Giáo trình Ngắn mạch trong hệ thống điện - Chương 7: Ngắn mạch không đối xứng
1
Chæång 7:
NGÀN MACH KHÄNG ÂÄI XÆNG
I. KHAI NIÃM CHUNG:
Ngoai ngàn mach 3 pha âäi xæng, trong hã thäng âiãn con co thã xay ra ngàn
mach khäng âäi xæng bao gäm cac dang ngàn mach 1 pha, ngàn mach 2 pha, ngàn
mach 2 pha cham âát. Khi âo hã thäng vectå dong, ap 3 pha khäng con âäi xæng
næa.
Âäi våi may phat, khi trong cuän dáy stato co dong khäng âäi xæng se xuát
hiãn tæ træång âáp mach, tæ âo sinh ra mät loat song hai bác cao cam æng giæa räto
va stato: song bác le å stato se cam æng sang räto song bác chàn va ngæåc lai. Biãn
âä cac song nay phu thuäc vao sæ âäi xæng cua räto, räto cang âäi xæng thç biãn
âä cac song cang be. Do âo thæc tã âäi våi may phat turbine håi va turbine næåc
co cac cuän can doc truc va ngang truc, cac song hai bác cao co biãn âä rát nho, co
thã bo qua va trong tênh toan ngàn mach ta chè xet âãn song tán sä cå ban.
Tênh toan ngàn mach khäng âäi xæng mät cach træc tiãp bàng cac hã phæång
trçnh vi phán dæa trãn nhæng âënh luát Kirchoff va Ohm rát phæc tap, do âo ngæåi
ta thæång dung phæång phap thanh phán âäi xæng. Näi dung cua phæång phap nay
la chuyãn mät ngàn mach khäng âäi xæng thanh ngàn mach 3 pha âäi xæng gia
tæång räi dung cac phæång phap âa biãt âã giai no.
II. PHÆÅNG PHAP THANH PHÁN ÂÄI XÆNG:
Phæång phap nay dæa trãn nguyãn tàc Fortesene - Stokvis. Mät hã thäng 3
.
.
.
vectå Fa , Fb , Fc khäng âäi xæng bát ky (hçnh 7.1) co thã phán têch thanh 3 hã
thäng vectå âäi xæng:
.
.
.
- Hã thäng vectå thæ tæ thuán : Fa1 , Fb1 , Fc1
.
.
.
- Hã thäng vectå thæ tæ nghëch: Fa 2 , Fb2 , Fc2
.
.
.
- Hã thäng vectå thæ tæ khäng : Fa0 , Fb0 , Fc0
Theo âiãu kiãn phán têch ta co:
.
.
.
.
Fa = Fa1 + Fa 2+ Fa0
.
.
.
.
Fb = Fb1 + Fb2+ Fb0
.
.
.
.
Fc = Fc1 + Fc2+ Fc0
2
Hçnh 7.1
o
Dung toan tæ pha a = ej120 ta co:
.
.
⎡
⎢
⎢
⎢
⎤
⎥
⎥
⎡
⎢
⎢
⎢
⎤
⎥
⎥
⎥
⎡
⎤
⎥
⎥
⎥
Fa
F0
1
1
1
⎢
⎢
.
.
Fb = 1
a2
a
a
Fa1
.
.
⎥
⎢
1
a2
Fc
Fa2
⎢
⎥
⎦
⎢
⎥
⎢
⎣
⎥
⎦
⎣
⎣
⎦
va ngæåc lai:
.
.
⎡
⎤
⎥
⎥
⎥
⎡
⎤
⎡
⎤
⎥
⎥
F0
Fa
1
1
1
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎥
⎥
⎥
⎢
⎢
.
.
1
3
Fa1
=
1
a
a2 Fb
.
.
⎢
⎢
⎥
1
a2
a
Fa2
Fc
⎢
⎥
⎢
⎣
⎥
⎢
⎥
⎦
⎣
⎣
⎦
⎦
.
.
.
.
Khi Fa + Fb + Fc = 3F0 = 0 thç hã thäng 3 vectå la cán bàng.
• Hã sä khäng cán bàng: b0 = F0/F1
• Hã sä khäng âäi xæng: b2 = F2/F1
Hã thäng vectå thæ tæ thuán va thæ thæ nghëch la âäi xæng va cán bàng, hã
thäng vectå thæ tæ khäng la âäi xæng va khäng cán bàng.
Mät vai tênh chát cua cac thanh phán âäi xæng trong hã thäng âiãn 3 pha:
H Trong mach 3 pha - 3 dáy, hã thäng dong âiãn dáy la cán bàng.
H Dong âi trong âát (hay trong dáy trung tênh) bàng täng hçnh hoc dong cac
pha, do âo bàng 3 lán dong thæ tæ khäng.
H Hã thäng âiãn ap dáy khäng co thanh phán thæ tæ khäng.
