Giáo trình lý thuyết về ngắn mạch trong hệ thống điện

1

Chỉång 1:
KHẠI NIÃÛM VÃƯ QUẠ TRÇNH QUẠ ÂÄÜ ÂIÃÛN TỈÌ
I. KHẠI NIÃÛM CHUNG
Chãú âäü ca hãû thäúng âiãûn thay âäøi âäüt ngäüt s lm phạt sinh quạ trçnh quạ âäü
âiãûn tỉì, trong âọ quạ trçnh phạt sinh do ngàõn mảch l nguy hiãøm nháút. Âãø tênh
chn cạc thiãút bë âiãûn v bo vãû råle cáưn phi xẹt âãún quạ trçnh quạ âäü khi:
- ngàõn mảch.
- ngàõn mảch km theo âỉït dáy.
- càõt ngàõn mảch bàòng mạy càõt âiãûn.
Khi xy ra ngàõn mảch, täøng tråí ca hãû thäúng âiãûn gim, lm dng âiãûn tàng
lãn, âiãûn ạp gim xúng. Nãúu khäng nhanh chọng cä láûp âiãøm ngàõn mảch thç hãû
thäúng s chuøn sang chãú âäü ngàõn mảch duy trç (xạc láûp).
Tỉì lục xy ra ngàõn mả
ch cho âãún khi càõt nọ ra, trong hãû thäúng âiãûn xy ra
quạ trçnh quạ âäü lm thay âäøi dng v ạp. Dng trong quạ trçnh quạ âäü thỉåìng
gäưm 2 thnh pháưn: chu k v khäng chu k. Trỉåìng håüp hãû thäúng cọ âỉåìng dáy
truưn ti âiãûn ạp tỉì 330 KV tråí lãn thç trong dng ngàõn mảch ngoi thnh pháưn
táưn säú cå bn cn cạc thnh pháưn sọng hi báûc cao. Nãúu âỉåìng dáy cọ tủ b dc s
cọ thãm thnh pháưn sọng hi báûc tháúp.
Nhiãûm vủ ca män hc ngàõn mảch l nghiãn cỉïu diãùn tiãún ca quạ trçnh ngàõn
mảch trong hãû thäúng âiãûn, âäưng thåìi xẹt âãún cạc phỉång phạp thỉû
c dủng tênh toạn
ngàõn mảch.
II. CẠC ÂËNH NGHÉA CÅ BN
• Ngàõn mảch: l mäüt loải sỉû cäú xy ra trong hãû thäúng âiãûn do hiãûn tỉåüng
chảm cháûp giỉỵa cạc pha khäng thüc chãú âäü lm viãûc bçnh thỉåìng.
- Trong hãû thäúng cọ trung tênh näúi âáút (hay 4 dáy) chảm cháûp mäüt pha hay
nhiãưu pha våïi âáút (hay våïi dáy trung tênh) cng âỉåüc gi l ngàõn mảch.

- Trong hãû thäúng cọ trung tênh cạch âiãûn hay näúi âáút qua thiãút bë b, hiãûn
tỉåüng chảm cháûp mäüt pha våïi âáút âỉåüc gi l chảm âáút. Dng chảm âáút ch úu l
do âiãûn dung cạc pha våïi âáút.
• Ngàõn mảch giạn tiãúp: l ngàõn mảch qua mäüt âiãûn tråí trung gian, gäưm âiãûn
trå
í do häư quang âiãûn v âiãûn tråí ca cạc pháưn tỉí khạc trãn âỉåìng âi ca dng âiãûn
tỉì pha ny âãún pha khạc hồûc tỉì pha âãún âáút.
Âiãûn tråí häư quang âiãûn thay âäøi theo thåìi gian, thỉåìng ráút phỉïc tảp v khọ
xạc âënh chênh xạc. Theo thỉûc nghiãûm:

2
R
l
I
=
1000.
[ ]Ω
trong âọ: I - dng ngàõn mảch [A]
l - chiãưu di häư quang âiãûn [m]
• Ngàõn mảch trỉûc tiãúp: l ngàõn mảch qua mäüt âiãûn tråí trung gian ráút bẹ, cọ
thãø b qua (cn âỉåüc gi l ngàõn mảch kim loải).
• Ngàõn mảch âäúi xỉïng: l dảng ngàõn mảch váùn duy trç âỉåüc hãû thäúng dng,
ạp 3 pha åí tçnh trảng âäúi xỉïng.
• Ngàõn mảch khäng âäúi xỉïng: l dảng ngàõn mảch lm cho hãû thäúng dng, ạp
3 pha máút âäúi xỉïng.
- Khäng âäúi xỉïng ngang: khi sỉû cäú xy ra tải mäüt âiãøm, m täøng tråí cạc
pha tải âiãøm âọ nhỉ nhau.
- Khäng âäúi xỉïng dc: khi sỉû
cäú xy ra m täøng tråí cạc pha tải mäüt âiãøm
khäng nhỉ nhau.

• Sỉû cäú phỉïc tảp: l hiãûn tỉåüng xút hiãûn nhiãưu dảng ngàõn mảch khäng âäúi
xỉïng ngang, dc trong hãû thäúng âiãûn.
Vê dủ: âỉït dáy km theo chảm âáút, chảm âáút hai pha tải hai âiãøm khạc nhau
trong hãû thäúng cọ trung tênh cạch âáút.

Bng 1.1: K hiãûu v xạc xút xy ra cạc dảng ngàõn mảch
DẢNG
NGÀÕN MẢCH
HÇNH V
QUY ỈÅÏC
KÊ HIÃÛU
XẠC SÚT
XY RA %
3 pha

N
(3)
5
2 pha

N
(2)
10
2 pha-âáút
N
(1,1)
20
1 pha
N
(1)

65

III. NGUN NHÁN V HÁÛU QU CA NGÀÕN MẢCH
III.1. Ngun nhán:
- Cạch âiãûn ca cạc thiãút bë gi cäùi, hỉ hng.
- Quạ âiãûn ạp.

3
- Cạc ngáùu nhiãn khạc, thao tạc nháưm hồûc do âỉåüc dỉû tênh trỉåïc
III.2. Háûu qu:
- Phạt nọng: dng ngàõn mảch ráút låïn so våïi dng âënh mỉïc lm cho cạc pháưn
tỉí cọ dng ngàõn mảch âi qua nọng quạ mỉïc cho phẹp d våïi mäüt thåìi gian ráút
ngàõn.
- Tàng lỉûc âiãûn âäüng: ỉïng lỉûc âiãûn tỉì giỉỵa cạc dáy dáùn cọ giạ trë låïn åí thåìi
gian âáưu ca ngàõn mảch cọ thãø phạ hng thiãút bë.
- Âiãûn ạp gim v máút âäúi xỉïng: lm nh hỉåíng âãún phủ ti, âiãûn ạp gim 30
âãún 40% trong vng mäüt giáy lm âäüng cå âiãûn cọ thãø ngỉìng quay, sn xút âçnh
trãû, cọ thãø lm hng sn pháøm.
- Gáy nhiãùu âäúi våïi âỉåìng dáy thäng tin åí gáư
n do dng thỉï tỉû khäng sinh ra
khi ngàõn mảch chảm âáút.
- Gáy máút äøn âënh: khi khäng cạch ly këp thåìi pháưn tỉí bë ngàõn mảch, hãû
thäúng cọ thãø máút äøn âënh v tan r, âáy l háûu qu tráưm trng nháút.

