Chương 2 giới thiệu về ngắn mạch trong hệ thống điện

BÁO CÁO NHÓM 3
HỌC PHẦN: EE4042

CHƯƠNG 2:
GIỚI THIỆU VỀ NGẮN MẠCH

TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

Trường : Điện - Điện tử, Đại học Bách Khoa Hà Nội
GVHD : Nguyễn Thị Anh

THÀNH VIÊN NHĨM:

• Nguyễn Ngọc Hoan 20191507

• Tạ Duy Bách 20191444

• Dương Văn Tuân 20191646

• Nguyễn Văn Đạt 20191460

• Đặng Minh Quân 20191594

• Vũ Minh Phúc 20191590

• Nguyễn Văn Hùng 20191522

• Dương Đức Tùng 20191651

• Bùi Hồng Tú 20191643

• Phạm Minh Tiến 20191631

• Đỗ Văn Vinh 20181307

• Pong Sokhong 20190140

NỘI DUNG:
1 TỔNG QUAN
2 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 3 PHA
3 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH KHƠNG ĐỐI XỨNG

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ NGẮN MẠCH

I. Tổng Quan

1. Khái niệm
Ngắn mạch trong hệ thống điện (HTĐ) chỉ hiện tượng các dây dẫn pha chập nhau, chập đất (trong HTĐ có trung
điểm nối đất) hoặc chập dây trung tính. Lúc xảy ra ngắn mạch tổng trở của hệ thống giảm đi (giống như mạch điện
bị ngắn lại), dòng điện tăng lên đáng kể gọi là dòng điện ngắn mạch.

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ NGẮN MẠCH

I. Tổng Quan b, Hậu quả
• Làm gián đoạn cung cấp điện
2. Nguyên nhân và hậu quả ngắn mạch • Gây cháy nổ
• Sinh ra lực cơ khí lớn sẽ gây biến dạng hoặc gãy
a, Ngun nhân
• Do cách điện bị hỏng vỡ các bộ phận (sứ đỡ, thanh dẫn,..)
• Do tác động cơ khí (có thể do con người, lồi vật, • Gây sụt áp lưới điện, ảnh hưởng tới hiệu suất các

hoặc do gió bão,… thiết bị
• Sét đánh gây phóng điện • Gây mất ổn định hệ thống điện
• Do thao tác nhầm • Gây nhiễu các đường dây thông tin ở gần.

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ NGẮN MẠCH

I. Tổng Quan

3. Mục đích tính tốn ngắn mạch

• Tính tốn hiệu chỉnh các thiết bị bảo vệ rơ-le, tự động cắt phần tử bị sự cố ngắn mạch ra khỏi hệ thống.
• Lựa chọn các trang thiết bị điện phù hợp, chịu được dịng điện trong thời gian tồn tại ngắn mạch.
• Lựa chọn sơ đồ thích hợp làm giảm dịng điện ngắn mạch.
• Lựa chọn thiết bị hạn chế dịng điện ngắn mạch (như kháng điện, máy biến áp nhiều cuộn dây...).
• Nghiên cứu các hiện tượng khác về chế độ hệ thống như q trình q độ điện cơ (phân tích ổn định).

Quá trình quá độ điện từ (phân tích hiện tượng cổng hưởng, quá điện áp,…).

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ NGẮN MẠCH

II. Tính tốn dịng điện ngắn mạch 3 pha (Ngắn mạch đối xứng)

 Đối với ngắn mạch 3 pha ta cần xét trạng thái ngắn mạch của máy phát:

• Ngắn mạch ở xa mát phát: Tự động kích từ • Ngắn mạch ở gần máy phát: TĐK tăng dòng
(TĐK) vẫn giữ được điện áp đầu cực máy kích từ đến trị số giới hạn trong khi điện áp
phát ở trị số định mức (). Khi mô tả không đầu cực máy phát vẫn thấp hơn giá trị định
cần quan tâm tới điện kháng và suất điện mức ( < ) nên cần mô tả máy phát bằng sđđ
động bên trong. nằm sau điện kháng .

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ NGẮN MẠCH

II. Tính tốn dịng điện ngắn mạch

1. Tính tốn dịng điện ngắn mạch duy trì khi máy phát khơng có TĐK

• Khi khơng có TĐK sđđ của máy phát trước và sau thời điểm ngắn mạch không thay đổi.
, , : Điện áp, dòng điện, hệ số công suất
ở CĐXL trước ra sự cố.

• Sau khi mơ tả máy phát điện bằng sđđ và điện kháng thì ta có thể tính được dịng điện ngắn mạch. Nếu sơ đồ
hệ thống biến đổi được về dạng đơn giản nhất gồm sđđ và thì ta có:

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ NGẮN MẠCH

II. Tính tốn dịng điện ngắn mạch

1. Tính tốn dịng điện ngắn mạch duy trì khi máy phát có TĐK

• Khi có TĐK thì máy phát điện trong tình trạng ngắn mạch duy trì có thể ở 1 trong 2 trạng thái:
- Làm việc với điện áp định mức.
- Làm việc với dịng kích từ giới hạn.