H Giæa âiãn ap dáy va âiãn ap pha cua cac thanh phán thæ tæ thuán va thæ thæ
nghëch cung co quan hã 3:
Ud1 = 3Uf1
;
Ud2 = 3Uf 2
H Co thã loc âæåc cac thanh phán thæ tæ.
III. CAC PHÆÅNG TRÇNH CÅ BAN CUA THANH PHÁN ÂÄI XÆNG:
Quan hã giæa cac âai læång dong, ap, täng trå cua cac thanh phán âäi xæng
cung tuán theo âënh luát Ohm:
3
.
.
U1 = jI1.X1
.
.
.
U2 = jI2.X2
.
.
.
U0 = jI0 .X0
trong âo: X1, X2, X0 - âiãn khang thæ tæ thuán, nghëch va khäng cua mach.
Khi ngàn mach khäng âäi xæng ta xem tçnh trang mach nhæ la xãp chäng cua
cac mach tæång æng våi cac thanh phán âäi xæng tuán theo nhæng phæång trçnh cå
ban sau:
.
.
.
UN1 = EΣ − jIN1.X1Σ
.
.
.
UN2 = 0 − jIN2.X2Σ
.
.
.
UN0 = 0 − jIN0.X0Σ
trong âo: UN1, UN2, UN0, IN1, IN2, IN0 - cac thanh phán thæ tæ cua dong va ap tai
âiãm ngàn mach.
Nhiãm vu tênh toan ngàn mach khäng âäi xæng la tênh âæåc cac thanh phán
âäi xæng tæ cac phæång trçnh cå ban va âiãu kiãn ngàn mach, tæ âo tçm ra cac âai
læång toan phán.
IV. CAC THAM SÄ THANH PHÁN THÆ TÆ CUA CAC PHÁN TÆ:
Tham sä cua cac phán tæ la âàc træng cho phan æng khi co dong, ap qua
chung. Do âo tham sä thanh phán thæ tæ cua cac phán tæ la phan æng khi co hã
thäng dong, ap thæ tæ thuán, nghëch va khäng tac dung lãn chung.
- Tham sä thæ tæ thuán cua cac phán tæ la cac tham sä trong chã âä âäi xæng
bçnh thæång âa biãt.
- Âäi våi nhæng phán tæ co ngáu håp tæ âæng yãn nhæ may biãn ap, âæång
dáy ... thç âiãn khang khäng phu thuäc vao thæ tæ pha, tæc la âiãn khang thæ tæ
thuán va thæ tæ nghëch giäng nhau (X2 = X1). Âäi våi nhæng phán tæ co ngáu håp
tæ quay thç X2 ≠ X1. Âiãn khang thæ tæ khäng thç noi chung la X0 ≠ X2, X1, træ
træång håp mach khäng co ngáu håp tæ thç X0 = X2 = X1.
IV.1. May âiãn âäng bä:
- Âiãn khang thæ tæ nghëch X2 la phan æng cua may âiãn do dong thæ tæ
nghëch tao tæ træång quay ngæåc våi ván täc 2ω so våi räto. Trë sä cua X2 tuy
thuäc âä âäi xæng cua may âiãn, thæång ghi trong ly lëch may. Trong tênh toan
gán âung co thã láy:
• May âiãn khäng cuän can:
• May âiãn co cuän can:
X2 = 1,45x’d
X2 = 1,22x”d
4
- Âiãn khang thæ tæ khäng Xo âàc træng cho tæ thäng tan cua dong thæ tæ
khäng:
Xo = (0,15 ÷ 0,6)x”d
X1 thay âäi trong qua trçnh ngàn mach nhæng X2 va Xo nãu khäng xet âãn
bao hoa thç co thã xem la khäng âäi. Tênh toan gán âung co thã láy gia trë trung
bçnh trong bang 7.1.
Bang 7.1:
LOAI MAY ÂIÃN
X2
XO
May phat turbine håi < 200MW
May phat turbine håi ≥ 200MW
May phat turbine næåc co cuän can
May phat turbine næåc khäng cuän can
May bu va âäng cå âäng bä cå lån
0,15
0,22
0,25
0,45
0,24
0,05
0,05
0,07
0,07
0,08
IV.2. Phu tai täng håp:
Phu tai täng håp chu yãu la âäng cå khäng âäng bä nãn co thã láy mät âäng
cå khäng âäng bä âàng trë thay thã cho toan bä phu tai âã tênh toan.
- Âiãn khang thæ tæ nghëch X2 æng våi tæ thäng thæ tæ nghëch co âä træåt (2-
s), luc s=1 (tæc âäng cå bë ham) thç X2 be nhát, âo la træång håp nguy hiãm nhát
âæåc tênh toan trong thæc tã:
X2 = X2(s=1) = XN
trong âo: XN - âiãn khang ngàn mach cua âäng cå våi X*N = 1/I*mm
Tênh toan gán âung láy:
X2 = X” = 0,35
- Háu hãt cac âäng cå co trung tênh cach âiãn våi âát nãn khäng co dong thæ
tæ khäng âi qua chung. Do váy khäng cán tçm Xo cua cac âäng cå (tæc Xo ≈ ∞).