IV. MỦC ÂÊCH TÊNH TOẠN NGÀÕN MẢCH V U CÁƯU ÂÄÚI VÅÏI CHỤNG:
Khi thiãút kãú v váûn hnh cạc hãû thäúng âiãûn, nhàòm gii quút nhiãưu váún âãư k
thût u cáưu tiãún hnh hng loảt cạc tênh toạn så bäü, trong âọ cọ tênh toạn ngàõn
mảch.
Tênh toạn ngàõn mảch thỉåìng l nhỉỵng tênh toạn dng, ạp lục xy ra ngàõn
mảch tải mäüt säú âiãøm hay mäüt säú nhạnh ca så âäư âang xẹt. Ty thüc mủc âêch

tênh toạn m cạc âải lỉåüng trãn cọ thãø âỉåüc tênh åí mäüt thåìi âiãøm no âọ hay diãùn
biãún ca chụng trong sút c quạ trçnh quạ âäü. Nhỉỵng tênh toạn nhỉ váûy cáưn thiãút
âãø gii quút cạc váún âãư sau:
- So sạnh, âạ
nh giạ, chn lỉûa så âäư näúi âiãûn.
- Chn cạc khê củ, dáy dáùn, thiãút bë âiãûn.
- Thiãút kãú v chènh âënh cạc loải bo vãû.
- Nghiãn cỉïu phủ ti, phán têch sỉû cäú, xạc âënh phán bäú dng
Trong hãû thäúng âiãûn phỉïc tảp, viãûc tênh toạn ngàõn mảch mäüt cạch chênh xạc
ráút khọ khàn. Do váûy ty thüc u cáưu tênh toạn m trong thỉûc tãú thỉåìng dng
cạc phỉång phạp thỉûc nghiãûm, gáưn âụng våïi cạc âiãưu kiãûn âáưu khạc nhau âãø tênh
toạn ngàõn mảch.
Chàóng hản âãø tênh chn mạy càõt âiãûn, theo âiãưu kiãûn lm viãûc ca nọ khi
ngàõn mảch cáưn phi xạc âënh dng ngàõn mảch låïn nháút cọ
thãø cọ. Mún váûy,
ngỉåìi ta gi thiãút ràòng ngàõn mảch xy ra lục hãû thäúng âiãûn cọ säú lỉåüng mạy phạt
lm viãûc nhiãưu nháút, dảng ngàõn mảch gáy nãn dng låïn nháút, ngàõn mảch l trỉûc
tiãúp, ngàõn mảch xy ra ngay tải âáưu cỉûc mạy càõt

4
óớ giaới quyóỳt caùc vỏỳn õóử lión quan õóỳn vióỷc choỹn lổỷa vaỡ chốnh õởnh thióỳt bở
baớo vóỷ rồle thổồỡng phaới tỗm doỡng ngừn maỷch nhoớ nhỏỳt. Luùc ỏỳy tỏỳt nhión cỏửn phaới
sổớ duỷng nhổợng õióửu kióỷn tờnh toaùn hoaỡn toaỡn khaùc vồùi nhổợng õióửu kióỷn nóu trón.





1
Chỉång 2: CẠC CHÈ DÁÙN

KHI TÊNH TOẠN NGÀÕN MẢCH


I. NHỈỴNG GI THIÃÚT CÅ BN:
Khi xy ra ngàõn mảch sỉû cán bàòng cäng sút tỉì âiãûn, cå âiãûn bë phạ hoải,
trong hãû thäúng âiãûn âäưng thåìi xy ra nhiãưu úu täú lm cạc thäng säú biãún thiãn
mảnh v nh hỉåíng tỉång häø nhau. Nãúu kãø âãún táút c nhỉỵng úu täú nh hỉåíng, thç
viãûc tênh toạn ngàõn mảch s ráút khọ khàn. Do âọ, trong thỉûc tãú ngỉåìi ta âỉa ra
nhỉỵng gi thiãút nhàòm âån gin họa váún âãư âãø cọ thãø tênh toạn.
Mäùi phỉång phạp tênh toạn ngàõn mảch âãưu cọ nhỉỵng gi thiãút riãng ca nọ. ÅÍ
âáy ta chè nãu ra cạc gi thiãút cå bn chung cho viãûc tênh toạn ngàõn mảch.
1. Mảch tỉì khäng bo ha: gi thiãút ny s
lm cho phỉång phạp phán têch
v tênh toạn ngàõn mảch âån gin ráút nhiãưu, vç mảch âiãûn tråí thnh tuún tênh v cọ
thãø dng ngun l xãúp chäưng âãø phán têch quạ trçnh.
2. B qua dng âiãûn tỉì họa ca mạy biãún ạp: ngoải trỉì trỉåìng håüp mạy
biãún ạp 3 pha 3 trủ näúi Y
o/Yo.
3. Hãû thäúng âiãûn 3 pha l âäúi xỉïng: sỉû máút âäúi xỉïng chè xy ra âäúi våïi
tỉìng pháưn tỉí riãng biãût khi nọ bë hỉ hng hồûc do cäú cọ dỉû tênh.
4. B qua dung dáùn ca âỉåìng dáy: gi thiãút ny khäng gáy sai säú låïn,
ngoải trỉì trỉåìng håüp tênh toạn âỉåìng dáy cao ạp ti âiãûn âi cỉûc xa thç måïi xẹt âãún
dung dáùn ca âỉåìng dáy.
5. B qua âiãûn tråí tạc dủng: nghéa l så âäư tênh toạn cọ tênh cháút thưn
khạng. Gi thiãút ny dng âỉåüc khi ngàõn mảch xy ra åí cạc bäü pháûn âiãûn ạp cao,
ngoải trỉì khi bàõt büc phi xẹt âãún âiãûn tråí ca häư
quang âiãûn tải chäù ngàõn mảch
hồûc khi tênh toạn ngàõn mảch trãn âỉåìng dáy cạp di hay âỉåìng dáy trãn khäng
tiãút diãûn bẹ. Ngoi ra lục tênh hàòng säú thåìi gian tàõt dáưn ca dng âiãûn khäng chu
k cng cáưn phi tênh âãún âiãûn tråí tạc dủng.

6. Xẹt âãún phủ ti mäüt cạch gáưn âụng: ty thüc giai âoản cáưn xẹt trong
quạ trçnh quạ âäü cọ thãø xem gáưn âụng táút c phủ ti nhỉ l mäüt täøng tråí khäng âäøi
táûp trung tải mäüt nụt chung.
7. Cạc mạy phạt âiãûn âäưng bäü khäng cọ dao âäüng cäng sút: nghéa l gọc
lãûch pha giỉỵa sỉïc âiãûn âäüng ca cạc mạy phạ
t âiãûn giỉỵ ngun khäng âäøi trong
quạ trçnh ngàõn mảch. Nãúu gọc lãûch pha giỉỵa sỉïc âiãûn âäüng ca cạc mạy phạt âiãûn
tàng lãn thç dng trong nhạnh sỉû cäú gim xúng, sỉí dủng gi thiãút ny s lm cho
viãûc tênh toạn âån gin hån v trë säú dng âiãûn tải chäù ngàõn mảch l låïn nháút. Gi

2
thióỳt naỡy khọng gỏy sai sọỳ lồùn, nhỏỳt laỡ khi tờnh toaùn trong giai õoaỷn õỏửu cuớa quaù
trỗnh quaù õọỹ (0,1 ữ 0,2 sec).
II. H N Vậ TặNG I:
Bỏỳt kyỡ mọỹt õaỷi lổồỹng vỏỷt lyù naỡo cuợng coù thóứ bióứu dióựn trong hóỷ õồn vở coù tón
hoỷc trong hóỷ õồn vở tổồng õọỳi. Trở sọỳ trong õồn vở tổồng õọỳi cuớa mọỹt õaỷi lổồỹng
vỏỷt lyù naỡo õoù laỡ tyớ sọỳ giổợa noù vồùi mọỹt õaỷi lổồỹng vỏỷt lyù khaùc cuỡng thổù nguyón õổồỹc
choỹn laỡm õồn vở õo lổồỡng. aỷi lổồỹng vỏỷt lyù choỹn laỡm õồn vở õo lổồỡng õổồỹc goỹi õaỷi
lổồỹng cồ baớn.
Nhổ vỏỷy, muọỳn bióứu dióựn caùc õaỷi lổồỹng trong õồn vở tổồng õọỳi trổồùc hóỳt cỏửn
choỹn caùc õaỷi lổồỹng cồ baớn. Khi tờnh toaùn õọỳi vồùi hóỷ thọỳng õióỷn 3 pha ngổồỡi ta duỡng
caùc õaỷi lổồỹng cồ baớn sau:
S
cb
: cọng suỏỳt cồ baớn 3 pha.
U
cb
: õióỷn aùp dỏy cồ baớn.
I
cb

