Giáo trình 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 õọứi õọỹt ngọỹt seợ laỡm phaùt sinh quaù trỗnh quaù õọỹ
õióỷn tổỡ, trong õoù quaù trỗnh phaùt sinh do ngừn mảch l nguy hiãøm nháút. Âãø tênh
chn cạc thiãút bë âiãûn v bo vãû råle cáưn phi xẹt âãún quạ trỗnh quaù õọỹ khi:
- ngừn maỷch.
- ngừn maỷch keỡm theo âỉït dáy.
- càõt ngàõn mảch bàịng 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 choùng cọ lỏỷp õióứm ngừn maỷch thỗ hóỷ
thọỳng seợ chuyóứn sang chóỳ õọỹ ngừn maỷch duy trỗ (xaùc lỏỷp).
Tổỡ lục xy ra ngàõn mảch cho âãún khi càõt nọ ra, trong hóỷ thọỳng õióỷn xaớy ra
quaù trỗnh quaù õọỹ laỡm thay õọứi doỡng vaỡ aùp. Doỡng trong quaù trỗnh quạ âäü thỉåìng
gäưm 2 thnh pháưn: chu k v khäng chu k. Trỉåìng håüp hãû thäúng cọ âỉåìng dáy
truưn ti õióỷn aùp tổỡ 330 KV trồớ lón thỗ trong doỡng 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 dióựn tióỳn cuớa quaù trỗnh ngừn
maỷch trong hóỷ thọỳng õióỷn, âäưng thåìi xẹt âãún cạc phỉång phạp thỉûc 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 õọỹ laỡm vióỷc bỗnh thổồỡng.
- Trong hóỷ thọỳng coù trung tênh näúi âáút (hay 4 dáy) chaûm 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
tråí 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=

1000. l
I

[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 vỏựn duy trỗ õổồỹc hóỷ thọỳng doỡng,
aùp 3 pha ồớ tỗnh traỷng õọỳi xổùng.
ã Ngừn maỷch khọng õọỳi xổùng: laỡ dảng ngàõn mảch lm cho hãû thäúng dng, ạp
3 pha máút âäúi xæïng.
- Khäng âäúi xæïng ngang: khi sæû 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
KÊ HIÃÛU

XẠC SUT
XAY RA %

3 pha

N(3)

5

2 pha

N(2)

10

2 pha-õỏỳt

N(1,1)

20

1 pha

N(1)

65

DANG
NGếN MACH

HầNH VEẻ
QUY ặẽC

III. NGUN NHÁN V HÁÛU QU CA NGÀÕN MẢCH
III.1. Ngun nhán:

- Cạch âiãûn ca cạc thiãút bë gi cäùi, hỉ hng.
- Quaï âiãûn aïp.


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 õọỹng cồ õióỷn coù thóứ ngổỡng quay, saớn xuỏỳt õỗnh
tróỷ, cọ thãø lm hng sn pháøm.
- Gáy nhiãùu âäúi våïi âỉåìng dáy thäng tin åí gáưn do dng thỉï tỉû khäng sinh ra

khi ngàõn maûch chaûm 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, nhàịm 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 dióựn
bióỳn cuớa chuùng trong suọỳt caớ quaù trỗnh quaù âäü. Nhỉỵng tênh toạn nhỉ váûy cáưn thiãút
âãø gii quút cạc váún âãư sau:
- So sạnh, âạnh 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 ràịng 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

Âãí gii quút cạc váún âãư liãn quan âãún viãûc chn lỉûa v chènh âënh thiãút bë
bo vãû råle thỉåìng phaới tỗm doỡng ngừn maỷch nhoớ nhỏỳt. Luùc ỏỳy tỏỳt nhiãn cáưn phi
sỉí dủng nhỉỵng âiãưu kiãûn tênh toạn hon ton khạc våïi nhỉỵng âiãưu kiãûn nãu trãn.


1

Chổồng 2:

