Chuong 3 quá trình quá độ TRONG M.Đ.Đ.B

CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ
CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ
TRONG M.Đ.Đ.B
TRONG M.Đ.Đ.B
1. Khái niệm chung
2. Ngắn mạch đột nhiên máy phát điện đồng bộ 3
pha
• Hiện tượng vật lý
 Dòng điện stato
 Dòng điện roto
• Biểu thức dòng điện

§1. KHÁI NIỆM CHUNG
§1. KHÁI NIỆM CHUNG
• Quá trình quá độ từ khi không tải đến khi ngắn
mạch xác lập gọi là ngắn mạch đột nhiên
• Để nghiên cứu quá trình quá độ này ta có các giả
thiết
 n = const
 Ngắn mạch xảy đầu cực với i
t
= const
 Điện trở của các dây quấn bằng zero
Từ thông qua dây quấn Ψ
0
tạo ra s.đ.đ

0
d
e

dt
Ψ
=
e tạo ra trong dây quấn dòng điện i và s.đ.đ tự cảm:
t
t t
di d
e L
dt dt
Ψ
= =
Trong mạch vòng kín có điện trở bằng zero thì:
e + e
t
= 0
o t
d d
0
dt dt
Ψ Ψ
+ =
Ψ
o
+ Ψ
t
= const
• Kết luận: Tổng từ thông xuyên qua dây quấn có
R = 0 là hằng số

§2. NGẮN MẠCH ĐỘT NHIÊN BA PHA

§2. NGẮN MẠCH ĐỘT NHIÊN BA PHA
MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ
MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ
1. Hiện tượng vật lí
a. Dòng điện stato
• Tại thời điểm t = 0, trục cực từ tạo với trục của pha A
góc α
o
b t
cos( -120 )Ψ = Ψ α
o
c t
cos( -240 )Ψ = Ψ α
Ψ = Ψ α
a t
cos
N
S
α
Φ
Φ
t
A
X
B
Y
C
Z
• Từ thông của các pha

• Để Ψ
a
, Ψ
b
, Ψ
c
= const, trong
dây quấn stato có dòng điện một
chiều
a m
i I cos
−
= α
o
b m
i I cos( 120 )
−
= α −
o
c m
i I cos( 240 )
−
= α −
N
S
α
Φ
Φ
t
A

X
B
Y
C
Z
N
S
α
Φ
Φ
t
A
X
B
Y
C
Z
• Dòng i
-
đã tạo ra Ψ
a
, Ψ
b
, Ψ
c
=
const. Trong dây quấn stato còn
cần dòng i
~
để tạo ra từ thông

quay đồng bộ với cực từ để
chống lại từ trường cực từ

i
a
t
i
a-
i
a~
i
a
i
b
i
b
i
b~
i
b-
t
i
c
i
c~
i
c
i
c-
t

• Như vậy khi ngắn mạch trong dây quấn stator có 2
thành phần dòng điện
b. Dòng điện roto
• Ta coi r
t
= 0, r
cd
= 0 nên từ thông qua 2 dây quấn này
cũng bằng hằng

• Trước khi ngắn mạch chỉ có Ψ
t
xuyên qua dây quấn
kích thích và dây quấn cản
• Dòng điện một chiều ở
stato tạo ra từ trường cố
định. Như vậy khi roto quay,
từ thông này xuyên qua dây
quấn roto theo quy luật hình
sin. Trong dây quấn roto sẽ
i
t
t
i
t~
i
to
i
t
i

t-
phải có dòng xoay chiều để chống lại từ trường này.

i
cd
t
i
cd~
i
cd
i
cd-
• Dòng điện xoay chiều ở
stato tạo ra từ trường quay
đồng bộ với roto. Do đó khi
roto quay, từ thông này cố
định so với roto. Trong dây
quấn roto sẽ phải có dòng điện một chiều để chống
lại từ trường này.
c. Điện kháng siêu quá độ và quá độ
• Trong giai đoạn đầu, khi Ψ
ư
chưa đi qua dây quấn
kích thích và dây quấn cản ta có mạch điện thay thế
x
ưσ
x
ưd
x
σt

x
σcd
• Điện kháng siêu quá độ dọc trục
d u
ud t cd
1
X X
1 1 1
X X X
σ
σ σ
′′
= +
+ +
• Do điện trở dây quấn cản lớn nên dòng điện một
chiều tắt nhanh. Khi dòng điện một chiều trong dây
quấn cản đã tắt ta có mạch điện thay thế
x
σư
x
ưd
x
σt
• Điện kháng quá độ dọc trục
d u
ud t
1
X X
1 1
X X

σ
σ
′
= +
+

2. Biểu thức dòng điện
• Phương trình mô tả quá trình quá độ
t cd
ud u ud ud t
t cd
ud ud t ud
t cd
ud ud ud cd
di di di
(X X ) X X e
dt dt dt
di di di
X (X X ) X 0
dt dt dt
di di di
X X (X X ) 0
dt dt dt
σ
σ
σ

+ + + = ω




+ + + =



+ + + =


• Dòng điện có dạng
t t
a
d d
2E 2E
i cos( t ) cos
X X
= − ω + α + α
′′ ′′

• Do R
ư
, R
t
, R
cd
≠ 0 ta hiệu chỉnh biểu thức của i
d
d
u
t
T

a t
d d
t
T
t
d d
t
T
t t
d d
1 1
i 2E e cos( t )
x x
1 1
2E e cos( t )
X X
2E 2E
cos( t ) cos e
X X
−
′′
−
′
−
 
= − − ω + α
 ÷
′′ ′
 
 

− − ω + α
 ÷
′
 
+ ω + α + α
′′
• Dòng điện ngắn mạch xung
u
0.01
T
t
xg
d
2E
i 1 e
X
−
 
= +
 ÷
′′
 

3. Các hằng số thời gian
a. Hằng số thời gian siêu quá độ:
cd
d
cd
X
T

R
′′
′′
=
ω
cd cd
ud t u
1
X X
1 1 1
X X X
σ
σ σ
′′
= +
+ +
b. Hằng số thời gian quá độ:
t
d
t
X
T
R
′
′
=
ω
t t
ud u
1

X X
1 1
X X
σ
σ
′
= +
+

c. Hằng số thời gian của dòng điện một chiều:
u
u
u
X
T
R
′
=
ω
d q
u
X X
X
2
′′ ′′
+
′
=
4. Ảnh hưởng của ngắn mạch đột nhiên
• Lực điện từ, mô men điện từ và nhiệt lớn.

• Quá điện áp trong hệ thống
• Phá hoại sự làm việc ổn định của hệ thống
• Nhiễu đường dây thông tin