Bài giảng Phân tích ngắn mạch trong hệ thống điện - Chương 5: Tính toán dòng điện ngắn mạch không đối xứng

117 Chương 5 Tính Toán Dòng Điện Ngắn Mạch Không Đối Xứng ‣ Chế độ không đối xứng của HTĐ ‣ Các phương pháp phân tích chế độ không đối xứng 118 5.1. Khái niệm chung 119 5.2. Cơ sở toán học của phương pháp thành phần đối xứng Hệ thứ tự thuận Hệ thứ tự nghịch Hệ thứ tự không Hệ không đối xứng !IB1 = a 2 !I A1 !IC1 = a !I A1 !IB2 = a !I A2 !IC2 = a 2 !I A2 !I A0 = !IB0 = !IC0 !I A = !I A1 + !I A2 + !I A0 !IB = !IB1 + !IB2 + !IB0 !IC = !IC1 + !IC2 + !IC0 a = e j120 0 = − 1 2 + j 3 2 !I A1 = !I A + a !IB + a 2 !IC 3 !I A2 = !I A + a 2 !IB + a !IC 3 !I A0 = !I A + !IB + !IC 3 120 5.3. Điện kháng thứ tự nghịch và thứ tự không ‣ Các thiết bị không quay khi làm việc: X2 = X1, ngược lại X2 X1 ‣ Các phần tử không có hỗ cảm: X0 = X1, ngược lại X0 X1 ‣ Mạch điện có điện dung: thành phần tác dụng thứ tự không khác với thứ tự thuận ≠ ≠ 121 5.3. Điện kháng thứ tự nghịch và thứ tự không 5.3.1. Máy phát điện đồng bộ - Điện kháng thứ tự nghịch được xác định bằng thực nghiệm MFĐ có cuộn cảnX2 = Xd " + Xq " 2 ≈ Xd " X2 ≈1,45Xd ' MFĐ không có cuộn cản X0 ≈ ∞ 122 5.3. Điện kháng thứ tự nghịch và thứ tự không 5.3.2. Phụ tải tổng hợp, kháng điện và tụ điện - Phụ tải: điện kháng thứ tự nghịch khác điện kháng thứ tự thuận X2 ≈ 0,35 X2 ≈ 0,45 Điện áp dưới 10 kV Điện áp trên 35 kV - Kháng điện và tụ điện: X2 = X1 = X0 123 5.3. Điện kháng thứ tự nghịch và thứ tự không 5.3.3. Máy biến áp - Điện kháng thứ tự nghịch bằng điện kháng thứ tự thuận - Sơ đồ thứ tự không MBA 2 dây quấn có tổ nối dây Yo/Yo 124 5.3. Điện kháng thứ tự nghịch và thứ tự không 5.3.3. Máy biến áp - Sơ đồ thứ tự không MBA 2 dây quấn có tổ nối dây Yo/Y 125 5.3. Điện kháng thứ tự nghịch và thứ tự không 5.3.3. Máy biến áp - Sơ đồ thứ tự không MBA 2 dây quấn có tổ nối dây sao - tam giác 126 5.3. Điện kháng thứ tự nghịch và thứ tự không 5.3.3. Máy biến áp - Sơ đồ thứ tự không MBA 3 dây quấn 127 5.3. Điện kháng thứ tự nghịch và thứ tự không 5.3.4. Đường dây - Điện kháng thứ tự nghịch bằng điện kháng thứ tự thuận - Điện kháng thứ tự không phụ thuộc kiểu đường dây và loại dây dẫn X0 = 3X1 X0 = (3,5÷ 4,6)X1 - đường dây trên không có điện áp dưới 220 kV - đường dây cáp ‣ Sơ đồ thứ tự thuận 128 5.4. Thành lập sơ đồ các thành phần đối xứng ‣ Sơ đồ thứ tự nghịch ‣ Sơ đồ thứ tự không - Điểm ngắn mạch không nối với trung điểm của sơ đồ - Sức điện động bằng 0 - Trị số điện kháng là thông số không phụ thuộc chế độ ngắn mạch - Sức điện động bằng 0 - Có xét tổng trở của mạch trung tính - Bỏ qua phụ tải 129 5.4. Thành lập sơ đồ các thành phần đối xứng 130 5.5. Dòng điện và điện áp tại điểm ngắn mạch 5.5.1. Hệ phương trình dòng điện và điện áp !UNa1 = !EaΣ − j!INa1X1Σ !UNa2 = 0− j!INa2X2Σ !UNa0 = 0− j!INa0X0Σ 131 5.5. Dòng điện và điện áp tại điểm ngắn mạch 5.5.1. Hệ phương trình dòng điện và điện áp !INb = 0 !UNa = 0 !INc = 0 !INa = 0 !UNb = !UNc !INb = − !INc !INa = 0 !UNc = 0 !UNb = 0 132 5.5. Dòng điện và điện áp tại điểm ngắn mạch 5.5.2. Dạng ngắn mạch 2 pha !INb = (a 2 − a) !INa1 = − j 3 !INa1 !UNa = 2 !UNa1 = 2 j!INa1X2Σ !INa = 0 !UNb = !UNc = − j!INa1X2Σ !INc = (a − a 2 ) !INa1 = j 3 !INa1 133 5.5. Dòng điện và điện áp tại điểm ngắn mạch 5.5.3. Dạng ngắn mạch 1 pha !INb = 0 !UNa = 0 !INa = 3 !INa1 !UNb = j!INa1 (a 2 − a)X2Σ + (a 2 −1)X0Σ⎡⎣ ⎤⎦ !INc = 0 !UNc = j!INa1 (a − a 2 )X2Σ + (a −1)X0Σ⎡⎣ ⎤⎦ 134 5.5. Dòng điện và điện áp tại điểm ngắn mạch 5.5.4. Dạng ngắn mạch 2 pha chạm đất !UNa = 3 !UNa1 !INa = 0 !INb = !INa1 a 2 − X2Σ + aX0Σ X2Σ + X0Σ ⎡ ⎣ ⎢ ⎤ ⎦ ⎥ !INc = !INa1 a − X2Σ + a 2X0Σ X2Σ + X0Σ ⎡ ⎣ ⎢ ⎤ ⎦ ⎥