IV.3. Khang âiãn:
Khang âiãn la phán tæ âæng yãn, liãn lac vã tæ yãu nãn:
Xo ≈ X1 = X2
IV.4. May biãn ap:
May biãn ap co X1 = X2, con Xo phu thuäc vao tä näi dáy. Tä näi dáy ∆ chè
co thã cho dong thæ thæ khäng chay quán trong cuän dáy ma khäng ra ngoai læåi
âiãn. Tä näi dáy Y cho dong thæ thæ khäng âi qua cuän dáy chè khi trung tênh näi
âát.
H Näi Yo /∆ :(hçnh 7.2)
xµ >> xII
o
Xo = xI + xII =X1
5
Hçnh 7.2
H Näi Yo / Yo :(hçnh 7.3)
Xo tuy thuäc vao chã âä lam viãc cua âiãm trung tênh læåi âiãn.
Hçnh 7.3
H Näi Yo / Y :(hçnh 7.4)
Xo = xI + xµ
o
Hçnh 7.4
Âäi våi may biãn ap 2 cuän dáy gäm 3 may biãn ap 1 pha hoàc âäi våi may
biãn ap 3 pha 4 tru hay 5 tru thç xµ = ∞, âäi våi may biãn ap 3 pha 3 tru thç xµ =
o
o
0,3 ÷ 1.
Âäi våi may biãn ap 3 cuän dáy thæång co 1 cuän dáy näi ∆ vç váy co thã bo
qua xµ
o
H Näi Yo /∆ /Y :(hçnh 7.5)
Xo = xI + xII
Hçnh 7.5
H Näi Yo /∆ /Yo :(hçnh 7.6)
6
Xo tuy thuäc vao chã âä lam viãc cua âiãm trung tênh læåi âiãn.
Hçnh 7.6
H Näi Yo /∆ /∆ :(hçnh 7.7)
Xo = xI + (xII // xIII)
Hçnh 7.7
IV.5. Âæång dáy:
IV.5.1. Âæång dáy trãn khäng:
z
X2 = X1
z
Xo phu thuäc âæång âi cua dong thæ thæ khäng, nghéa la phu thuäc vao sæ
phán bä cua chung trong âát, trong dáy trung tênh, trong nhæng mach näi âát song
song (dáy chäng set). Hä cam giæa cac pha lam giam X1, X2 nhæng lam tàng Xo.
- Âäi våi âæång dáy âån 3 pha (1 lä): Xo > X1
- Âäi våi âæång dáy kep 3 pha (2 lä), X’o cua mät lä lån hån âiãn
khang thæ tæ khäng Xo cua âæång dáy âån 3 pha do co hä cam giæa 2 mach song
song:
X’o = Xo + XI-IIo
trong âo: XI-IIo - âiãn khang thæ tæ khäng hä cam giæa 2 lä.
Âiãn khang tæång âæång cua 1 pha âæång dáy kep la:
X’’o = X’o/2 = (Xo + XI-IIo)/2
- Anh hæång cua dáy chäng set:
Dáy chäng set thæång âæåc näi âát å mäi cät tao thanh nhæng mach vong kên
cho dong cam æng âi qua khi co dong thæ tæ khäng trong cac pha (âäi våi dong
thæ tæ thuán va dong thæ tæ nghëch khäng co cam æng vç täng tæ thäng moc vong
do chung tao nãn bàng khäng).
Chênh hä cam giæa dáy chäng set va cac pha lam giam Xo cua âæång dáy, hä
cam nay phu thuäc vao vát liãu, sä læång va sæ bä trê cua dáy chäng set. Trong
tênh toan gán âung co thã láy trë sä trung bçnh trong bang 7.2.
7
Bang 7.2:
TÊNH CHÁT ÂÆÅNG DÁY
TY SÄ Xo/X1
Âæång dáy âån khäng co dáy chäng set
Âæång dáy âån co dáy chäng set bàng thep
Âæång dáy âån co dáy chäng set dán âiãn tät
Âæång dáy kep khäng co dáy chäng set
Âæång dáy kep co dáy chäng set bàng thep
Âæång dáy kep co dáy chäng set dán âiãn tät
IV.5.1. Âæång dáy cap:
3,5
3
2
5,5
4,7
3
Vo cap thæång âæåc näi âát å 2 âáu va nhiãu âiãm trung gian (häp näi cap),
do âo tao thanh âæång âi âäi våi dong thæ tæ khäng, vo cap co anh hæång tæång tæ
nhæ dáy chäng set cua âæång dáy trãn khäng. Gia trë ro, Xo cua dáy cap thay âäi
trong pham vi räng. Trong tênh toan gán âung, våi cap 3 loi co thã xem:
ro ≈ 10r1
Xo ≈ (3,5 ÷ 4,6)X1
V. SÅ ÂÄ CAC THANH PHÁN THÆ TÆ:
V.1. Så âä thæ tæ thuán va thæ tæ nghëch:
Så âä thæ tæ thuán la så âä dung âã tênh toan å chã âä âäi xæng. Tuy thuäc
vao phæång phap va thåi âiãm tênh toan, cac may phat va cac phán tæ khac âæåc
thay thã bàng sæc âiãn âäng va âiãn khang tæång æng.