: doỡng õióỷn cồ baớn.
Z
cb
: tọứng trồớ pha cồ baớn.
t
cb
: thồỡi gian cồ baớn.

cb
: tọỳc õọỹ goùc cồ baớn.
Xeùt vóử yù nghộa vỏỷt lyù, caùc õaỷi lổồỹng cồ baớn naỡy coù lión hóỷ vồùi nhau qua caùc
bióứu thổùc sau:
S
cb
= 3 U
cb
. I
cb
(2.1)
Z
U
I
cb
cb
cb
=
3.
(2.2)
t
cb

cb
=
1

(2.3)
Do õoù ta chố coù thóứ choỹn tuỡy yù mọỹt sọỳ õaỷi lổồỹng cồ baớn, caùc õaỷi lổồỹng cồ baớn
coỡn laỷi õổồỹc tờnh tổỡ caùc bióứu thổùc trón. Thọng thổồỡng choỹn trổồùc S
cb
, U
cb
vaỡ
cb
.
Khi õaợ choỹn caùc õaỷi lổồỹng cồ baớn thỗ caùc õaỷi lổồỹng trong õồn vở tổồng õọỳi
õổồỹc tờnh tổỡ caùc õaỷi lổồỹng thổỷc nhổ sau:
E
E
U
U
U
S
S
S
I
I
Z
Z
Z
I
U

S
U
cb
cb
cb
cb
cb
cb
cb
cb
cb
cb
cb
cb
cb
cb
*( ) *( )
*( ) *( )
*( )
.
==
==
=
; U
; I
= Z.
3
= Z.
2

3
E
*(cb)
âc l E tỉång âäúi cå bn (tỉïc l sỉïc âiãûn âäüng E trong hãû âån vë tỉång
âäúi våïi lỉåüng cå bn l U
cb
). Sau ny khi nghéa â r rng v sỉí dủng quen thüc
thç cọ thãø b dáúu (*) v (cb).
♦
MÄÜT SÄÚ TÊNH CHÁÚT CA HÃÛ ÂÅN VË TỈÅNG ÂÄÚI:
1) Cạc âải lỉåüng cå bn dng lm âån vë âo lỉåìng cho cạc âải lỉåüng ton
pháưn cng âäưng thåìi dng cho cạc thnh pháưn ca chụng.
Vê dủ: S
cb
dng lm âån vë âo lỉåìng chung cho S, P, Q; Z
cb
- cho Z, R, X.
2) Trong âån vë tỉång âäúi âiãûn ạp pha v âiãûn ạp dáy bàòng nhau, cäng
sút 3 pha v cäng sút 1 pha cng bàòng nhau.
3) Mäüt âải lỉåüng thỉûc cọ thãø cọ giạ trë trong âån vë tỉång âäúi khạc nhau
ty thüc vo lỉåüng cå bn v ngỉåüc lải cng mäüt giạ trë trong âån vë tỉång âäúi cọ
thãø tỉång ỉïng våïi nhiãưu âải lỉåüng thỉûc khạc nhau.
4) Thỉåìng tham säú ca cạc thiãút bë âỉåüc cho trong âån vë tỉång âäúi våïi
lỉåüng cå bn l âënh mỉïc ca chụng (S
âm
, U
âm
, I
âm

). Lục âọ:
Z
Z
Z
I
U
S
U
âm
âm
âm
âm
âm
âm
*( )
.
= Z.
3
= Z.=
2

5) Âải lỉåüng trong âån vë tỉång âäúi cọ thãø âỉåüc biãøu diãùn theo pháưn
tràm, vê dủ nhỉ åí khạng âiãûn, mạy biãún ạp
X
I
U
X
I
U
Kâm

âm
âm
B
âm
âm
N
% 100.X = X .
3
.100
% = X .
3
.100 = U %
K
B
=
*( )
.
.

♦
TÊNH ÂÄØI ÂẢI LỈÅÜNG TRONG HÃÛ ÂÅN VË TỈÅNG ÂÄÚI:
Mäüt âải lỉåüng trong âån vë tỉång âäúi l A
*(cb1)
våïi lỉåüng cå bn l A
cb1
cọ
thãø tênh âäøi thnh A
*(cb2)
tỉång ỉïng våïi lỉåüng cå bn l A
cb2

theo biãøu thỉïc sau:
A
t
= A
*(cb1)
* A
cb1
= A
*(cb2)
* A
cb2
Vê dủ, â cho E
*(cb1)
, Z
*(cb1)
ỉïng våïi cạc lỉåüng cå bn (S
cb1
, U
cb1
, I
cb1
) cáưn tênh
âäøi sang hãû âån vë tỉång âäúi ỉïng våïi cạc lỉåüng cå bn (S
cb2
, U
cb2
, I
cb2
):
E

U
U
Z
I
I
U
U
S
S
U
U
cb cb
cb
cb
cb cb
cb
cb
cb
cb
cb
cb
cb
cb
cb
*( ) *( )
*( ) *( ) *( )

21
1
2

21
2
1
1
2
1
2
1
1
2
2
2
E.
Z. = Z.
=
=

Nãúu tênh âäøi cạc tham säú ỉïng våïi lỉåüng âënh mỉïc (S
âm
, U
âm
, I
âm
) thnh giạ trë
ỉïng våïi lỉåüng cå bn (S
cb
, U
cb
, I
cb

) thç:

4
E
U
U
Z
I
I
U
U
S
S
U
U
cb âm
âm
cb
cb âm
cb
âm
âm
cb
âm
cb
âm
âm
cb
*( ) *( )
*( ) *( ) *( )

E.
Z. = Z.
=
=
2
2

Khi chn U
cb
= U
âm
ta cọ cạc biãøu thỉïc âån gin sau:
E
Z
I
I
S
S
cb âm
cb âm
cb
âm
âm
cb
âm
*( ) *( )
*( ) *( ) *( )
E
Z. = Z.

=
=

♦
CHN CẠC ÂẢI LỈÅÜNG CÅ BN:
Thỉûc tãú trë säú âënh mỉïc ca cạc thiãút bë åí cng mäüt cáúp âiãûn ạp cng khäng
giäúng nhau. Tuy nhiãn, sỉû khạc nhau âọ khäng nhiãưu (trong khong ± 10%), vê dủ
âiãûn ạp âënh mỉïc ca mạy phạt âiãûn l 11KV, mạy biãún ạp - 10,5KV, khạng âiãûn -
10KV. Do âọ trong tênh toạn gáưn âụng ta cọ thãø xem âiãûn ạp âënh mỉïc U
âm
ca
cạc thiãút bë åí cng mäüt cáúp âiãûn ạp l nhỉ nhau v bàòng giạ trë trung bçnh U
tb
ca
cáúp âiãûn ạp âọ. Theo qui ỉåïc cọ cạc U
tb
sau [KV]:
500; 330; 230; 154; 115; 37; 20; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,525
Khi tênh toạn gáưn âụng ngỉåìi ta chn U
cb
= U
âm
= U
tb
, riãng âäúi våïi khạng
âiãûn nãn tênh chênh xạc våïi lỉåüng âënh mỉïc ca nọ vç giạ trë âiãûn khạng ca khạng
âiãûn chiãúm pháưn låïn trong âiãûn khạng täøng ca så âäư, nháút l âäúi våïi nhỉỵng trỉåìng
håüp khạng âiãûn lm viãûc åí âiãûn ạp khạc våïi cáúp âiãûn ạp âënh mỉïc ca nọ (vê dủ,
khạng âiãûn 10KV lm viãûc åí cáúp 6KV).
Nọi chung cạc âải lỉåüng cå bn nãn chn sao cho viãûc tênh toạn tråí nãn âån

gin, tiãûn låüi. Âäúi våïi S
cb
nãn chn nhỉỵng säú trn (chàóng hản nhỉ 100, 200,
1000MVA, ) hồûc âäi khi chn bàòng täøng cäng sút âënh mỉïc ca så âäư.
Trong hãû âån vë tỉång âäúi, mäüt âải lỉåüng váût l ny cng cọ thãø biãøu diãùn
bàòng mäüt âải lỉåüng váût l khạc cọ cng trë säú tỉång âäúi. Vê dủ nãúu chn ω
âb
lm
lỉåüng cå bn thç khi ω
*(âb)
= 1 ta cọ:
X
L
XM
LX
E
cb cb cb
cb cb cb
cb cb cb cb
cb cb cb
*( ) *( ) *( )
*( ) *( ) *( )
*( ) *( ) *( ) *( )
*( ) *( ) *( )
.
.

