Mô tả:
Sách học
Taì liệu Chính
Phạm Văn Hoà -Ngắn mạch và đứt dây
trong Hệ thống điện,NXB KH&KT-2006
Taì liệu tham khảo
Lã Văn út- Ngắn mạch trong hệ thống điên
, NXB KH&KT-2004
2
C 1 : Khái quát chung về ngắn mạch
Định nghĩa về ngắn mạch trong HTĐ
Là hiện tượng sự cố trong lưới điện
Khi các pha lưới điện chập nhau, chập đất xảy ra
Các loại ngắn mạch trong lưới điện
Ngắn mạch 3 pha (5% xác suất suất hiện) – N(3)
3 pha chạm đất,
3 pha không chạm đất.
3 pha không chạm đất
3 pha chạm đất,
3
P.1. Các khái niệm & định nghĩa
Các loại ngắn mạch (tiếp….)
Ngắn mạch 2 pha ko chạm
đất,
10 % xác suất suất hiện.
Ký hiệu : N(2)
Ngắn mạch 2 pha chạm đất,
20 % xác suất suất hiện.
Ký hiệu : N(1,1)
4
P.1. Các khái niệm & định nghĩa
Các loại ngắn mạch (tiếp…)
Ngắn mạch 1 pha
65% xác suất suất hiện
Ki hiệu – N(1)
5
Thống kê về ngắn mạch (France)
6
P.1. Các khái niệm & định nghĩa
Quá trình biến thiên dòng ngắn mạch
i(t)
Quá trình quá độ,
dòng điện tăng lên rất
nhanh
Trạng thái duy trì
Sau đó giảm dần và
chuyển sang trạng thái
ngắn mạch duy trì.
Quá trình quá độ
Ngắn mạch trực tiếp: không có hiện tượng hồ quang và
điện trở tiếp xúc ngắn mạch = 0
Ngắn mạch duy trì : là trạng thái ngắn mạch duy trì sau
thời gian biến thiên tăng đột biến của dòng điện.
7
P.1. Các khái niệm & định nghĩa
Nguồn công suất vô cùng lớn & công suất giới hạn
là 2 loại nguồn công suất ảnh hưởng trực tiếp đến sự
biến thiên của dòng điện ngắn mạch, cần được nghiên
cứu riêng biệt.
Nguồn công suất vô cùng lớn
Có điện áp đầu cực không thay đổi dù có sự cố xảy ra phía sau nó.
Có điện kháng bên trong của nguồn = 0
Thường là các trường hợp ngắn mạch xa nguồn điện (máy phát)
Nguồn công suất giới hạn
Có điện áp đầu cực máy phát thay đổi khi ngắn mạch xảy ra
Có điện kháng bên trong của nguồn khác 0,
Thường gặp trong ngắn mạch đầu cực máy phát.
8
P.1. Các khái niệm & định nghĩa
Nguyên nhân ngắn mạch
Chủ yếu do cách điện bị hỏng (sét đánh, quá điện áp, già cỗi
cuat thiết bị….)
Do các nguyên nhân chủ quan của con người : thao tác nhầm,
do thi công gần công trình…
….
Hậu quả ngắn mạch
Dòng điện tăng mạnh gây nóng cục bộ gây hỏng thiết bị,
Sinh ra lực điện động làm hỏng khí cụ điện và dây dẫn,
Điện áp tụt lúc ngắn mạch làm dừng các động cơ,
Phá hoại sự làm việc đồng bộ của máy phát điện, gây mất ổn
định hệ thống,
Lúc ngắn mạch chạm đất, N(1), N(1,1) sinh ra dòng thứ tự không,
làm nhiễu các thiết bị thông tin,
9
P.1. Các khái niệm & định nghĩa
Các cách khắc phục ngắn mạch
Sơ đồ nối dây hợp lý,
Chọn thiết bị đúng tiêu chuẩn, thích hợp,
Sử dụng các thiết bị hạn chế dòng ngắn mạch
(cuộn kháng, điện trở….)
