MẠCH TƯƠNG ĐƯƠNG VÀ THÔNG SỐ CỦA CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

BẢO VỆ RELAY
MẠCH TƯƠNG ĐƯƠNG VÀ THÔNG SỐ CỦA CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG

© Department of Power Systems

ĐIỆN

1. Giới thiệu
2. Máy điện đồng bộ
3. Phản ứng phần ứng
4. Lý thuyết về ổn định
5. Rotor cực từ lồi
6. Phân tích quá độ

page 1/xx


1. GIỚI THIỆU

Máy điện đồng bộ, máy biến áp và đường dây truyền tải là các phần tử qua trọng nhất trong hệ
thống điện.

© Department of Power Systems

Chủ động

•

Thông số của các thiết bị phụ thuộc vào phản ứng để thay đổi phù hợp với điều
kiện hệ thống.

Bị động

•

Thông số các thiết bị không thay đổi sau khi sự cố xảy ra.

page 2/xx


2. MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ

Stator có 3 cuộn dây phân phối.
Khe hở của stator được móc vòng bởi rotor, từ trường của tạo ra bởi dòng diện DC.

© Department of Power Systems

•
•

Event

page 3/xx


2. MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ

© Department of Power Systems

ROTOR CỰC TỪ LỒI

4 cực trở lên, các cực riêng
lẻ

ROTOR CỰC TỪ ẨN

2-4 cực, Các cuộn dây phân
bố xung quanh chu vi của nó

Phù hợp với tốc độ trung

Rất bền và phù hợp với tốc

bình

độ cao

page 4/xx


© Department of Power Systems

2. MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ

page 5/xx


2. MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ

•

Máy phát 2-4 cực thường được sử dụng cho turbine gas hay hơi nước bởi vì nó được thiết kế
phù hợp với tốc độ quay cao.

Máy phát 2 cực
© Department of Power Systems

được SIEMENS
thiết kế để sử dụng
cho turbine gas và
hơi

page 6/xx


2. MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ

•

Máy phát hơi nước 4 cực thường được sử dụng cho nhà máy điện hạt nhân vì thiết kế 2 cực
không phù hợp.
Máy phát động cơ diesel luôn có từ 4 cực trở lên.

© Department of Power Systems

•

page 7/xx


© Department of Power Systems

3. PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG

Sinh ra từ trường
Dòng điện ở stator

tương tác với từ

Phản ứng phần ứng

trường phần cảm

Event

page 8/xx


3. PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG

HỆ SỐ CÔNG SUẤT

© Department of Power Systems

ĐƠN VỊ : Điện áp và dòng stator cùng pha

o
SỚM : dòng điện trong stator nhanh pha hơn 90 so với điện áp

o
TRỄ : dòng điện trong stator chậm pha hơn 90 so với điện áp

Event

page 9/xx


3. PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG

Từ thông phần cảm và từ thông phản ứng phần ứng vuông góc với nhau.

© Department of Power Systems

Làm từ thông phần cảm thay đổi và ảnh hưởng đến điện áp ra.

Từ thông phần cảm và từ thông phản ứng phần ứng ngược hướng với nhau.
Làm giảm từ thông phần cảm và giảm điện áp ra.

Từ thông phần cảm và từ thông phản ứng phần ứng cùng hướng với nhau.
Làm tăng từ thông phần cảm và tăng điện áp ra.

page 10/xx


4. Lý thuyết về ổn định

Giả sử :

•

Cuộn dây chưa bão hòa, khe hở không khí không thay đổi và các biến số là sóng

© Department of Power Systems

sin.

• Điện kháng của máy phát lớn hơn rất nhiều so với trở kháng, có thể bỏ qua.
• Ký hiệu :
 ATe : điện áp do điện kích từ sinh ra
 Et : điện áp stator
 ATar : điện áp phản ứng phần ứng

page 11/xx


4. Lý thuyết về ổn định

•

Quay
cuộn dây kích từ ATe
 

•

Điện áp Et nhanh hơn dòng I góc và gây ra phản ứng phần ứng m.m.f AT ar

•

ATf là kết quả của 2 vector ATe và ATar

© Department of Power Systems

điện áp Et ở stator

page 12/xx


4. Lý thuyết về ổn định

•

ATar/ATe biểu diễn bởi điện kháng gọi là “điện
kháng phản ứng phần ứng” - Xad

© Department of Power Systems

•

ATf/ATe là điện áp hở mạch kích từ, được xem là
điện áp nội tự phát của máy – E0

•

Điện kháng rò của cuộn dây stator được gọi là XL
(Xa).