.
= L
= M

I = L
=
*(âb)
*(âb)
*(cb)
*(âb)
=
=
=
=
ω
ω
ψ
ωψ ψ

III. CẠCH THNH LÁÛP SÅ ÂÄƯ THAY THÃÚ:

5
Så âäư thay thãú l så âäư cho phẹp thãú cạc mảch liãn hãû nhau båíi tỉì trỉåìng
bàòng mäüt mảch âiãûn tỉång âỉång bàòng cạch qui âäøi tham säú ca cạc pháưn tỉí åí cạc
cáúp âiãûn ạp khạc nhau vãư mäüt cáúp âỉåüc chn lm cå såí. Cạc tham säú ca så âäư
thay thãú cọ thãø xạc âënh trong hãû âån vë cọ tãn hồûc hãû âån vë tỉång âäúi, âäưng thåìi
cọ thãø tênh gáưn âụng hồûc tênh chênh xạc.
III.1. Qui âäøi chênh xạc trong hãû âån vë cọ tãn:

Hçnh 2.1 : Så âäư mảng âiãûn cọ nhiãưu cáúp âiãûn ạp

Xẹt mảng âiãûn cọ nhiãưu cáúp âiãûn ạp khạc nhau (hçnh 2.1) âỉåüc näúi våïi nhau
bàòng n mạy biãún ạp cọ t säú biãún ạp k
1

, k
2
, k
n
. Chn mäüt âoản ty lm âoản
cå såí, vê dủ âoản âáưu tiãn. Tham säú ca táút c cạc âoản cn lải s âỉåüc tênh qui âäøi
vãư âoản cå såí.
Sỉïc âiãûn âäüng, âiãûn ạp, dng âiãûn v täøng tråí ca âoản thỉï n âỉåüc qui âäøi vãư
âoản cå såí theo cạc biãøu thỉïc sau:
EE
UU
II
ZZ
n qâ n
n qâ n
n qâ n
n qâ n
(
k
kk
(k k k

1
kk k
(k k k
12 n
12 n
12 n
12 n
=

=
=
=
. )
. )
.
. )
2

Cạc t säú biãún ạp k trong nhỉỵng biãøu thỉïc trãn láúy bàòng t säú biãún ạp lục
khäng ti. Cạc thnh pháưn trong têch cạc t säú biãún ạp k chè láúy ca nhỉỵng mạy
biãún ạp nàòm giỉỵa âoản xẹt v âoản cå såí, “chiãưu” ca t säú biãún ạp k láúy tỉì âoản
cå såí âãún âoản cáưn xẹt.
k
U
U
U
U
U
U
cs
n
n
n
1
1
2
1
2
1

; k ; ; k == =
−
''

Trong nhỉỵng biãøu thỉïc qui âäøi trãn, nãúu cạc âải lỉåüng cho trỉåïc trong âån vë
tỉång âäúi thç phi tênh âäøi vãư âån vë cọ tãn. Vê dủ, â cho Z
*(âm)
thç:
Z
U
I
U
S
âm
âm
âm
âm
âm
âm
= Z. = Z.
*( ) *( )
.3
2
(2.4)
III.2. Qui âäøi gáưn âụng trong hãû âån vë cọ tãn:

6
Viãûc qui âäøi gáưn âụng âỉåüc thỉûc hiãûn dỉûa trãn gi thiãút l xem âiãûn ạp âënh
mỉïc ca cạc pháưn tỉí trãn cng mäüt cáúp âiãûn ạp l nhỉ nhau v bàòng trë säú âiãûn ạp
trung bçnh ca cáúp âọ. Tỉïc l:

U
12
U = U ; U U = U ;
1
'
t
b1 2
'
t
b2
=
=

Nhỉ váûy:
k
U
U
U
U
U
U
tbcs
tb
tb
t
b
n
tbn
tb
n

1
1
2
1
2
1
; k ; ; k == =
−

Do âọ ta s cọ cạc biãøu thỉïc qui âäøi âån gin hån:
EE
n qâ n n

U
U
.
U
U

U
U
=
U
U
tbcs
E
t
b1
tb1
t

b2
tbn-1
t
bn
tbcs
tbn
= . .
Tỉång tỉû:
II
ZZ
n qâ n
n qâ n

U
U

U
U
tbn
tbcs
tbcs
tbn
=
=
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟

.
.
2

Nãúu cạc pháưn tỉí cọ täøng tråí cho trỉåïc trong âån vë tỉång âäúi, thç tênh âäøi gáưn
âụng vãư âån vë cọ tãn theo biãøu thỉïc (2.4) trong âọ thay U
âm
= U
tb
.
III.3. Qui âäøi chênh xạc trong hãû âån vë tỉång âäúi:
Tỉång ỉïng våïi phẹp qui âäøi chênh xạc trong hãû âån vë cọ tãn ta cng cọ thãø
dng trong hãû âån vë tỉång âäúi bàòng cạch sau khi â qui âäøi vãư âoản cå såí trong
âån vë cọ tãn, chn cạc lỉåüng cå bn ca âoản cå såí v tênh âäøi vãư âån vë tỉång
âäúi. Tuy nhiãn phỉång phạp ny êt âỉåüc sỉí dủng, ngỉåìi ta thỉûc hiãûn phäø biãún hån
trçnh tỉû qui âäøi nhỉ sau:
♦ Chn âoản cå såí v cạc lỉåüng cå bn S
cb
, U
cbcs
ca âoản cå såí.
♦ Tênh lỉåüng cå bn ca cạc âoản khạc thäng qua cạc t säú biãún ạp k
1
, k
2
,
k
n
. Cäng sút cå bn S
cb

â chn l khäng âäøi âäúi våïi táút c cạc âoản. Cạc
lỉåüng cå bn U
cbn
v I
cbn
ca âoản thỉï n âỉåüc tênh nhỉ sau:
UU
II
U
cbn cbcs
cbn cbcs
cbn
cbn cbcs cb

1
kk k
(k k k =
S
3
S = S
12 n
12 n
cb
=
=
=
.
. )
.
(S )

♦ Tênh âäøi tham säú ca cạc pháưn tỉí åí mäùi âoản sang âån vë tỉång âäúi våïi
lỉåüng cå bn ca âoản âọ:

7
• Nãúu tham säú cho trong âån vë cọ tãn thç dng cạc biãøu thỉïc tênh
âäøi tỉì hãû âån vë cọ tãn sang hãû âån vë tỉång âäúi. Vê dủ:
U ; Z Z.
*( ) *( )cb
cb
cb
cb
cb
U
U
S
U
==
2

• Nãúu tham säú cho trong âån vë tỉång âäúi våïi lỉåüng cå bn l âënh
mỉïc hay mäüt lỉåüng cå bn no âọ thç dng cạc biãøu thỉïc tênh âäøi hãû âån vë tỉång
âäúi. Vê dủ:
Z
S
S
U
U
cb âm
cb