Så âä thæ tæ nghëch va så âä thæ tæ thuán co cáu truc tæång tæ nhau vç âæång
âi cua dong thæ tæ nghëch va dong thæ tæ thuán la nhæ nhau. Âiãm khac biãt cua så
âä thæ tæ nghëch so våi så âä thæ tæ thuán la:
- cac nguän sæc âiãn âäng bàng khäng.
- cac âiãn khang thæ tæ nghëch khäng thay âäi, khäng phu thuäc vao dang
ngàn mach va thåi âiãm tênh toan.
Ta goi:
z
Âiãm âáu cua så âä thæ tæ thuán va thæ tæ nghëch la âiãm näi tát ca cac
trung tênh may phat va phu tai, âo la âiãm co thã âiãn bàng khäng.
z
z
Âiãm cuäi cua så âä thæ tæ thuán va thæ tæ nghëch la âiãm sæ cä.
Âiãn ap giæa âiãm cuäi va âiãm âáu cua så âä thæ tæ thuán va thæ tæ nghëch
tæång æng la âiãn ap ngàn mach thæ tæ thuán va thæ tæ nghëch.
V.2. Så âä thæ tæ khäng:
Âæång âi cua dong thæ tæ khäng rát khac våi dong thæ tæ thuán va thæ tæ
nghëch. Så âä thæ tæ khäng phu thuäc rát nhiãu vao cach näi dáy cua may biãn ap
va chã âä näi âát âiãm trung tênh cua hã thäng âiãn.
8
Muän thanh láp så âä thæ tæ khäng cán bàt âáu tæ âiãm ngàn mach, coi ràng
ca 3 pha tai âiãm âo nháp chung va co âiãn ap la UNo. Så âä thæ tæ khäng chè bao
gäm cac phán tæ ma dong thæ tæ khäng co thã âi qua. Täng trå näi âát cac âiãm
trung tênh cán nhán 3, vç så âä thæ tæ khäng âæåc láp cho 1 pha trong khi qua täng
trå näi âát co dong thæ tæ khäng cua ca 3 pha.
VI. TÊNH TOAN CAC DANG NGÀN MACH CÅ BAN:
Qui æåc:
- Coi pha A la pha âàc biãt (å trong âiãu kiãn khac 2 pha con lai).
- Xet ngàn mach ngay tai âáu nhanh re cua phán tæ va chiãu dæång cua dong
âiãn la tæ cac pha âãn âiãm ngàn mach.
Theo âiãu kiãn phán têch hã thäng vectå khäng âäi xæng, ta âa co:
.
.
.
.
⎡
⎢
⎢
⎢
⎤
⎥
⎥
⎡
⎢
⎢
⎢
⎤
⎥
⎥
⎥
⎡
⎢
⎢
⎢
⎤
⎥
⎥
⎥
⎡
⎢
⎢
⎤
⎥
⎥
⎥
⎡
⎤
⎥
⎥
⎥
⎡
⎤
⎥
⎥
INA
IN0
IN0
INA
1
1
1
1
1
1
⎢
⎢
⎢
⎢
.
.
.
.
1
3
INB = 1
a2
a
a
INA1
va
INA1
=
1
a
a2 INB
.
.
.
.
⎥
⎢
⎢
⎢
⎥
1
a2
1
a2
a
INC
INA2
INA2
INC
⎢
⎥
⎢
⎥
⎢
⎥
⎢
⎣
⎥
⎢
⎥
⎦
⎢
⎥
⎦
⎣
⎣
⎣
⎦
⎣
⎦
⎣
⎦
⎦
va cac phæång trçnh cå ban:
.
.
.
UNA1 = EAΣ − jINA1.X1Σ
(7.1)
.
.
UNA 2 = 0 − jINA 2.X 2Σ
(7.2)
(7.3)
.
.
UN0 = 0 − jIN0.X0Σ
VI.1. Ngàn mach 2 pha:
Xet ngàn mach giæa 2 pha
B, C (hçnh 7.8). Âiãu kiãn ngàn
mach la:
.
INA = 0
(7.4)
(7.5)
(7.6)
.
.
INB = − INC
.
.
UNB = UNC
Hçnh 7.8
Thay vao cac phæång trçnh
thæ tæ:
.
.
⎡
⎢
⎢
⎢
⎤
⎥
⎥
⎥
⎡
⎢
⎢
⎤
⎥
⎥
⎥
⎡
⎤
⎥
⎥
UN0
UNA
1
1
1
⎢
⎢
.
