Khái niệm trình độ điện từ Khái niệm trình độ điện từ Bởi: Lê Kim Hùng KHÁI NIỆM CHUNG Chế độ hệ thống điện thay đổi đột ngột làm phát sinh trình độ điện từ, trình phát sinh ngắn mạch nguy hiểm Để tính chọn thiết bị điện bảo vệ rơle cần phải xét đến trình độ khi: - ngắn mạch - ngắn mạch kèm theo đứt dây - cắt ngắn mạch máy cắt điện Khi xảy ngắn mạch, tổng trở hệ thống điện giảm, làm dòng điện tăng lên, điện áp giảm xuống Nếu không nhanh chóng cô lập điểm ngắn mạch hệ thống chuyển sang chế độ ngắn mạch trì (xác lập) Từ lúc xảy ngắn mạch cắt ra, hệ thống điện xảy trình độ làm thay đổi dòng áp Dòng trình độ thường gồm thành phần: chu kỳ không chu kỳ Trường hợp hệ thống có đường dây truyền tải điện áp từ 330 KV trở lên dòng ngắn mạch thành phần tần số thành phần sóng hài bậc cao Nếu đường dây có tụ bù dọc có thêm thành phần sóng hài bậc thấp Nhiệm vụ môn học ngắn mạch nghiên cứu diễn tiến trình ngắn mạch hệ thống điện, đồng thời xét đến phương pháp thực dụng tính toán ngắn mạch CÁC ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN • Ngắn mạch: loại cố xảy hệ thống điện tượng chạm chập pha không thuộc chế độ làm việc bình thường 1/4 Khái niệm trình độ điện từ - Trong hệ thống có trung tính nối đất (hay dây) chạm chập pha hay nhiều pha với đất (hay với dây trung tính) gọi ngắn mạch - Trong hệ thống có trung tính cách điện hay nối đất qua thiết bị bù, tượng chạm chập pha với đất gọi chạm đất Dòng chạm đất chủ yếu điện dung pha với đất • Ngắn mạch gián tiếp: ngắn mạch qua điện trở trung gian, gồm điện trở hồ quang điện điện trở phần tử khác đường dòng điện từ pha đến pha khác từ pha đến đất Điện trở hồ quang điện thay đổi theo thời gian, thường phức tạp khó xác định xác Theo thực nghiệm: R= 1000.I I [Ω] đó: I - dòng ngắn mạch [A] l - chiều dài hồ quang điện [m] • Ngắn mạch trực tiếp: ngắn mạch qua điện trở trung gian bé, bỏ qua (còn gọi ngắn mạch kim loại) • Ngắn mạch đối xứng: dạng ngắn mạch trì hệ thống dòng, áp pha tình trạng đối xứng • Ngắn mạch không đối xứng: dạng ngắn mạch làm cho hệ thống dòng, áp pha đối xứng - Không đối xứng ngang: cố xảy điểm, mà tổng trở pha điểm - Không đối xứng dọc: cố xảy mà tổng trở pha điểm không • Sự cố phức tạp: tượng xuất nhiều dạng ngắn mạch không đối xứng ngang, dọc hệ thống điện Ví dụ: đứt dây kèm theo chạm đất, chạm đất hai pha hai điểm khác hệ thống có trung tính cách đất Bảng 1.1: Ký hiệu xác xuất xảy dạng ngắn mạch 2/4 Khái niệm trình độ điện từ NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢ CỦA NGẮN MẠCH Nguyên nhân: - Cách điện thiết bị già cỗi, hư hỏng - Quá điện áp - Các ngẫu nhiên khác, thao tác nhầm dự tính trước Hậu quả: - Phát nóng: dòng ngắn mạch lớn so với dòng định mức làm cho phần tử có dòng ngắn mạch qua nóng mức cho phép dù với thời gian ngắn - Tăng lực điện động: ứng lực điện từ dây dẫn có giá trị lớn thời gian đầu ngắn mạch phá hỏng thiết bị - Điện áp giảm đối xứng: làm ảnh hưởng đến phụ tải, điện áp giảm 30 đến 40% vòng giây làm động điện ngừng quay, sản xuất đình trệ, làm hỏng sản phẩm - Gây nhiễu đường dây thông tin gần dòng thứ tự không sinh ngắn mạch chạm đất - Gây ổn định: không cách ly kịp thời phần tử bị ngắn mạch, hệ thống ổn định tan rã, hậu trầm trọng 3/4 Khái niệm trình độ điện từ MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ YÊU CẦU ĐỐI VỚI CHÚNG: Khi thiết kế vận hành hệ thống điện, nhằm giải nhiều vấn đề kỹ thuật yêu cầu tiến hành hàng loạt tính toán sơ bộ, có tính toán ngắn mạch Tính toán ngắn mạch thường tính toán dòng, áp lúc xảy ngắn mạch số điểm hay số nhánh sơ đồ xét Tùy thuộc mục đích tính toán mà đại lượng tính thời điểm hay diễn biến chúng suốt trình độ Những tính toán cần thiết để giải vấn đề sau: - So sánh, đánh giá, chọn lựa sơ đồ nối điện - Chọn khí cụ, dây dẫn, thiết bị điện - Thiết kế chỉnh định loại bảo vệ - Nghiên cứu phụ tải, phân tích cố, xác định phân bố dòng Trong hệ thống điện phức tạp, việc tính toán ngắn mạch cách xác khó khăn Do tùy thuộc yêu cầu tính toán mà thực tế thường dùng phương pháp thực nghiệm, gần với điều kiện đầu khác để tính toán ngắn mạch Chẳng hạn để tính chọn máy cắt điện, theo điều kiện làm việc ngắn mạch cần phải xác định dòng ngắn mạch lớn có Muốn vậy, người ta giả thiết ngắn mạch xảy lúc hệ thống điện có số lượng máy phát làm việc nhiều nhất, dạng ngắn mạch gây nên dòng lớn nhất, ngắn mạch trực tiếp, ngắn mạch xảy đầu cực máy cắt Đê giải vấn đề liên quan đến việc chọn lựa chỉnh định thiết bị bảo vệ rơle thường phải tìm dòng ngắn mạch nhỏ Lúc tất nhiên cần phải sử dụng điều kiện tính toán hoàn toàn khác với điều kiện nêu 4/4 ... chủ yếu điện dung pha với đất • Ngắn mạch gián tiếp: ngắn mạch qua điện trở trung gian, gồm điện trở hồ quang điện điện trở phần tử khác đường dòng điện từ pha đến pha khác từ pha đến đất Điện trở... lực điện động: ứng lực điện từ dây dẫn có giá trị lớn thời gian đầu ngắn mạch phá hỏng thiết bị - Điện áp giảm đối xứng: làm ảnh hưởng đến phụ tải, điện áp giảm 30 đến 40% vòng giây làm động điện. .. hệ thống điện Ví dụ: đứt dây kèm theo chạm đất, chạm đất hai pha hai điểm khác hệ thống có trung tính cách đất Bảng 1.1: Ký hiệu xác xuất xảy dạng ngắn mạch 2/4 Khái niệm trình độ điện từ NGUYÊN