âm
âm
cb
*( ) *( )
Z =
2
2

III.4. Qui âäøi gáưn âụng trong hãû âån vë tỉång âäúi:
Tỉång tỉû nhỉ qui âäøi gáưn âụng trong hãû âån vë cọ tãn, ta xem k l t säú biãún
ạp trung bçnh, do váûy viãûc tênh toạn s âån gin hån. Trçnh tỉû qui âäøi nhỉ sau:
♦ Chn cäng sút cå bn S
cb
chung cho táút c cạc âoản.
♦ Trãn mäùi âoản láúy U
âm
= U
tb
ca cáúp âiãûn ạp tỉång ỉïng.
♦ Tênh âäøi tham säú ca cạc pháưn tỉí åí mäùi âoản sang âån vë tỉång âäúi
theo cạc biãøu thỉïc gáưn âụng.
III.5. Mäüt säú âiãøm cáưn lỉu :
- Âäü chênh xạc ca kãút qu tênh toạn khäng phủ thüc vo hãû âån vë sỉí dủng
m chè phủ thüc vo phỉång phạp tênh chênh xạc hay gáưn âụng.
- Khi tênh toạn trong hãû âån vë cọ tãn thç kãút qu tênh âỉåüc l giạ trë ỉïng våïi
âoản cå såí â chn. Mún tçm giạ trë thỉûc åí âoản cáưn xẹt phi qui âäøi ngỉåüc lải.
Vê dủ: Dng tçm âỉåüc åí âoản cå såí l I
cs
= I
n qâ

. Dng thỉûc åí âoản thỉï n l:
I
n
= (k
1
. k
2
k
n
) I
n qâ

- Khi tênh toạn trong hãû âån vë tỉång âäúi thç kãút qu tênh âỉåüc l åí trong âån
vë tỉång âäúi, mún tçm giạ trë thỉûc åí mäüt âoản no âọ chè cáưn nhán kãút qu tênh
âỉåüc våïi lỉåüng cå bn ca âoản âọ.

Vê dủ: Dng tênh âỉåüc l I
*n
. Dng thỉûc åí âoản thỉï n l:
II
U
nncbnn
cbn
I . = I .
S
3
cb
=
**
.

Bng 2.1: Tọm tàõt mäüt säú biãøu thỉïc tênh toạn tham säú ca cạc pháưn tỉí
THIÃÚT BË
SÅ ÂÄƯ
THAY THÃÚ
THAM
SÄÚ TRA
ÂỈÅÜC
TÊNH TRONG
ÂÅN VË CỌ
TÃN
TÊNH
CHÊNH XẠC
TRONG ÂVTÂ
TÊNH
GÁƯN ÂỤNG
TRONG ÂVTÂ
Mạy phạt
x”
d
,
S
âm
,U
âm
x.
d
"
U
S

âm
âm
2

x. .
d
"
S
S
U
U
cb
âm
âm
cb
2
2

x.
d
"
S
S
cb
âm


8
Mạy biãún ạp
(2 cün dáy)

u
N
%, k,
S
âm
u
U
S
Nâ
âm
%
100
2
.
m
uS
S
U
U
Ncb
âm
âm
cb
%
100
2
2

u
S

S
Nc
âm
%
100
.
b

Khạng âiãûn
X%,
I
âm
, U
âm
X
U
I
âm
âm
%
.
100
3
.

X
I
I
U
U

cb
âm
âm
cb
%
100


X
I
I
cb
âm
%
100
.

Âỉåìng dáy
X
1
[Ω/Km]
X
1
.l
X.l.
1
S
U
cb
cb

2
X.l.
1
S
U
cb
tb
2

Chụ :
Âäúi våïi mạy biãún ạp 3 cün dáy thç cạc tham säú tra âỉåüc l âiãûn ạp ngàõn
mảch giỉỵa cạc cün dáy: u
N I-II
% , u
N I-III
% , u
N II-III
% , ta phi tênh u
N
% ca tỉìng
cün dáy v sau âọ tênh âiãûn khạng ca tỉìng cün dáy theo cạc biãøu thỉïc trong
bng 2.1 âäúi våïi mạy biãún ạp 2 cün dáy. Âiãûn ạp ngàõn mảch u
N
% ca tỉìng cün
dáy âỉåüc tênh nhỉ sau:
u
N I
% = 0,5 (u
N I-II
% + u

N I-III
% - u
N II-III
%)
u
N II
% = u
N I-II
% - u
N I
%
u
N III
% = u
N I-III
% - u
N I
%
IV. BIÃÚN ÂÄØI SÅ ÂÄƯ THAY THÃÚ
Cạc phẹp biãún âäøi så âäư thay thãú âỉåüc sỉí dủng trong tênh toạn ngàõn mảch
nhàòm mủc âêch biãún âäøi nhỉỵng så âäư thay thãú phỉïc tảp ca hãû thäúng âiãûn thnh
mäüt så âäư âån gin nháút tiãûn låüi cho viãûc tênh toạn, cn gi l så âäư täúi gin. Så âäư
täúi gin cọ thãø bao gäưm mäüt hồûc mäüt säú nhạnh näúi trỉûc tiãúp tỉì ngưn sỉïc âiãûn
âäüng âàóng trë E
∑
âãún âiãøm ngàõn mảch thäng qua mäüt âiãûn khạng âàóng trë X
∑
.
IV.1. Nhạnh âàóng trë:
Phẹp biãún âäøi ny âỉåüc dng âãø ghẹp song song cạc nhạnh cọ ngưn hồûc

khäng ngưn thnh mäüt nhạnh tỉång âỉång. Xẹt så âäư thay thãú (hçnh 2.2a) gäưm
cọ n nhạnh näúi chung vo mäüt âiãøm M, mäùi nhạnh gäưm cọ 1 ngưn sỉïc âiãûn âäüng
E
k
näúi våïi 1 âiãûn khạng X
k
, ta cọ thãø biãún âäøi nọ thnh så âäư täúi gin (hçnh 2.2b)
bàòng cạc biãøu thỉïc sau:
E
EY
YY
ât
kk
k
n
k
k
n
ât
k
k
n
; X ==
=
==
∑
∑∑
.
1
11

1

trong âọ : Y
k
= 1/ X
k
l âiãûn dáùn ca nhạnh thỉï k.
Khi så âäư chè cọ 2 nhạnh thç:

9
E
EX X
X
X
X
õt õt

+E
+ X
; X
. X
+ X
==
12 21
12
12
12


Khi E

1
= E
2
= = E
n
= E thỗ E
õt
= E.



Hỗnh 2.2 : Pheùp bióỳn õọứi duỡng nhaùnh õúng trở

IV.2. Bióỳn õọứi Y - :
Bióỳn õọứi sồ õọử thay thóỳ coù daỷng hỗnh sao gọửm 3 nhaùnh (hỗnh 2.3a) thaỡnh tam
giaùc (hỗnh 2.3b) theo caùc bióứu thổùc sau:
X
XX
X
X
XX
X
X
XX
X
12 1 2
12
3
13 1 3
13

2
23 2 3
23
1
X + X +
X + X +
X + X +
=
=
=
.
.
.

Ngổồỹc laỷi, bióỳn õọứi sồ õọử coù daỷng hỗnh tam giaùc sao thaỡnh hỗnh sao duỡng caùc
bióứu thổùc sau:
X
XX
XXX
XX
XXX
XX
XXX
1
12 13
12 13 23
2
12 23
12 13 23
3

23 13
12 13 23
= ; X ; X

++
=
++
=
++
.


Hỗnh 2.3 : Bióỳn õọứi Y -


10
Biãún âäøi Y - ∆ cng cọ thãø ạp dủng âỉåüc khi åí cạc nụt cọ ngưn, lục âọ cọ
thãø ỉïng dủng tênh cháút âàóng thãú âãø tạch ra hay nháûp chung cạc nụt cọ ngưn (vê dủ
nhỉ trãn hçnh 2.4).


