp, xcl – tương ng là tr kháng máy phát, máy bi n áp 1, ñư ng dây, bi n áp 2, cu n kháng bù, và ñư ng cáp. Thư ng thư ng tr m ñi n kéo vùng TðKV ñã bi t ho c ñã cho công su t bi u ki n ng n m ch SNM(hay dòng ñi n ng n m ch INM), ñi n áp ngu n U và h s β” = I”/I∞ ( ñây I” và I∞ – là dòng ñi n các ch siêu ñ quá và xác l p) ch ng nào công su t c a h th ng cung c p mà càng l n thì có th ch p nh n β” = 1. Trình t tính toán dòng ng n m ch t thanh cái c a ngu n ñ n thanh cái c a TðK th c hi n theo trình t . ð u tiên xác ñ nh các dòng ng n m ch và tr kháng h th ng xHT: MCA&T§K • 61
I∞ = I” = It = SNM/(U); xHT = 1,05U/( I∞) ñây: It – dòng ñi n, A, sau th i gian t (th i gian ñ y ñ ñ áp tô mát lo i s c , th i gian này thư ng l n hơn th i gian b t ñ u c a ch ñ xác l p) SNM – là công su t bi u ki n ng n m ch, VA ði n kháng t ng ng n m ch b ng: xNM = xHT + xp + xl, ñây xp và xl – là ñi n kháng cu n bù và ñư ng dây, do ñó tr kháng t ng c a m ch zNM = r 2 NMl + x 2 NM , ñây rNMl – là ñi n tr c a ñư ng dây. Khi ñó dòng tính toán ng n m ch trên thanh cái c a tr m ñi n kéo là: I∞= I” = It = U/( 3 zNM) ð xác ñ nh các dòng ñi n xung kích, ixk và Ixk khi s d ng bi u ñ trên hình 3– 23, tìm ñư c h s ky = xNM/rNM, khi ñó: ixk = ky 2 I”l Ixk = I∞l 1 + 2(k − 1) 2 y N u β” ≠ 1 thì tính toán ñư c ti n hành ñ i v i các dòng I∞ = I”, I∞ và Itl * Tính toán dòng ñi n ng n m ch trong các thi t b ñi n áp dư i 1000V Nh ng ph t i n i b c a các tr m ñi n kéo ñư c cung c p t thanh cái 27,5 kV c a tr m ñi n kéo dòng ñi n xoay chi u và t thanh cái 10kV c a tr m ñi n kéo dòng ñi n m t chi u qua các máy bi n th h áp c p cho nhu c u dùng riêng v i ñi n áp trên dây qu n th c p là 380/220V Công su t c a máy bi n áp cho nhu c u t dùng thư ng không l n (không quá 400kVA), dòng ñi n trong m ch không l n và như v y ti t di n d n ñi n c a thanh cái, dây d n, ñư ng cáp và dây qu n c a máy bi n áp cho nhu c u t dùng không l n. Vì th ñi n tr trong m ch ng n m ch có th so sánh ñư c v i ñi n kháng và c n ñư c tính ñ n. 62 • MCA&TðK
Hình 3–22. Sơ ñ tính toán xác ñ nh dòng ñi n ng n m ch trong thi t b ñ n 1000V Trình t tính toán dòng ñi n ng n m ch trong các thi t b ñi n dư i 1000V tương t như trong các h th ng ñi n l c. Khi thành l p sơ ñ tính toán (hình 3–22) c n ch ra t t c các ph n t c a m ch trong ñó v i m t s trư ng h p c n tính t i ñi n tr c a máy bi n dòng, ñi n tr quá ñ c a thanh cái và ñư ng dây cáp t i ñi n n i chúng, môbin(cu n dây) dòng c c ñ i c a các máy c t t ñ ng và các ti p ñi m c a chúng, các ti p ñi m c a c u dao. ði n tr c a máy bi n áp nhu c u t dùng (trên sơ ñ là Rnm) ñư c xác ñ nh theo t n th t công su t tác d ng ∆Pnm trong c 3 pha khi thí nghi m ng n m ch ∆Pnm = 3Idm2BT.RBT (3–19) IdmBT– dòng ñi n ñ nh m c c a dây qu n th c p máy bi n áp, A RBT – ði n tr tác d ng c a dây qu n 1 pha c a máy bi n áp T bi u th c 3–19 ta có công th c tính ñi n tr tác d ng c a máy bi n th : ∆Pnm RBT = 2 3I dmBT c a v ph i bi u th c trên v i UBT2 và thay N u ta nhân t s và m u s UBT = UdmBT, ta có MCA&T§K • 63