CAẽC CHẩ DN
KHI TấNH TOAẽN NGếN MACH

I. NHặẻNG GIA THIÃÚT CÅ BN:

Khi xy ra ngàõn mảch sỉû cán bàịng 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 hổồớng, thỗ
vióỷc tờnh toaùn ngừn maỷch seợ rỏỳt khoù khn. Do âọ, trong thỉûc tãú ngỉåìi ta âỉa ra
nhỉỵng gi thiãút nhàịm 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 ngừn maỷch õồn giaớn rỏỳt nhióửu, vỗ maỷch õióỷn trồớ thnh tuún tênh v cọ
thãø dng ngun l xãúp chäưng õóứ phỏn tờch quaù trỗnh.
2. Boớ qua doỡng õióỷn tổỡ họa ca mạy biãún ạp: ngoải trỉì trỉåìng håüp mạy
biãún aïp 3 pha 3 truû näúi Yo/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 õổồỡng dỏy cao aùp taới õióỷn õi cổỷc xa thỗ 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 hàịng 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 cỏửn xeùt trong
quaù trỗnh quaù õọỹ coù thóứ xem gỏửn 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 phaùt õióỷn giổợ nguyón khọng õọứi trong
quaù trỗnh ngừn maỷch. Nãúu gọc lãûch pha giỉỵa sỉïc âiãûn âäüng ca cạc maùy phaùt õióỷn
tng lón thỗ doỡng trong nhaùnh sổỷ cọỳ 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

thiãút naìy khäng gáy sai säú låïn, nháút laì 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 mäüt âải lỉåüng váût l no cng cọ thãø biãøu diãùn trong hãû âån vë cọ tãn
hồûc trong hãû âån vë tæång âäúi. Trë säú trong âån vë tæång âäúi ca mäüt âải lỉåüng
váût l no âọ l t säú giỉỵa nọ våïi mäüt âải lỉåüng váût l khạc cng thỉï ngun âỉåüc
chn lm âån vë âo lỉåìng. Âải lỉåüng váût l chn lm âån vë âo lỉåìng âỉåüc gi âải
lỉåüng cå bn.
Nhỉ váûy, mún biãøu diãùn cạc âải lỉåüng trong âån vë tỉång âäúi trỉåïc hãút cáưn
chn cạc âải lỉåüng cå bn. Khi tênh toạn âäúi våïi hãû thäúng âiãûn 3 pha ngỉåìi ta dng

cạc âải lỉåüng cå bn sau:
Scb : cäng suáút cå baín 3 pha.
Ucb : âiãûn ạp dáy cå bn.
Icb : dng âiãûn cå bn.
Zcb : täøng tråí pha cå bn.
tcb : thåìi gian cå bn.
ωcb : täúc âäü gọc cå bn.
Xẹt vãư nghéa váût l, cạc âải lỉåüng cå bn ny cọ liãn hãû våïi nhau qua cạc
biãøu thỉïc sau:
(2.1)
Scb = 3 Ucb . Icb
U cb

Z cb =

t cb

(2.2)

3. I cb
1
=
ω cb

(2.3)

Do âoï ta chè cọ thãø chn ty mäüt säú âải lỉåüng cå bn, cạc âải lỉåüng cå bn
cn lải âỉåüc tênh tỉì cạc biãøu thỉïc trãn. Thäng thỉåìng chn trỉåïc Scb , Ucb v ωcb .
Khi â chn cạc âải lỉåüng cồ baớn thỗ caùc õaỷi lổồỹng trong õồn vở tổồng âäúi
âỉåüc tênh tỉì cạc âải lỉåüng thỉûc nhỉ sau:

E
U
E*( cb ) =
;
U *( cb ) =
U cb
U cb
S*( cb ) =

S
S cb

Z *( cb ) =

Z
Z cb

= Z.

;

I *( cb ) =

3. I cb
U cb

= Z.

I
I cb

S cb
2
U cb


3

E*(cb) âc l E tỉång âäúi cå bn (tỉïc l sæïc âiãûn âäüng E trong hãû âån vë tæång
âäúi våïi lỉåüng cå bn l Ucb). Sau ny khi nghéa õaợ roợ raỡng vaỡ sổớ duỷng quen thuọỹc
thỗ coù thóứ 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: Scb dng lm âån vë âo lỉåìng chung cho S, P, Q; Zcb - cho Z, R, X.
2) Trong âån vë tỉång âäúi âiãûn ạp pha v âiãûn ạp dáy bàịng nhau, cäng
sút 3 pha v cäng sút 1 pha cng bàịng 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 (Sâm, m, Iâm). Lục âọ:
Z *( âm) =

Z
Z âm

= Z.

3. I âm

U âm

= Z.

S âm
2
U âm

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...
3. I âm
X K % = 100.X *( âm) = X K .
.100
U âm
XB% =

XB.

3. I âm
.100
U âm

=

UN %

♦ TÊNH ÂÄØI ÂAÛI LỈÅÜNG TRONG HÃÛ ÂÅN VË TỈÅNG ÂÄÚI:
Mäüt âải lỉåüng trong âån vë tỉång âäúi l A*(cb1) våïi lỉåüng cå bn l Acb1 cọ
thãø tênh âäøi thnh A*(cb2) tỉång ỉïng våïi lỉåüng cå bn l Acb2 theo biãøu thỉïc sau:
At = A*(cb1) * Acb1 = A*(cb2) * Acb2

Vê dủ, â cho E*(cb1) , Z*(cb1) ỉïng våïi cạc lỉåüng cå bn (Scb1, Ucb1, Icb1) cáưn tênh
âäøi sang hãû âån vë tỉång âäúi ỉïng våïi cạc lỉåüng cå bn (Scb2, Ucb2, Icb2):
E*( cb 2) = E*( cb1) .