Hçnh 2.4 : Tạch / nháûp cạc nụt cọ ngưn

IV.3. Biãún âäøi sao - lỉåïi:
Så âäư thay thãú hçnh sao (hçnh 2.5a) cọ thãø biãún âäøi thnh lỉåïi (hçnh 2.5b).
Âiãûn khạng giỉỵa 2 âènh m v n ca lỉåïi âỉåüc tênh nhỉ sau:
X
mn
= X
m

. X
n
.ΣY
trong âọ: X
m
, X
n
l âiãûn khạng ca nhạnh thỉï m v n trong hçnh sao.
ΣY l täøng âiãûn dáùn ca táút c cạc nhạnh hçnh sao.


Hçnh 2.5 : Biãún âäøi sao - lỉåïi

Phẹp biãún âäøi ny sỉí dủng tiãûn låüi
trong tênh toạn ngàõn mảch khi cọ mäüt
nụt l âiãøm ngàõn mảch v táút c cạc nụt
cn lải l cạc nụt ngưn. Nãúu cạc ngưn
l âàóng thãú thç âiãûn khạng tỉång häø giỉỵa
cạc ngưn cọ thãø b qua, lục âọ så âäư s


11
tråí nãn ráút âån gin. Vê dủ, tỉì så âäư lỉåïi
åí hçnh 2.5b khi cạc nụt 1, 2, 3, 4 cọ
ngưn âàóng thãú v nụt 5 l âiãøm ngàõn
mảch ta cọ thãø âån gin thnh så âäư
trãn hçnh 2.6.


Hçnh 2.6 : p dủng biãún âäøi sao-lỉåïi

IV.4. Tạch riãng cạc nhạnh tải âiãøm ngàõn mảch:
Nãúu ngàõn mảch trỉûc tiãúp 3 pha tải âiãøm nụt cọ näúi mäüt säú nhạnh (vê dủ, hçnh
2.7) , thç cọ thãø tạch riãng cạc nhạnh ny ra khi váùn giỉỵ åí âáưu mäùi nhạnh cng
ngàõn mảch nhỉ váûy. Så âäư nháûn âỉåüc lục ny khäng cọ mảch vng s dãù dng
biãún âäøi. Tênh dng trong mäùi nhạnh khi cho ngàõn mảch chè trãn mäüt nhạnh, cạc
nhạnh ngàõn mảch khạc xem nhỉ phủ ti cọ sỉïc âiãûn âäüng bàòng khäng. Dng qua
âiãøm ngàõn mảch l täøng cạc dng â tênh åí cạc nhạnh ngàõn mảch riãng r.
Phỉång phạp ny thỉåìng dng khi cáưn tênh dng trong mäüt nhạnh ngàõn mảch
no âọ.


Hçnh 2.7 : Tạch riãng cạc nhạnh tải âiãøm ngàõn mảch
IV.5. Låüi dủng tênh cháút âäúi xỉïng ca så âäư:
Låüi dủng tênh cháút âäúi xỉïng ca så âäư ta cọ thãø ghẹp chung cạc nhạnh mäüt
cạch âån gin hån hồûc cọ thãø b båït mäüt säú nhạnh m dng ngàõn mảch khäng âi
qua (hçnh 2.8).

12


Hỗnh 2.8 : Lồỹi duỷng tờnh chỏỳt õọỳi xổùng cuớa sồ õọử
IV.6. Sổớ duỷng hóỷ sọỳ phỏn bọỳ doỡng:
Hóỷ sọỳ phỏn bọỳ doỡng laỡ hóỷ sọỳ õỷc trổng cho phỏửn tham gia cuớa mọựi nguọửn vaỡo
doỡng ngừn maỷch vồùi giaớ thióỳt laỡ caùc nguọửn coù sổùc õióỷn õọỹng bũng nhau vaỡ khọng
coù phuỷ taới.
Duỡng hóỷ sọỳ phỏn bọỳ doỡng õóứ tờnh tọứng trồớ tổồng họứ giổợa caùc nguọửn vaỡ õióứm
ngừn maỷch, õổa sồ õọử vóử daỷng rỏỳt õồn giaớn gọửm caùc nguọửn nọỳi vồùi õióứm ngừn
maỷch qua tọứng trồớ tổồng họứ:
Z
Z

C
kN
k
=


trong õoù: Z

- tọứng trồớ õúng trở cuớa toaỡn sồ õọử õọỳi vồùi õióứm ngừn maỷch.
C
k

- hóỷ sọỳ phỏn bọỳ doỡng cuớa nhaùnh thổù k.
Hóỷ sọỳ phỏn bọỳ doỡng coù thóứ tỗm õổồỹc bũng mọ hỗnh, thổỷc nghióỷm hoỷc giaới
tờch. Phổồng phaùp giaới tờch õổồỹc thổỷc hióỷn bũng caùch cho doỡng qua õióứm ngừn

13
mảch bàòng âån vë v coi ràòng cạc sỉïc âiãûn âäüng bàòng nhau. Dng tçm âỉåüc trong
cạc nhạnh s l trë säú ca cạc hãû säú phán bäú dng C
1
, C
2
, , C
k
tỉång ỉïng våïi
cạc nhạnh âọ.


Hçnh 2.9 : Så âäư âãø xạc âënh hãû säú phán bäú dng

Vê dủ, cho så âäư trãn hçnh 2.9a trong âọ cạc sỉïc âiãûn âäüng bàòng nhau, khäng
cọ phủ ti v cho dng ngàõn mảch I
N

= 1. Sau khi biãún âäøi så âäư v tỉì âiãưu kiãûn
cán bàòng thãú ta cọ:
I
N

. X
ât
= C
1
. X
1
= C
2
. X
2
= C
3
. X
3
⇒ C
X
X
X
X
X
X

ât ât ât
1
1
2
2
3
3
; C ; C ===
v: I
N

. X
Σ
= C
1
. X
1N
= C
2
. X
2N
= C
3
. X
3N
⇒ X
X
C
X
C

X
C
NNN1
1
2
2
3
3
; X ; X ==
ΣΣ
=
Σ


V. CÄNG SÚT NGÀÕN MẢCH
Cäng sút ngàõn mảch S
Nt
vo thåìi âiãøm t l âải lỉåüng qui ỉåïc âỉåüc tênh theo
dng ngàõn mảch I
Nt
vo thåìi âiãøm t trong quạ trçnh quạ âäü v âiãûn ạp trung bçnh
U
tb
ca âoản tênh dng ngàõn mảch:
S
Nt
= 3 I
Nt
. U
tb

Cäng sút ngàõn mảch dng âãø chn hay kiãøm tra mạy càõt, lục âọ t l thåìi
âiãøm m cạc tiãúp âiãøm chênh ca mạy càõt måí ra. Cäng sút ny phi bẹ hån cäng
sút âàûc trỉng cho kh nàng càõt ca mạy càõt hay cn gi l cäng sút càõt âënh mỉïc
ca mạy càõt:

14
S
Nt
< S
Cõm
= 3 I
Cõm
. U
õm
Ngoaỡi ra, khi õaợ bióỳt cọng suỏỳt ngừn maỷch S
NH
(hoỷc doỡng ngừn maỷch I
NH
) do
hóỷ thọỳng cung cỏỳp cho õióứm ngừn maỷch coù thóứ tờnh õổồỹc õióỷn khaùng cuớa hóỷ thọỳng
õọỳi vồùi õióứm ngừn maỷch:
X
U
I
U
S
H
tb
NH
tb

NH
==
3
2
.

khi tờnh toaùn trong hóỷ õồn vở tổồng õọỳi vồùi caùc lổồỹng cồ baớn S
cb
vaỡ U
cb
= U
tb
thỗ:
X
I
I
S
S
H
cb
NH
cb
NH
*
==

1

Chỉång 3:
QUẠ TRÇNH QUẠ ÂÄÜ
TRONG MẢCH ÂIÃÛN ÂÅN GIN


I. NGÀÕN MẢCH 3 PHA TRONG MẢCH ÂIÃÛN ÂÅN GIN:
Xẹt mảch âiãûn 3 pha âäúi xỉïng âån gin (hçnh 3.1) bao gäưm âiãûn tråí, âiãûn
cm táûp trung v khäng cọ mạy biãún ạp.
Qui ỉåïc mảch âiãn âỉåüc cung cáúp tỉì ngưn cäng sút vä cng låïn (nghéa l
âiãûn ạp åí âáưu cỉûc ngưn âiãûn khäng âäøi vãư biãn âäü v táưn säú).