.
.
.
1
3
UNA1
=
1
a
a2 UNB
⇒ UNA1 = UNA2
(7.7)
.
.
⎢
⎢
⎥
1
a2
a
UNA2
UNB
⎢
⎥
⎢
⎣
⎥
⎢
⎥
⎦
⎣
⎣
⎦
⎦
9
.
⎡
⎢
⎢
⎢
⎤
⎥
⎥
⎥
⎡
⎤ ⎡
⎥ ⎢
⎤
⎥
⎥
⎥
IN0
1
1
1
a
a
0
.
⎢
⎢
.
.
1
3
IN0 = 0
(7.8)
(7.9)
2 ⎥ ⎢
⎥ ⎢
INA1
=
1
a
INB
⇒
.
.
.
.
⎢
a2
INA1 = −INA2
1
INA2
−INB
⎢
⎥
⎢
⎥ ⎢
⎦ ⎣
⎥
⎦
⎣
⎣
⎦
Giai cac phæång trçnh tæ (7.1) âãn (7.9) ta co:
.
.
.
.
EAΣ − jINA1.X1Σ = 0 − jINA 2.X 2Σ = 0 + jINA1.X 2Σ
Nhæ váy:
.
.
EAΣ
INA1
=
j(X1Σ + X 2Σ )
.
.
.
INB = −INC = −j 3INA1
UNA1 = UNA 2 = jINA1.X 2Σ
.
.
.
.
;
UN0. = 0
.
.
.
.
UNA = 2UNA1
;
UNB = UNC = − UNA1
Hçnh 7.9
VI.2. Ngàn mach 1 pha:
Xet ngàn mach 1 pha å pha
A (hçnh 7.10). Âiãu kiãn ngàn
mach la:
.
INB = 0
(7.10)
(7.11)
(7.12)
.
INC = 0
.
UNA = 0
Hçnh 7.10
Thay vao phæång trçnh thæ
tæ dong:
10
.
.
⎡
⎢
⎢
⎢
⎤
⎥
⎥
⎥
⎡
⎢
⎢
⎢
⎤
⎥
⎥
⎥
⎡
⎤
⎥
⎥
⎥
IN0
INA
0
0
1
1
1
⎢
⎢
.
.
.
.
.
1
3
1
3
INA1
=
1
a
a2
a
⇒ IN0 = INA1 = INA2 = INA
(7.13)
.
⎢
1
a2
INA2
⎢
⎥
⎢
⎥
⎢
⎥
⎦
⎣
⎣
⎦
⎣
⎦
Tæ phæång trçnh thæ tæ ap ta co:
.
.
.
.
UNA = UNA1 + UNA 2 + UN0 = 0
Va tæ cac phæång trçnh cå ban (7.1) ÷ (7.3) ta co:
.
.
EAΣ − jINA1 (X1Σ + X 2Σ + X0Σ ) = 0
.
.
EAΣ
Nhæ váy:
INA1
=
j(X1Σ + X 2Σ + X0Σ )
.
.
.
.
.
.
UN0 = −jX0Σ IN0 = −jX0Σ INA1
;
UNA 2 = −jX 2Σ INA 2 = -jX 2Σ INA1
.
.
.
.
UNA1 = −(UN0 + UNA 2 ) = jINA1 (X0Σ + X 2Σ )
Dong tai chä ngàn mach, cung la dong âi qua âát IÂ:
.
.
.
INA = IÂ = 3INA1
Ap tai chä ngàn mach:
.
.
.
.
.
UNB = UN.0 + a2 UNA1 + a UNA 2 = j[(a2 − a)X 2Σ + (a2 −1)X0Σ ]INA1
.
X0Σ
X 2Σ
= 3INA1 (X 2Σ − aX0Σ )
= 3INA1 X 2Σ (1− a
)
.
.
.
.
.
UNC = UN0 + a UNA1 + a2 UNA 2 = j[(a − a2 )X 2Σ + (a −1)X0Σ ]INA1
.
.
X0Σ
X 2Σ
= − 3INA1 (X 2Σ − a2X0Σ ) = − 3INA1 X 2Σ (1− a2
)
Hçnh 7.11
VI.3. Ngàn mach 2 pha cham âát:
11
Xet ngàn mach 2 pha B, C
cham âát (hçnh 7.12). Âiãu kiãn
ngàn mach la:
.
INA = 0
(7.14)
(7.15)
(7.16)
.
UNB = 0
UNC = 0
.
Hçnh 7.12
Thay vao phæång trçnh thæ
tæ ap:
.
.
⎡
⎢
⎢
⎢
⎤
⎥
⎥
⎥
⎡
⎢
⎢
⎢
⎤
⎥
⎥
⎥
⎡
⎤
⎥
⎥
⎥
⎦
.
UN0
UNA
0
0
1
1
1
⎢
⎢
.
.
.
.
.
1
3
1
3
UNA1
=
1
a
a2
a
⇒ UN0 = UNA1 = UNA2 = UNA
(7.17)
.