U cb1
U cb 2

Z *( cb 2) = Z *( cb1) .

I cb 2 U cb1
.
I cb1 U cb 2

= Z *( cb1) .

2
S cb 2 U cb
. 21
S cb1 U cb 2

Nãúu tênh âäøi caïc tham säú æïng våïi læåüng âënh mæïc (Sâm, Uâm, Iâm) thnh giạ trë
ỉïng våïi lỉåüng cå bn (Scb, Ucb, Icb) thỗ:


4

E*( cb ) = E*( âm) .

U âm
U cb

Z *( cb ) = Z *( âm) .

I cb U âm
.
I âm U cb

= Z *( âm) .

2
S cb U âm
. 2
S âm U cb

Khi choün Ucb = Uâm ta coï cạc biãøu thỉïc âån gin sau:
E*( cb ) = E*( âm)
Z *( cb ) = Z *( âm) .

I cb
I âm

= Z *( âm) .

S cb
S âm

♦ 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 m ca

cạc thiãút bë åí cng mäüt cáúp âiãûn ạp l nhỉ nhau vaỡ bũng giaù trở trung bỗnh Utb cuớa
cỏỳp õióỷn aùp âọ. Theo qui ỉåïc cọ cạc Utb 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 Ucb = Uâm = Utb, riãng âäúi våïi khaïng
âiãûn nãn tênh chênh xaùc vồùi lổồỹng õởnh mổùc cuớa noù vỗ giaù trở 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 Scb nãn chn nhỉỵng säú trn (chàóng hản nhỉ 100, 200,
1000MVA,...) hồûc âäi khi chn bàịng 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
bàịng mäüt âải lỉåüng váût l khạc cọ cng trë säú tỉång âäúi. Vê dủ nãúu choỹn õb laỡm
lổồỹng cồ baớn thỗ khi *(õb) = 1 ta coï:
X *( cb ) = ω *(âb) . L*( cb ) = L*( cb )
X *( cb ) = ω *(âb) . M *( cb ) = M *( cb )
ψ *( cb ) = I *(cb) . L*( cb )

= L*( cb ) . X *( cb )

E*( cb ) = ω *(âb) . ψ *( cb ) = ψ *( cb )
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
bàịng mäüt mảch âiãûn tỉång âỉång bàịng 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 õọứi chờnh xaùc trong hóỷ õồn vở coù tón:

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

Xẹt mảng âiãûn cọ nhiãưu cáúp âiãûn ạp khạc nhau (hỗnh 2.1) õổồỹc nọỳi vồùi nhau
bũng n maùy bióỳn aùp cọ t säú biãún ạp k1, k2, ...... kn. 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 thæïc sau:
E n qâ = (k1 . k 2 ............... k n ) E n
U n qâ = (k1 . k 2 ............... k n ) U n
I n qâ

=

1
I
k1 . k 2 ............... k n n

Z n qâ = (k1 . k 2 ............... k n ) 2 Z n

Cạc t säú biãún ạp k trong nhỉỵng biãøu thỉïc trãn láúy bàịng 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 nàịm giỉỵa âoản xẹt v âoản cå såí, “chiãưu” ca t säú biãún ạp k láúy tỉì âoản
cå såí âãún âoản cáưn xẹt.
U cs
U1'
k1 =

; k2 =
; .................. ;
U1
U2

kn

U 'n −1
=
Un

Trong nhỉỵng biãøu thỉïc qui âäøi trãn, nãúu cạc âải lỉåüng cho trỉåïc trong õồn vở
tổồng õọỳi thỗ phaới tờnh õọứi vóử õồn vở coù tón. Vờ duỷ, õaợ cho Z*(õm) thỗ:
Z = Z *( âm ) .

U âm
3. I âm

2
U âm
= Z *( âm ) .
S âm

III.2. Qui âäøi gáưn âụng trong hãû âån vë coï tãn:

(2.4)


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 vaỡ bũng trở sọỳ õióỷn aùp
trung bỗnh cuớa cỏỳp õoù. Tỉïc l:
U1 = U1' = U tb1 ; U 2 = U '2 = U tb2 ; .................