∆Pnm U dmBT ∆Pnm U dmBT 2 2 = RBT = 2 2 2 3I dmBT U dmBT SdmBT ði n áp ng n m ch ñư c xác ñ nh, %: 3I dmBT z BT 100 unm = , sau khi nhân t s và m u s v ph i c a công U dmBT th c trên v i UdmBT ta nh n ñư c bi u th c cho zBT: 2 u nm U dmBT zBT = . 100 S dmBT Tr kháng c a máy bi n áp ñư c xác ñ nh theo zBT và RBT ñã bi t z BT − RBT 2 2 xBT = ði n tr và ñi n kháng c a ñư ng dây truy n t i ph thu c vào c u trúc c a ñư ng dây (dây tr n hay dây cáp), v t li u và ti t di n pha c a dây, ñi n áp ñ nh m c và chi u dài c a dây: Rd = r0ld; xd = x0ld r0– ñi n tr riêng tác d ng c a 1 pha dây d n mmΩ/m x0– ñi n kháng riêng tác d ng c a 1 pha dây d n mmΩ/m ld – chi u dài ñư ng dây m ði n tr riêng tác d ng r0 c a 1 pha ñư ng dây, mmΩ/m, có th xác ñ nh theo bi u th c 1000 r0 = γq d γ – ñi n d n riêng c a v t li u làm dây d n (ñi n d n riêng c a ñ ng γñ= 53, ñi n d n riêng c a thép γth = 32) qd – ti t di n pha c a dây d n mm2 1000 – h s chuy n ñ i thành mΩ Tr kháng riêng x0 c a m t pha ñư ng dây ph thu c t d ng ñư ng dây(k t c u) và ñi n áp c a nó (ñ i v i ñư ng dây cáp, ñi n áp dư i 1000V x0 = 0,07 mΩ/m) ði n tr c a t t c các ph n t tính toán c a sơ ñ thay th liên quan ñ n ñi n áp trung bình Utb và c ng t t c l i ta có zΣ = RΣ + xΣ 2 2 U tb Xác ñ nh tr s tác d ng c a dòng ñi n ng n m ch theo bi u th c Inm = 3 zΣ 64 • MCA&TðK
Theo tr s dòng ñi n ng n m ch xác ñ nh dòng ñi n xung kích: ixk = ky 2 Inm ky = 1,2 ñ i v i máy bi n áp công su t SdbBT = 100...400kVA ky = 1,3 ñ i v i máy bi n áp công su t SdmBT = 630...1000kVA Tr s chính xác hơn ñ i v i h s ky có th tính toán theo ñ th trên hình 3–23. Hình 3 – 23 Giá tr h s dòng xung kích kx v i s ph thu c vào h ng s th i gian Ta (ho c quan h t l x/RNM) 3.3. Tác ñ ng ñi n ñ ng c a dòng ñi n ng n m ch Dòng ñi n ng n m ch trong ph n d n dòng và các thi t b liên quan ch u l c cơ h c có th phá hu thi t b . Trong nh ng ñi u ki n làm vi c bình thư ng dòng ñi n trong các thi t b thư ng không l n, tác d ng l c cơ h c c a chúng không ñáng k , nhưng khi x y ra ng n m ch dòng ñi n tăng lên hàng ch c l n và tác d ng l c cơ h c c a chúng có th ñ t ñ n giá tr nguy hi m. Hình 3–24. L c ñi n ñ ng gi a 2 dây d n mang dòng ñi n a. Kho ng cách gi a 2 dây i1, i2. Tr s t c th i dòng ñi n trong dây d n Ph n d n ñi n và các thi t b ñư c ch n ñúng c n ph i ñ m b o ch ñ b n ch c ñi n ñ ng ch ng l i tác d ng l c xung kích c a dòng ñi n ng n m ch ñ boñ ms làm vi c tin c y c a thi t b ñi n. Theo ñ nh lu t ñi n ñ ng, hai dây d n song song (H3.24) ti t di n b t kỳ mang dòng ñi n i1 và i2 ñư c xác ñ nh theo bi u th c: MCA&T§K • 65
F = 2,04.10–7 kφ i1i2(l/a) N F– l c tác d ng tương h c a 2 dây d n, tính b ng Niutơn, N; kφ – h s hình d ng c a dây d n; i1,i2– tr s t c th i c a dòng ñi n trong dây d n, A; l – chi u dài c a dây d n song song, m; a – kho ng cách gi a 2 tr c c a dây d n, m. H s hình d ng kφ ph thu c vào m t c t ngang c a dây d n. ð i v i dây d n tròn và hình ng kφ = 1, ñ i v i m t c t ngang hình d ng khác có th l y g n ñúng kφ = 1. ð tính toán l c tác d ng tương h gi a các dây d n trong thi t b ñi n ti p nh n kφ = 1. Gi a các dây d n xu t hi n l c hút khi dòng ñi n trong 2 dây d n cùng chi u và l c ñ y khi dòng ñi n trong 2 dây d n ngư c chi u Trong h th ng dòng ñi n 3 pha tác d ng c a l c ñi n ñ ng gi a các dây d n c a các pha khác nhau không ñ ng nh t. Thông thư ng là các thanh cái