⎢
1
a2
UNA2
⎢
⎥
⎢
⎥
⎢
⎥
⎣
⎣
⎦
⎣
⎦
.
.
.
Tæ (7.14) ta co:
INA = INA1 + INA 2 + IN0 = 0
Va tæ cac phæång trçnh cå ban (7.1) ÷ (7.3) ta co:
.
.
jX 2Σ INA 2 = jX0Σ IN0
.
.
.
.
X 2Σ
X0Σ
X0Σ + X 2Σ
Nhæ váy:
IN0 = −INA1
(
) ;
INA 2 = −INA1
(
)
X0Σ + X 2Σ
Tæ cac phæång trçnh cå ban va (7.17) ta co:
.
.
.
.
.
.
X 2Σ
X0Σ + X 2Σ
UNA1 = EAΣ − jINA1 X1Σ = UN0 = −jIN0 X0Σ = jINA1
(
)X0Σ
.
.
EAΣ
Do âo:
INA1
=
X 2Σ X0Σ
j(X1Σ
+
)
X 2Σ + X0Σ
Dong tai chä ngàn mach:
X 2Σ + a 2X
.
.
.
.
X 2Σ + aX
X 2Σ + X0Σ
INB = (a 2 −
0Σ )INA1
;
INC = (a −
0Σ )INA1
X 2Σ + X0Σ
.
.
.
X 2Σ
Dong âi qua âát IÂ la:
IÂ = 3IN0 = −3INA1
X0Σ + X 2Σ
.
.
.
X 2Σ X0Σ
X0Σ + X 2Σ
Ap tai âiãm ngàn mach:
UNA = 3UNA1 = 3jINA1
12
Hçnh 7.13
Bang 7.3: TOM TÀT BIÃU THÆC ÂÄI VÅI CAC DANG NGÀN MACH
Dang NM
Dong
Ap
.
.
.
.
EAΣ
UNA1 = jX 2Σ INA1
UNA 2 = UNA1 ; UN0 = 0
INA1
=
N(2)
.
.
.
j(X1Σ + X 2Σ. )
.
.
INA 2 = −INA1 ; IN0 = 0
.
.
.
.
UNA1 = j(X 2Σ + X0Σ )INA1
EAΣ
INA1
=
N(1)
.
.
.
j(X1Σ + X 2Σ + X0Σ )
U
NA1 + UNA 2 + UN0 = 0
.
.
.
INA 2 = IN0 = INA1
.
.
.
X 2Σ X0Σ
.
EAΣ
X 2Σ X0Σ
X 2Σ + X0Σ
UNA1 = jINA1
(
)
INA1
=
N(1,1)
X0Σ + X 2Σ
.
.
.
j(X1Σ
+
)
UNA 2 = UN0 = UNA1
.
I
.
.
NA1 + INA 2 + IN0 = 0
VII. QUI TÀC ÂÀNG TRË THÆ TÆ THUÁN:
Qua bang 7.3 tháy ràng cac thanh phán âäi xæng cua dong va ap ty lã våi
dong thæ tæ thuán å chä ngàn mach, do váy nhiãm vu tênh toan mät dang ngàn
mach khäng âäi xæng bát ky træåc hãt la tçm dong thæ tæ thuán å chä ngàn mach.
Âã tênh toan ngæåi ta âæa ra qui tàc âàng trë thæ tæ thuán nhæ sau:
“ Dong thæ tæ thuán cua mät dang ngàn mach khäng âäi xæng bát ky âæåc
tênh nhæ la dong ngàn mach 3 pha å mät âiãm xa hån âiãm ngàn mach thæc sæ mät
(n)
âiãn khang phu X∆ . Trë sä cua X∆(n) khäng phu thuäc vao tham sä cua så âä thæ
tæ thuán ma chè phu thuäc vao X va X .”
Σ
Σ
o
2
13
.
(n)
INA1
.
EAΣ
=
j(X1Σ + X(∆n)
)
UNA1 = jX∆(n) .INA1
(n)
(n)
.
.
(n)
(n) (n)
.
.
IN = m .INA1
trong âo, m(n), X∆(n) tuy thuäc vao dang ngàn mach âæåc tênh theo bang 7.4.
Bang 7.4:
(n)
Dang NM
3 pha
(n)
(3)
X∆
m(n)
1
0
2 pha
(2)
X
3
Σ
2
1 pha
2 pha - âát
(1)
(1,1)
X + X
3
Σ
Σ
o
2
X 2Σ X0Σ
X 2Σ X0Σ
3 1−
(X 2Σ + X0Σ )2
X 2Σ + X0Σ
Nhæ váy cac phæång phap tênh toan, cäng thæc sæ dung cho ngàn mach 3 pha
âäi xæng âãu co thã dung âã tênh toan thanh phán thæ tæ thuán cua mät dang ngàn
mach khäng âäi xæng bát ky.