Hçnh 3.1 : Så âäư mảch âiãûn 3 pha âån gin

Lục xy ra ngàõn mảch 3 pha, mảch âiãûn tạch thnh 2 pháưn âäüc láûp: mảch
phêa khäng ngưn v mảch phêa cọ ngưn.
I.1. Mảch phêa khäng ngưn:
Vç mảch âäúi xỉïng, ta cọ thãø tạch ra mäüt pha âãø kho sạt. Phỉång trçnh vi
phán viãút cho mäüt pha l:
u = i.r + L .
di
dt
= 0
''

Gii ra ta âỉåüc:
i
t

= C.e
-
r
L
'
'

Tỉì âiãưu kiãûn âáưu (t=0): i
0
= i
0+
, ta cọ: C = i
0
Nhỉ váûy: i
t
= i .e
0
-
r
L
'
'

Dng âiãûn trong mảch phêa khäng ngưn s tàõt dáưn cho âãún lục nàng lỉåüng
têch ly trong âiãûn cm L’ tiãu tạn hãút trãn r’.
I.2. Mảch phêa cọ ngưn:

2
Giaớ thióỳt õióỷn aùp pha A cuớa nguọửn laỡ:
u = u

A
= U
m
sin(t+)
Doỡng trong maỷch õióỷn trổồùc ngừn maỷch laỡ:
i =
U
Z
sin( t + - ) = I sin( t + - )
m
m

Luùc xaớy ra ngừn maỷch 3 pha, ta coù phổồng trỗnh vi phỏn vióỳt cho mọỹt pha:
u = i.r + L.
di
dt

Giaới phổồng trỗnh õọỳi vồùi pha A ta õổồỹc:
i
N
t
=
U
Z
sin( t + - ) + C.e
m
N
-
r
L

Doỡng ngừn maỷch gọửm 2 thaỡnh phỏửn: thaỡnh phỏửn thổù 1 laỡ doỡng chu kyỡ cổồợng
bổùc coù bión õọỹ khọng õọứi:
i
ck N N
=
U
Z
sin( t + - ) = I sin( t + - )
m
N
ckm

Thaỡnh phỏửn thổù 2 laỡ doỡng tổỷ do phi chu kyỡ từt dỏửn vồùi hũng sọỳ thồỡi gian:
T
a
=
L
r
=
x
r


i
t
d
tt
= C.e = i .e
-

r
L
t
d0+
-
r
L

Tổỡ õióửu kióỷn õỏửu: i
0
= i
0+
= i
ck0+
+ i
td0+
, ta coù:
C = i
td0+
= i
0
- i
ck0+
= I
m
sin( - ) - I
ckm
sin( -
N
)

3
Hçnh 3.2 : Âäư thë vẹctå dng v ạp vo thåìi âiãøm âáưu ngàõn mảch

Trãn hçnh 3.2 l âäư thë vẹctå dng v ạp vo thåìi âiãøm âáưu ngàõn mảch trong
âọ U
A
, U
B
, U
C
, I
A
, I
B
, I
C
l ạp v dng trỉåïc khi xy ra ngàõn mảch, cn I
ckA
, I
ckB
,
I
ckC
l dng chu k cỉåỵng bỉïc sau khi xy ra ngàõn mảch. Tỉì âäư thë, ta cọ nhỉỵng
nháûn xẹt sau:
♦ i
td0+
bàòng hçnh chiãúu ca vẹctå ( lãn trủc thåìi gian t. )

II
mckm
-
♦ ty thüc vo α m i
td0+
cọ thãø cỉûc âải hồûc bàòng 0.
♦ i
td0+
phủ thüc vo tçnh trảng mảch âiãûn trỉåïc ngàõn mảch; i
td0+
âảt giạ trë
låïn nháút lục mảch âiãûn trỉåïc ngàõn mảch cọ tênh âiãûn dung, räưi âãún mảch âiãûn
trỉåïc ngàõn mảch l khäng ti v i
td0+
bẹ nháút lục mảch âiãûn trỉåïc ngàõn mảch cọ
tênh âiãûn cm.
Thỉûc tãú hiãúm khi mảch âiãûn trỉåïc ngàõn mảch cọ tênh âiãûn dung v âäưng thåìi
thỉåìng cọ ϕ
N
≈ 90
o
, do váûy trong tênh toạn âiãưu kiãûn âãø cọ tçnh trảng ngàõn mảch
nguy hiãøm nháút l:
a) mảch âiãûn trỉåïc ngàõn mảch l khäng ti.
b) ạp tỉïc thåìi lục ngàõn mảch bàòng 0 (α = 0 hồûc 180
o
).
II. TRË HIÃÛU DỦNG CA DNG NGÀÕN MẢCH TON PHÁƯN
V CẠC THNH PHÁƯN CA NỌ:

II.1.
Thnh pháưn chu k ca dng ngàõn mảch:
i
ck
N
= I sin(
t
+- )
ckm

ω
α
ϕ

- Nãúu ngưn cọ cäng sút vä cng låïn hồûc ngàõn mảch åí xa mạy phạt (U
m
=
const.), thç:
I
ckm
=
U
Z
= const.
m
N

Trong trỉåìng håüp ny, biãn âäü dng chu k khäng thay âäøi theo thåìi gian v
bàòng dng ngàõn mảch duy trç (xạc láûp).
- Nãúu ngàõn mảch gáưn, trong mạy phạt cng xy ra quạ trçnh quạ âäü âiãûn tỉì,

sỉïc âiãûn âäüng v c âiãûn khạng ca mạy phạt cng thay âäøi, do âọ biãn âäü ca
dng chu k thay âäøi gim dáưn theo thåìi gian âãún trë säú xạc láûp (hçnh 3.3).
Trë hiãûu dủng ca dng chu k åí thåìi âiãøm t l:
I
Z
ckt
N
=
I
2
=
E
3
ckmt t
.
Σ

trong âọ: E
t
- sỉïc âiãûn âäüng hiãûu dủng ca mạy phạt åí thåìi âiãøm t

4
Z
N


- tọứng trồớ ngừn maỷch (trong maỷng õióỷn aùp cao coù thóứ coi Z
N

x
N

)


Hỗnh 3.3 : ọử thở bióỳn thión doỡng õióỷn trong quaù trỗnh quaù õọỹ

Trở hióỷu duỷng cuớa doỡng chu kyỡ trong chu kyỡ õỏửu tión sau khi xaớy ra ngừn
maỷch goỹi laỡ doỡng sióu quaù õọỹ ban õỏửu:
I
xx
dng
0
"
"
.( )
=
I
2
=
E
3
ckm0+
"
+

trong õoù: E

- sổùc õióỷn õọỹng sióu quaù õọỹ ban õỏửu cuớa maùy phaùt.
x

d
- õióỷn khaùng sióu quaù õọỹ cuớa maùy phaùt.
x
ng
- õióỷn khaùng bón ngoaỡi tổỡ õỏửu cổỷc maùy phaùt õóỳn õióứm ngừn maỷch.
II.2. Thaỡnh phỏửn tổỷ do cuớa doỡng ngừn maỷch:
Thaỡnh phỏửn tổỷ do cuớa doỡng ngừn maỷch coỡn goỹi laỡ thaỡnh phỏửn phi chu kyỡ, từt
dỏửn theo hũng sọỳ thồỡi gian T
a
cuớa maỷch:
i
t
d
= i .e
t
d0+
t
T
a


vồùi:
i
td
N
0+
= I sin( - ) -I sin( - )

mckm0+





Khi tờnh toaùn vồùi õióửu kióỷn nguy hióứm nhỏỳt, ta coù:
a) maỷch õióỷn trổồùc ngừn maỷch laỡ khọng taới: I
m
sin( - ) = 0
b) aùp tổùc thồỡi luùc ngừn maỷch bũng 0 ( = 0) vaỡ
N
90
o
.