c a h th ng 3 pha ñ t trên 1 m t ph ng cái n cách cái kia 1 kho ng cách nào ñó, k t qu là xu t hi n s khác nhau c a l c ñi n ñ ng trong dây d n c a pha ñ u và pha ngoài cùng, l c ñi n ñ ng l n nh t tác d ng vào dây d n c a pha gi a. Hình 3.25 Hình 3–25. L c ñi n ñ ng c a 3 dây d n trong h th ng dòng xoay chi u 3 pha FAC, FAB, FBA, FBC, FCA– L c ñi n ñ ng tương h gi a các dây d n a. Kho ng cách gi a 2 dây d n Tr s t c th i c a dòng ñi n c a pha A, B, và C là iA = Imaxsinϕ iB = Imaxsin(ϕ –1200) (3–20) iC = Imaxsin(ϕ –2400) Trong ñó: ϕ = ωt + α– v i α là góc pha ñ u L c ñi n ñ ng pha ngoài cùng A, N FA = FAB + FAC = 2,04.10–7[iAiB l + iAiC l ] = 2,04.10–7 l iA (iB + 0,5iC) a 2a a 66 • MCA&TðK
ð t tr s các dòng ñi n t bi u th c (3–20), nh n ñư c FA = 2,04.10–7 l Imax2 sinϕ [sin(ϕ–1200) + 0,5sin(ϕ–2400)] a = 2,04.10 Imax2 f(ϕ) –7 f(ϕ)= –3/8 + ( 3 /4) cos(2ϕ+300) –1 ≤ cos(2ϕ+300) ≤ 1 nên – 0,81 ≤ f(ϕ) ≤ 0,06 Khi ñó l c ñi n ñ ng l n nh t trên thanh cái c a pha A là: FAñaymax = –2,04.0,81.10–7 (I2maxl/a) FAhutmax = 2,04.0,06.10–7(I2maxl/a) FAmax= |FAñaymax|=1,65.10–7 (I2maxl/a) khi ϕ = 750 Xác ñ nh l c ñi n ñ ng pha gi a: = 2,04.10–7(I2maxl/a) sin(ϕ –1200)[sin(ϕ)–sin(ϕ–2400)] FB = FBA–FBC = 2,04.10–7(I2maxl/a) sin(ϕ–1200).2.cos(ϕ–1200)sin1200 =1,76.10–7(I2maxl/a) sin(2ϕ–2400) Xác ñ nh tr s c c ñ i c a l c FBmax, N và pha gi a B nh n ñư c FBmax =± 1,76.10–7(I2maxl/a) khi ϕ =–150 Các l c ñi n ñ ng tác d ng l n nhau c a thanh cái v i t n s g p ñôi t n s dòng ñi n. Các l c ñi n ñ ng pha gi a l n hơn pha ngoài cùng nên khi tính toán ñ b n thanh cái, xác ñ nh theo tr s l c Fmax pha gi a ð i v i dòng ñi n ng n m ch xung kích, bi u th c tính toán l c ñi n ñ ng trên thanh cái ñ i v i h th ng 3 pha có d ng: N F = 1,76.10–1(i2yl/a) iy– dòng ñi n xung ng n m ch, kA (iy=1.8 2 Inm) Trong các thi t b ñi n dây d n ñư c ñ t không ch song song mà còn nghiêng 1 góc nào ñó. Dòng ñi n ch y trong dây d n như v y c g ng ñi th ng có nghĩa là xu t hi n n i l c nào ñó. Trên hình 3.26 trình bày 2 trư ng h p ph bi n nh t ñ t các dây d n nghiêng 1 góc nào ñó. ð t dây d n theo phương án hình 3.26a, trong ñó l c F tác d ng lên ti p ñi m chuy n ñ ng (tương ñương dây d n 2) còn trên hình 3.26b, trong thi t b v i dao cách ly mà t i lo i dao c a nó so v i tác d ng m t l c F (ti p ñi n chuy n ñ ng 2) L c ñi n ñ ng tác d ng lên t m ch n ngang hình Π (hình 3.26a) ñư c xác ñ nh t bi u th c: MCA&T§K • 67
Hình 3–26. L c ñi n ñ ng c a dây d n ñ t nghiêng 1 góc 1,3. Dây d n c ñ nh 2. Dây d n chuy n ñ ng mà t i ñó l c F tác ñ ng r. Bán kính dây d n i. tr s dòng ñi n a. Kho ng cách có l c ñi n ñ ng tác d ng F Fx = 2,04.10–1i2y( ln a +0,25) còn khi n i các dây d n thành 1 góc r vuông (hình 3–26b) Fx = 1,02.10–1iy2( ln a +0,25) r Trong ñó: iy– dòng ñi n xung kích ng n m ch, kA a– chi u dài dây d n ch u tác d ng c a l c Fx r– bán kính c a dây d n tròn Kh o sát dây d n như m t cái d m nhi u nh p ph t i phân b ñ u, ta có mômen u n, t o nên b i dòng ñi n: Fl M= 10 ng su t tính toán trong v t li u ñư c xác ñ nh σtt = 10–6M/W Trong ñó: σtt – ng su t tính toán trong v t li u dây d n MN/m2 W– mô men ch ng u n riêng c a v t li u, m3 10–6 – h s chuy n ñ i M/m2 thành MN/m2 68 • MCA&TðK