VIII. SÅ ÂÄ THAY THÃ PHÆC HÅP:
Så âä thay thã phæc håp la så âä trong âo bao gäm cac så âä thæ tæ näi våi
nhau thoa man âiãu kiãn quan hã giæa cac thanh phán dong âiãn va âiãn ap tai
âiãm ngàn mach.
Dong thæ tæ tai âiãm ngàn mach hay trong mät phán tæ nao âo la dong trong
så âä thæ tæ tæång æng. Ap thæ tæ la hiãu thã giæa âiãm âang xet va âiãm âáu cua
så âä thæ tæ tæång æng.
H Ngàn mach 2 pha:
.
.
UNA1 = UNA 2
.
.
.
EAΣ
INA1 = − INA 2
=
j(X1Σ + X 2Σ )
Hçnh 7.14
14
Hçnh 7.16
Hçnh 7.15
H Ngàn mach 2 pha - âát:
H Ngàn mach 1 pha:
.
.
.
.
U
.
.
.
UNA1 = UNA 2 = UN0
NA1 + UNA 2 + UN0 = 0
.
.
.
.
.
INA1 = −(INA 2 + IN0 )
INA1 = INA 2 = IN0
.
.
EAΣ
X 2Σ X0Σ
X 2Σ + X0Σ
EAΣ
=
=
j(X1Σ + X 2Σ + X0Σ )
j(X1Σ
+
)
Så âä phæc håp rát thuán tiãn khi cán nghiãn cæu cac thanh phán dong va ap
tai mät phán tæ hoàc mät nhanh nao âo, nhát la khi dung mä hçnh tênh toan, vç no
cho phep âo træc tiãp kãt qua ngay trãn mä hçnh.
IX. SÆ DUNG PHÆÅNG PHAP ÂÆÅNG CONG TÊNH TOAN:
Bàng qui tàc âàng trë thæ tæ thuán ta co thã sæ dung âæång cong tênh toan âã
tçm dong thæ tæ thuán cua mät dang ngàn mach bát ky va tæ âo tênh âæåc dong
ngàn mach.
IX.1. Dung mät biãn âäi:
z
Láp cac så âä thæ tæ thuán, thæ tæ nghëch, thæ tæ khäng; tênh X , X , X
Σ
Σ
Σ
o
1
2
cua så âä âäi våi âiãm ngàn mach tênh toan trong âån vë tæång âäi våi cac læång
cå ban Scb, Ucb = Utb.
z
Tênh âiãn khang phu X∆(n) tuy theo dang ngàn mach va tæ âo tçm âæåc âiãn
khang tênh toan X*tt:
SâmΣ
Scb
X*tt = (X1Σ + X(∆n) )
trong âo: SâmΣ - täng cäng suát âënh mæc cua tát ca cac may phat co trong så âä.
15
z
Tra âæång cong tênh toan tai thåi âiãm t cán xet tæång æng våi âiãn khang
tênh toan X*tt âã co dong thæ tæ thuán I(n)
.
*N1t
z
Tênh dong ngàn mach toan phán trong âån vë co tãn:
(n)
Nt
I
= m(n) .I*(nN)1t .IâmΣ
trong âo: IâmΣ - dong âënh mæc täng tæång æng våi cáp âiãn ap cán tênh dong ngàn
mach.
IX.2. Dung nhiãu biãn âäi:
z
Láp cac så âä thæ tæ nghëch, thæ tæ khäng âã tênh X , X cua så âä âäi våi
Σ
Σ
o
2
âiãm ngàn mach trong âån vë tæång âäi våi cac læång cå ban Scb, Ucb = Utb.
z
Tênh âiãn khang phu X∆(n) tuy theo dang ngàn mach.
Láp så âä thæ tæ thuán va âàt thãm âiãn khang phu X∆ vao âiãm ngàn
(n)
z
mach, xem nhæ ngàn mach 3 pha sau âiãn khang nay.
Dung cac phep biãn âäi, tach riãng tæng nhanh âäi våi âiãm ngàn mach gia
tæång âã tênh âiãn khang XΣ cua tæng nhanh.
z
i
z
Tênh âiãn khang tênh toan cua tæng nhanh:
SâmΣi
X*tti = XΣi
Scb
trong âo: Sâm i - täng cäng suát âënh mæc cua cac may phat ghep chung trong
Σ
nhanh thæ i.
z
Tra âæång cong tênh toan tai thåi âiãm t cán xet tæång æng våi âiãn khang
tênh toan X*tti âã co dong thæ tæ thuán I(n)*N1ti cua nhanh thæ i.
z
Tênh dong ngàn mach toan phán trong âån vë co tãn:
k
(n)
I
= m(n) I(n) .IâmΣi
∑
Nt
*N1ti
i=1
trong âo: k - sä nhanh tach riãng cua så âä thay thã.
Iâm i - dong âënh mæc täng cua nhanh thæ i tæång æng våi cáp âiãn ap cán
Σ
tênh dong ngàn mach.