•

Xad và XL có thể tổng hợp thành Xd – điện
kháng đồng bộ.

Event

page 13/xx


4. Lý thuyết về ổn định

•

Công
  suất của máy đồng bộ : P = VIcos = VEsin()/Xd
Với : - XL (Xa) : điện kháng từ tản.

© Department of Power Systems

- Xad : điện kháng tượng trưng.

Event

page 14/xx


5. ROTOR CỰC TỪ LỒI

•

Ảnh hưởng của từ thông được tạo ra
bởi phản ứng phần ứng M.N.F phụ

© Department of Power Systems

thuộc vào vị trí bất kì.

•

Sự khác biệt được xem xét bằng
thuyết lý thuyết 2 trục dq. Trục dọc q
và trục ngang q.

page 15/xx


© Department of Power Systems

5. ROTOR CỰC TỪ LỒI

•

 

•

Điện kháng đồng bộ theo trục dọc là Xd=Xad+XL

•

Điện kháng đồng bộ theo trục ngang Xq=Xaq+XL

•

Có sự khác biệt nhỏ giữa E0 và

•

Lý thuyết này dùng để tính toán dòng kích từ nhưng
không chính xác để xác định độ ổn định khi góc pha
là vấn đề quan trọng.

page 16/xx


6. Phân tích quá độ

•

Khi có sự cố hay chuyển mạch, xuất hiện một hệ số mới bên trong máy, được biểu diễn như 1
đặc tính đáp ứng của máy được yêu cầu.

•

Xem xét một ngắn mạch đột ngột
ba pha áp dụng cho một máy ban

© Department of Power Systems

đầu hoạt động hở mạch và kích từ
để điện áp bình thường E0

page 17/xx

6. Phân tích quá độ
Phản ứng phần
Ngắn mạch

ứng M.N.F khử

Giảm từ thông

từ

Phản ứng phần ứng sẽ cân bằng với M.N.F, giảm từ thông qua khe hở không khí và nó sẽ gây ra 1
điện áp trên điện kháng từ tản stator.

© Department of Power Systems

Dòng sự cố I = E0/(XL+Xad) = E0/Xd
Dòng ổn định Id = Eg/Xd với Eg là điện áp khe hở không khí.

page 18/xx


6. Phân tích quá độ

•

Ngắn  mạch

từ thông stato thay đổi đột ngột

cuộn kích từ sẽ có dòng cảm ứng tạo nên từ

thông ngược hướng với từ thông stato, vì vậy có thể xem như một phần từ thông stato bị đẩy ra

© Department of Power Systems

ngoài đi theo đường tản từ của cuộn kích từ có từ dẫn (hình 5.6b)..

page 19/xx


6. Phân tích quá độ
tiện cho phân tích, điện kháng quá độ được đưa ra. Và được xác định bằng biểu thức :
•Để thuận
 

© Department of Power Systems

Với Xf là điện kháng từ tản của cuộn dây stator.

page 20/xx


6. Phân tích quá độ

•
•

Các

  máy đồng bộ luôn có 1 cuộn cản dể duy trì tốc độ đồng bộ.
Khi ngắn mạch xảy ra, cuộn cản sẽ chịu ảnh hưởng của từ thông tản và sinh ra dòng điện cảm
ứng chống lại. Điện áp ngay lúc này nhỏ hơn điện áp hở mạch.
Điện kháng - điện kháng siêu quá độ được đưa ra.

© Department of Power Systems

•

page 21/xx


© Department of Power Systems

6. Phân tích quá độ

page 22/xx


© Department of Power Systems

6. Phân tích quá độ

page 23/xx


© Department of Power Systems

THANKS FOR YOUR ATTENDTION

page 24/xx