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ NGẮN MẠCH

 Sơ đồ hệ thống có n1hmiềáuympáhtpđhiáệtnđiện

= Khhơanyg có=cách nào xác định được .
 Cách duy nhất là dựa vào phép lặp và phán đoán:

1. TCrạănng tchứáivkàícoh stừơ gđiồớivhàạnđiểm ngTắrnạnmg tạhcáhi ,đivệàn ágpiảđịtnhhiếmtứtrcạng thái của máy phát:

Nhữ(Nnggắn mmạácyh gpầnh)át xa: giả thiế(tNglắànmmạcvhiệxca) ở trạng thái định mức.
Những má thể khẳng định được thì có thể đặt tùy ý.
2. Mô tả máy phát theo sơ đồ tương ứng.
3. Thực hiện tính tốn ngắn mạch.
4. Kiểm tra dòng điện ngắn mạch trong máy phát và điện áp đầu cực. Nếu
phù hợp thì giả thiết đúng, khơng thì giả thiết là sai.
5. SLaặupklhạii xcác đbịưnớhcđtưínợhcttorạángvtàhkáiểcmủatrma.áy phát điện:
oLưuNgýắ: nKmhiạtcínhhởtoxáan, mngơắtnả mmạácyhpdhyt btrằìn, gkhthơannghđcưáợiccóbỏđiqệunấspơkđhồơpnhgụđtổảii, .
o Ngắn mạch ở gần, mô tả máy phát bằng sơ đồ gồm sau điện kháng , .

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ NGẮN MẠCH

III. Tính tốn dịng điện ngắn mạch khơng đối xứng

• Để tính tốn ngắn mạch không đối xứng, người ta áp dụng phương pháp các thành phần đối
xứng.

• Ba vecto thành phần không đối xứng , , của hệ thống 3 pha có thể phân tích thành 3 hệ thống
vecto đối xứng:

- Hệ thống thành phần thứ tự thuận: , , .
- Hệ thống thành phần thứ tự nghịch: , , .
- Hệ thống thành phần thứ tự không: , , .

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ NGẮN MẠCH
III. Tính tốn dịng điện ngắn mạch không đối xứng

a= = =+ + )
=+ + )
= =+ + )

=

= =

= =

= =

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ NGẮN MẠCH

III. Tính tốn dịng điện ngắn mạch không đối xứng

1. Điện kháng thứ tự nghịch và không

- Các thiết bị tĩnh khi làm việc:
+
+ (khi có chuyển động quay (máy phát, động cơ,..))

- Các phần tử khơng có hỗn cảm:
+
+ (ngược lại)

- Trong mạch có điện dung:
+

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ NGẮN MẠCH

III. Tính tốn dịng điện ngắn mạch không đối xứng

2. Sơ đồ các thành phần thứ tự

 Sơ đồ thứ tự thuận (Điện kháng tổng hợp ):  Sơ đồ thứ tự nghịch (Điện kháng tổng hợp ):
• Là sơ đồ tính toán ngắn mạch 3 pha. • Suất điện động bằng khơng.
• Điểm ngắn mạch không nối với trung điểm của • Điện kháng thứ tự nghịch của nguồn và phụ tải khác

sơ đồ với điện kháng thứ tự thuận.
• Trị số điện kháng không phụ thuộc vào chế độ ngắn
 Sơ đồ thứ tự không (Điện kháng tổng hợp ):
• Suất điện động bằng khơng. mạch.
• Có xét tổng trở của mạch trung tính. • Điểm ngắn mạch khơng nối với trung điểm của sơ đồ.
• Bỏ qua phụ tải.

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ NGẮN MẠCH

III. Tính tốn dịng điện ngắn mạch khơng đối xứng

3. Các bước tính tốn

 Quy ước:
• Coi pha A là pha đặc biệt.
• Dịng điện ngắn mạch tại chỗ ngắn mạch có

chiều đi từ dây dẫn ra chỗ ngắn mạch, điện áp
tính từ dây dẫn đến trung điểm của sơ đồ.

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ NGẮN MẠCH

III. Tính tốn dịng điện ngắn mạch khơng đối xứng

3. Các bước tính tốn

 Quy ước:
• Coi pha A là pha đặc biệt.
• Dịng điện ngắn mạch tại chỗ ngắn mạch có

chiều đi từ dây dẫn ra chỗ ngắn mạch, điện áp
tính từ dây dẫn đến trung điểm của sơ đồ.

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ NGẮN MẠCH

III. Tính tốn dịng điện ngắn mạch khơng đối xứng

3. Các bước tính tốn

Các bước làm:
• Lập sơ đồ thay thế thứ tự thuận, thứ tự nghịch, thứ tự không của hệ thống điện. Từ đó ta xác định được , ,
• Dịng thứ tự thuận của 1 dạng ngắn mạch bất kỳ đều có thể tính được dịng ngắn mạch 3 pha ở sơ đồ thứ tự thuận

nhưng ở điểm xa hơn 1 điện kháng phụ =>
• Tính dịng điện và điện ấp ngắn mạch không đối xứng tại điểm ngắn mạch:
o Trị số dòng điện ngắn mạch:
o Điện áp tại điểm ngắn mạch:
o Xác định góc pha dịng điện và điện áp ngắn mạch tổng các pha cần dựa vào các đồ thị vecto.

THANK
YOU !