Các thiết bị tự động hiện đại nhằm loại bỏ
phần tử sự cố trong lưới điện ( các relais,
atomát, cầu chì…)
10
Mục đích của tính toán ngắn mạch
Nhằm lựa chọn trang thiết bị phù hợp khi
thiết kế,
Phục vụ cho việc tính toán hiệu chỉnh các
thiết bị bảo vệ và tự động hóa trong hệ thống
điện, giúp loại trừ nhanh sự cố,
Nhằm lựa chọn sơ đồ nối điện thích hợp, hạn
chế dòng ngắn mạch,
Phục vụ thiết kế lựa chọn thiết bị hạn chế
dòng ngắn mạch.
11
P.2. Ngắn mạch N(3) của mạch đơn
giản
r
L
Ngắn mạch đơn giản
i(0) = 0
Sự cố ngắn mạch 3 pha
U(t) = Um.Sin(wt+ψ)
Ψ : góc lệch của điện áp lúc ngắn mạch so với điện áp vị trí 0
Ngắn mạch 3 pha là sự cố ngắn mạch đối xứng, có điện áp và dòng
đều như nhau, lệch pha nhau 120°. Do vậy, chỉ cần xét mạch sơ đồ
thay thế đơn giản 1 pha.
Phương trình mô tả quá trình quá độ của ngắn mạch
u (t ) = ur (t ) + u L (t )
di (t )
u (t ) = i (t ).r + L.
dt
E. (1.1)
12
P.2. Ngắn mạch N(3) của mạch đơn
giản (tiếp…)
Nghiệm của E (1.1) co dạng: i(t ) = ikck (t ) + ick (t )
•ikck(t) : thành phần không chu kì của dòng điện ngắn mạch
•ick(t) : thành phần chu kì của dòng điện ngắn mạch
ikck(t) được xác định bởi:
di kck (t )
0 = ikck (t ).r + L.
dt
Nghiệm của E. (1.2) có dạng:
E. (1.2)
i kck = A.e
−
t
τ
L
τ=
Với: τ hằng số thời gian của mạch.
r
Với A: hệ số được xác định từ điều kiện ban đầu khi bắt
đầu xảy ra ngắn mạch
13
P.2. Ngắn mạch N(3) của mạch đơn
giản (tiếp…)
ick(t) được xác định từ phương trình ngắn mạch duy trì:
Z .i = u (t ) = U m . sin( wt +ψ )
Với:
Ta có :
Z = r + jx = R + jwL
Um
ick (t ) =
sin( wt +ψ − ϕ ) = I m sin( wt +ψ − ϕ )
Z
φ : Góc lệch pha giữa dòng điện i(t) và điện áp u(t)
14
P.2. Ngắn mạch N(3) của mạch đơn
giản (tiếp…)
Nghiệm của phương trình vi phân trong chế độ
quá độ của mạch điện đơn giản có dạng :
i (t ) = ikck (t ) + ick (t )
i (t ) = I m sin( wt +ψ − ϕ ) + A.e
r
− .t
L
Xác định A theo điều kiện ban đầu, giả thiết trước khi
ngắn mạch, dòng điện =0.
i (0) = I m sin(ψ − ϕ ) + A = 0
A = − I m sin(ψ − ϕ )
15
P.2. Ngắn mạch N(3) của mạch đơn
giản (tiếp…)
Nghiệm của phương trình vi phân trong chế độ
quá độ của mạch điện đơn giản co dạng:
i (t ) = I m sin( wt + ψ − ϕ ) − I m sin(ψ − ϕ ).e − t /τ
16
P.2. Ngắn mạch N(3) của mạch đơn
giản (tiếp…)
Dạng của các thành phần dòng điện ngắn mạch:
Dòng ngắn mạch ikck đạt giá trị cực đại ngay thời điểm ngắn mạch
Dòng ngắn mạch ick :có tần số không thay đổi và biên độ ko đổi sau khi
quá độ
Dòng ngắn mạch i(t) thường đạt giá trị cực đại (giá trị xung kích) sau
thời gian nửa chu kì t= 0,5 T
17
P.2. Ngắn mạch N(3) của mạch đơn
giản (tiếp…)
Dòng xung kích ixk
ixk (t = 0,01s ) = 2 .I (1 + e −t /τ )
ixk = K xk . 2 .I
Kxk : hệ số xung kích.
K xk = 1 + e −t /τ
Khi mạch thuần kháng (r<>wL),
τ =0
và Kxk=2
và Kxk=1
Vậy 1 I (t ) > I ∞
"
t
21
- Xem thêm -