5
thỗ: i
td0+
=-I sin(-90) =I
ckm0+
o
ckm0+
Trở hióỷu duỷng cuớa doỡng tổỷ do ồớ thồỡi õióứm t õổồỹc lỏỳy bũng trở sọỳ tổùc thồỡi cuớa
noù taỷi thồỡi õióứm õoù: I
tdt
= i
tdt
II.3. Doỡng ngừn maỷch xung kờch:
Doỡng ngừn maỷch xung kờch i

xk
laỡ trở sọỳ tổùc thồỡi cuớa doỡng ngừn maỷch trong
quaù trỗnh quaù õọỹ. ặẽng vồùi õióửu kióỷn nguy hióứm nhỏỳt, doỡng ngừn maỷch xung kờch
xuỏỳt hióỷn vaỡo khoaớng 1/2 chu kyỡ sau khi ngừn maỷch, tổùc laỡ vaỡo thồỡi õióứm t = T/2 =
0,01sec (õọỳi vồùi maỷng õióỷn coù tỏửn sọỳ f = 50Hz).
i
xk
= i
ck0,01
+ i
td0,01
trong õoù: i
ck0,01
I
ckm0+
i
td0 01,
= i .e = I .e
td0+
0,01
T
ckm0+
0,01
T
aa


Vỏỷy:
i
xk

= I .(1+ e ) = k .I
= 2.k I
ckm0+
0,01
T
xk ckm0+
xk 0
"
a


vồùi k
xk
: hóỷ sọỳ xung kờch cuớa doỡng ngừn maỷch, tuỡy thuọỹc vaỡo T
a
maỡ k
xk
coù giaù trở
khaùc nhau trong khoaớng 1 k
xk
2.
Trở hióỷu duỷng cuớa doỡng ngừn maỷch toaỡn phỏửn ồớ thồỡi õióứm t õổồỹc tờnh nhổ sau:
II
Nt
ckt
=
1
T
= + I
tdt

2
i.dt
N
2
t
T
2
t
T
2

+

2

Tổồng ổùng, trở hióỷu duỷng cuớa doỡng ngừn maỷch xung kờch laỡ:
II
xk
ck
= + I
td0,01
2
001
2
,

vồùi:
I
ck0 01,
= I

0
"
I
td td xk ck xk001 001 001,, ,
= i =i -i =i -I
= (k -1)I = 2(k -1)I
ckm0+
xk ckm0+ xk 0
"

Vỏỷy:
III
xk
= + 2 (k -1)
22
xk
2
00
""

hay :
I
xk
= I + 2(k -1)
xk
2
0
1
"

6
III. NGÀÕN MẢCH 3 PHA TRONG MẢCH CỌ MẠY BIÃÚN ẠP:


Hçnh 3.4 : Så âäư mảch âiãûn cọ mạy biãún ạp

Gi thiãút âiãûn ạp ngưn khäng âäøi phạt (U
m
= const.) v mảch tỉì ca mạy
biãún ạp khäng bo ha. Khi xy ra ngàõn mảch 3 pha, ta láûp phỉång trçnh vi phán
cho mäüt pha nhỉ sau (táút c cạc tham säú ca mạy biãún ạp âỉåüc qui âäøi vãư cng
mäüt phêa):
Phêa så cáúp:
u = R .i + L .
di
dt
- M.
di
dt
11 1
12

Phêa thỉï cáúp:
0 = R .i + L .
di
dt
- M.
di
dt

22 2
21

Khi b qua dng tỉì họa ca mạy biãún ạp (i
µ

= 0) thç i
1
= i
2
.
Cäüng 2 phỉång trçnh trãn ta cọ:
u = (R + R )i + (L + L - 2M)
di
dt
= R .i + L
di
dt
121 12
1
B1 B
1

trong âọ: R
B
= R
1
+ R
2
: l âiãûn tråí ca mạy biãún ạp.

L
B
= L
1
+ L
2
- 2M = (L
1
- M) + (L
2
- M) : l âiãûn cm ca mạy biãún ạp.
Phỉång trçnh trãn giäúng nhỉ phỉång trçnh ca mảch âiãûn âån gin â kho
sạt åí mủc I trỉåïc âáy. Do váûy trong quạ trçnh quạ âäü khi b qua dng tỉì họa, mạy
biãún ạp cọ thãø âỉåüc thay thãú bàòng âiãûn tråí v âiãûn cm âãø tênh toạn nhỉ mảch âiãûn
thäng thỉåìng.


1

Chỉång 4:
TÇNH TRẢNG NGÀÕN MẢCH DUY TRÇ

Tçnh trảng ngàõn mảch duy trç l mäüt giai âoản ca quạ trçnh ngàõn mảch khi
táút c cạc thnh pháưn dng tỉû do phạt sinh ra tải thåìi âiãøm ban âáưu ca ngàõn mảch
â tàõt hãút v khi â hon ton kãút thục viãûc tàng dng kêch tỉì do tạc dủng ca cạc
thiãút bë TÂK.
I. THÄNG SÄÚ TÊNH TOẠN CA NGƯN V PHỦ TI:
Cạc thäng säú cå bn ca mạy âiãûn âäưng bäü trong tçnh trảng ngàõn mảch âäúi
xỉïng duy trç l âiãûn khạng khäng bo ha âäưng bäü dc trủc x
d

v ngang trủc x
q
.
Thay cho x
d
ngỉåìi ta cọ thãø dng mäüt âải lỉåüng l t säú ngàõn mảch TN, âọ
chênh l dng duy trç tênh trong âån vë tỉång âäúi khi ngàõn mảch 3 pha åí âáưu cỉûc
mạy âiãûn våïi dng kêch tỉì tỉång âäúi I
f
= 1:
TN
I
I
I
f
âm
=
=()1

Xút phạt tỉì âiãưu kiãûn ngàõn mảch åí âáưu cỉûc mạy âiãûn ta cọ:
x
C
TN
d
=
trong âọ: C - sỉïc âiãûn âäüng bo ha tỉång âäúi ca mạy âiãûn khi I
f
= 1.
Trung bçnh cọ thãø láúy cạc trë säú nhỉ sau:
- Âäúi våïi mạy phạt turbine håi: C = 1,2 v TN = 0,7

- Âäúi våïi mạy phạt turbine nỉåïc: C = 1,06 v TN = 1,1
Âäúi våïi mạy âiãûn cỉûc läưi, âiãûn khạng âäưng bäü ngang trủc x
q
ráút êt phủ thüc
vo sỉû bo ha, thỉûc tãú cọ thãø coi nọ l khäng âäøi v bàòng:
x
q
≈ 0.6x
d
Trong tênh toạn gáưn âụng coi: x
d
=1/TN
Âäúi våïi mạy âiãûn cọ TÂK, thäng säú âàûc trỉng l dng kêch tỉì giåïi hản I
fgh
,
khi dng kêch tỉì kiãøu mạy âiãûn thç trë säú tỉång âäúi ca I
fgh
= (3÷5).
II. NH HỈÅÍNG CA PHỦ TI V TÂK:
II.1.
nh hỉåíng ca phủ ti:
Phủ ti mäüt màût lm cho mạy phạt mang ti trỉåïc ngàõn mảch, nãn trong tçnh
trảng ngàõn mảch duy trç mạy phạt cọ dng kêch tỉì låïn hån so våïi mạy phạt lm
viãûc åí chãú âäü khäng ti. Màût khạc, khi cọ phủ ti näúi vo mảng, nọ cọ thãø lm thay
âäøi âạng kãø trë säú v sỉû phán bäú dng trong så âäư mảng.