MÄT SÄ ÂIÃM LÆU Y:
- Nãu co hã thäng cäng suát vä cung lån thç phai tach no thanh mät nhanh
riãng, sau khi thãm X∆(n) dung cac phep biãn âäi âã tênh âiãn khang tæång hä giæa
hã thäng va âiãm ngàn mach X*HN va tênh riãng dong do hã thäng cung cáp:
Icb
X*HN
= m(n)I(Nn1)H
(n)
I
=
N1H
(n)
NH
I
- Vç phæång phap âæång cong tênh toan sæ dung cach tênh gán âung nãn co
thã xem X ≈ X ma khäng cán láp så âä thæ tæ nghëch.
Σ
Σ
1
2
16
(n)
- Do cach âiãm ngàn mach gia tæång thãm mät âiãn khang phu X∆ nãn sæ
khac biãt giæa cac nguän êt hån. Vç váy thæång dung 1 hoàc 2 biãn âäi chung la
âam bao âu âä chênh xac yãu cáu, chè tach riãng nhæng nhanh cán thiãt.
X. SÆ BIÃN ÂÄI CUA DONG VA AP QUA MAY BIÃN AP:
Qua may biãn ap, dong va ap thay âäi ca vã trë sä lán goc pha. Thæång tä näi
dáy cua may biãn ap âæåc goi theo chè sä cua kim âäng hä:
.
.
(Ua ,UA ) = γ = 30o .N
trong âo: N - chè sä cua kim âäng hä.
Nhæ váy co thã sæ dung hã sä biãn âäi phæc:
.
.
o
UA
k1 =
= k.ejγ = k.ej30 .N
.
Ua
UA UâmI
=
våi k =
la ty sä biãn ap khäng tai.
Ua UâmII
k1 chênh la hã sä biãn âäi cua âiãn ap thæ tæ thuán vç no âæåc xac âënh trong
chã âä bçnh thæång, âäi xæng.
.
.
.
.
.
o
UA1
1
1
k
k1 =
⇒ Ua1 = UA1 = UA1.e− j30 .N
.
.
Ua1
k1
Tæ âo ta co biãu thæc biãn âäi dong thæ tæ thuán dæa vao quan hã:
.
∧
∧
∧
∧
∧
.
.
.
.
.
.
.
.
UA1
UA1 IA1 = Ua1 Ia1 ⇒ Ia1 =
IA1 = k1 IA1
.
Ua1
∧
.
.
.
.
o
hay:
Ia1 = k1.IA1 = k.IA1.e− j30 .N
z
Dong va ap thæ tæ thuán biãn âäi qua may biãn ap våi cung mät goc pha
nhæ nhau (hçnh 7.17).
Hçnh 7.17
17
Hçnh 7.18
z
Tæång tæ, dong va ap thæ tæ nghëch biãn âäi qua may biãn ap cung våi cung
mät goc pha (hçnh 7.18) cua hã sä biãn âäi phæc k2 liãn hiãp våi k1.
∧
.
.
o
k2 = k1 = k.e− j30 .N
.
.
.
o
1
1
k
Ua2 =
UA2 = UA2.ej30 .N
.
k2
∧
.
.
.
.
o
Ia2 = k2.IA2 = k.IA2.ej30 .N
z
Dong va ap thæ tæ khäng biãn âäi qua may biãn ap (nãu co thã âæåc) hoàc
cung pha hoàc lãch pha nhau 180o.
z
Xet mät sä træång håp sau:
- Træång håp may biãn ap näi Y/Y-12 hay∆ /∆-12 (tæc N=12), cac vectå
dong va ap å 2 phêa trung pha nhau, nghéa la hã thäng vectå xem nhæ khäng lãch
pha khi biãn âäi qua may biãn ap.
Khi N=6, hã thäng vectå å 2 phêa cua may biãn ap se lãch nhau 180o.
Âäi våi may biãn ap näi Yo/Yo cán tênh âãn sæ biãn âäi cua thanh phán dong
va ap thæ tæ khäng.
- Træång håp thäng dung nhát may biãn ap näi Y/∆-11, khi biãn âäi tæ
phêa Y qua phêa ∆ thç hã thäng vectå thæ tæ thuán se quay mät goc 30o ngæåc chiãu
kim âäng hä.
z
Mät sä læu y:
- Dong trong cuän dáy näi ∆ cua may biãn ap co thã co thanh phán thæ tæ
khäng, nhæng dong dáy va ap dáy khäng co thanh phán nay.
- Trong hã âån vë tæång âäi thç ty sä biãn ap k = 1, do âo hã thäng vectå å 2
phêa cua may biãn ap co âä lån bàng nhau, chè khac nhau vã goc pha.
17 trang
18660
Free
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Ngắn mạch trong hệ thống điện - Chương 7: Ngắn mạch không đối xứng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_ngan_mach_trong_he_thong_dien_chuong_7_ngan_mach.pdf
