Bài giảng Giải tích hệ thống điện - Chương 7: Tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện

Bài giảng Giải tích hệ thống điện - Chương 7: Tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện. Chương này cung cấp cho học viên những nội dung gồm: tổng quan về ngắn mạch; tính toán ngắn mạch đối xứng; các thành phần đối xứng; tính toán ngắn mạch bất đối xứng;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Giải tích hệ thống điện - Chương 7: Tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện Chapter 7 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TRONG HTĐ7.1 Tổng quan về ngắn mạch7.2 Tính toán ngắn mạch đối xứng7.3 Các thành phần đối xứng7.4 Tính toán ngắn mạch bất đối xứng 7.1 Tổng quan về ngắn mạch 2 Ngắn mạch trong HTĐ là hiện tượng các dây dẫn pha chạm nhau hoặc chạm dây trung tính hoặc chạm đất (HTĐ có dây trung tính nối đất). Lúc ngắn mạch xảy ra, điện áp tại các nút và dòng điện trên các nhánh sẽ bị thay đổi và HTĐ trải qua quá trình quá độ đến xác lập. Ngắn mạch thoáng qua là ngắn mạch tự biến mất sau khi xuất hiện trong khoảng thời gian ngắn. Nguyên nhân: sét (phổ biến), dây dẫn lắc lư, va chạm của các vật bên ngoài,… Ngắn mạch lâu dài là ngắn mạch vẫn còn tồn tại khi đóng máy cắt trở lại sau tác động cắt tức thời nếu không có biện pháp xử lý. Nguyên nhân: dây dẫn chạm đất, cách điện dây dẫn hư hỏng,…7.1 Tổng quan về ngắn mạch 3 Ngắn mạch có các dạng sau: 1. NM 3 pha (N(3), 3PH) NM đối xứng 2. NM 2 pha chạm nhau (N(2), L-L) 3. NM 1 pha chạm đất (N(1), 1LG) NM bất đối xứng 4. NM 2 pha chạm đất (N(1,1), 2LG) Trong đó, NM thường xuyên xảy ra nhất (70-80%) là N(1),NM N(3) ít xảy ra nhất 5% nhưng là sự cố nặng nề nhất.7.1 Tổng quan về ngắn mạch 4 Dạng sóng dòng ngắn mạch:  Thành phần DC I rms  I  t   I 2 DC 2 AC .rms  Thành phần AC7.1 Tổng quan về ngắn mạch 5 LỰC T NHỎ I2T NHIỆT Siêu Quá Xác quá độ độ lập7.1 Tổng quan về ngắn mạch 6 Mô hình máy phát điện: + X’’d Eg X’d (constant) - XdXĐiện Xdkhángmáy điện Xd Xd Siêu Quá Xác độ lập quá độ T (Chu kỳ) 0 3-6 30-1207.1 Tổng quan về ngắn mạch 7Ảnh hưởng của ngắn mạch:  Hồ quang và sự phát cháy tại điểm ngắn mạch  Gia tăng nhiệt độ trên các phần tử (tỷ lệ với bình phương dòng điện)  Tăng lực điện động tác dụng lên các phần tử (tỷ lệ với bình phương dòng điện)  Sụt áp7.1 Tổng quan về ngắn mạch 8Tính toán ngắn mạch để:  Giải bài toán ngắn mạch  Chọn khí cụ điện  Tính toán giá trị đặt rơle điều khiển máy cắt  Nghiên cứu ổn định hệ thống điện7.2 Tính toán ngắn mạch đối xứng 9 Ngắn mạch ba pha đối xứng N(3) A I Na ZN B I Nb ZN C I Nc ZN  Chạm trực tiếp: ZN = 0  Chạm gián tiếp ZN ≠ 0 7.2 Tính toán ngắn mạch đối xứng 10  Trong trường hợp ngắn mạch ba pha đối xứng, dòng điện trong ba pha đối xứng và lệch nhau 120°. Do đó chỉ cần tính dòng ngắn mạch trong 1 pha, sau đó suy ra dòng trên các pha còn lại.  Tính toán ngắn mạch dùng định lý Thevenin  VTh  VN (0)  I (3) N   ZTh  Z N ZTh  Z N 1  - Vk (0) + 2 Vth ,VN(0): điện áp tại chỗ NM trước Mạng ZTh.k sự cố. Điện áp này tìm được nhờ giải k điện bài toán PBCS trước sự cố (bỏ qua dòng tải). = k Zth: tổng trở Thevenin nhìn từ chỗ xảy ra NM. (Có thể tìm được nhờ (3) IN (3) IN ZN k ZN k các phép biến đổi tương đương hoặc từ ma trận tổng trở). 7.2 Tính toán ngắn mạch đối xứng 11 a. Tính ngắn mạch trong đơn vị có tênBT7.1 Cho hệ thống như hình vẽ. Máy phát vận hành không tảitại điện áp định mức. Một sự cố ngắn mạch ba pha đối xứng trựctiếp (ZN = 0) t ...