Nhæ váûy:
k1 =

U tbcs
U tb1
; k2 =
; .................. ;
U tb1
U tb 2

kn =

U tbn −1
U tbn

Do âọ ta s cọ cạc biãøu thỉïc qui âäøi âån giaín hån:
E n qâ =

U tbcs U tb1
U
.
.......... tbn-1 . E n =
U tb1 U tb2
U tbn
U tbn

.I
U tbcs n

I n qâ

=

Z n qâ

⎛U ⎞
= ⎜ tbcs ⎟ . Z n
⎝ U tbn ⎠

Tæång tæû:

U tbcs
.E
U tbn n

2

Nãúu cạc pháưn tỉí cọ täøng tråí cho trỉåïc trong õồn vở tổồng õọỳi, thỗ tờnh õọứi gỏửn
õuùng vóử õồn vë cọ tãn theo biãøu thỉïc (2.4) trong âọ thay Uâm = Utb.
III.3. Qui âäøi chênh xaïc 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 bàịng 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 phọứ bióỳn hồn
trỗnh tổỷ qui õọứi nhổ sau:

Choỹn õoaỷn cå såí v cạc lỉåüng cå bn Scb , Ucbcs ca âoản cå såí.
♦ Tênh lỉåüng cå bn ca cạc âoản khạc thäng qua cạc t säú biãún ạp k1, k2,
...... kn. Cäng sút cå bn Scb â chn l khäng âäøi âäúi våïi táút c cạc âoản. Cạc
lỉåüng cå bn Ucbn v Icbn ca âoản thỉï n âỉåüc tênh nhæ sau:
U cbn =
I cbn

1
U
k 1 . k 2 ............... k n cbcs

= (k1 . k 2 ............... k n )I cbcs =

S cb
3. U cbn

(S cbn = S cbcs = S cb )

♦ 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 thỗ duỡng caùc bióứu thổùc tờnh
õọứi tổỡ hóỷ õồn vở cọ tãn sang hãû âån vë tỉång âäúi. Vê dủ:
S
U
U *( cb ) =
;

Z *( cb ) = Z. cb2
U cb
U cb
• Nãúu tham säú cho trong âån vë tỉång âäúi våïi lỉåüng cå bn l âënh
mỉïc hay mäüt lỉåüng cồ baớn naỡo õoù thỗ duỡng caùc bióứu thổùc tờnh âäøi hãû âån vë tỉång
âäúi. Vê dủ:
2
S cb U âm
Z *( cb ) = Z *( âm ) .
. 2
S âm U cb
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 sọỳ bióỳn
aùp trung bỗnh, do vỏỷy vióỷc tờnh toaùn seợ õồn giaớn hồn. Trỗnh tổỷ qui õọứi nhổ sau:
Choỹn cäng sút cå bn Scb chung cho táút c cạc âoản.
♦ Trãn mäùi âoản láúy m = Utb 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 tờnh toaùn trong hóỷ õồn vở coù tón thỗ kãút qu tênh âỉåüc l giạ trë ỉïng våïi
âoản cå sồớ õaợ choỹn. Muọỳn tỗm giaù trở thổỷc ồớ õoaỷn cỏửn xeùt phaới qui õọứi ngổồỹc laỷi.
Vờ duỷ: Doỡng tỗm âỉåüc åí âoản cå såí l Ics = In qâ. Dng thỉûc åí âoản thỉï n l:
In = (k1. k2 ...... kn) In qâ
- Khi tênh toaïn trong hãû âån vở tổồng õọỳi thỗ kóỳt quaớ tờnh õổồỹc laỡ ồớ trong õồn
vở tổồng õọỳi, muọỳn tỗm giaù trở thổỷc ồớ 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:
In

= I *n . I cbn = I *n .

S cb
3. U cbn

Bng 2.1: Tọm tàõt mäüt säú biãøu thỉïc tênh toạn tham säú ca cạc pháưn tỉí
THIÃÚT BË

Mạy phạt

SÅ ÂÄƯ
THAY THÃÚ

THAM
SÄÚ TRA
ÂỈÅÜC

x”d,
Sâm,m

TÊNH TRONG
ÂÅN VË CỌ
TÃN

x "d .

2

U âm
Sâm

TÊNH
CHÊNH XẠC
TRONG ÂVTÂ
S U2
x "d . cb . âm
2
S âm U cb

TÊNH
GÁƯN ÂỤNG
TRONG ÂVTÂ

x "d .

Scb
Sâm


8

Maïy biãún aïp
(2 cuäün dáy)

uN%, k,
Sâm

u N % U â2m

.
100 S âm

Khạng âiãûn

X%,
Iâm, m

X% U âm
.
100 3.I âm

Âỉåìng dáy

X1
[Ω/Km]

X1.l

2
u N % S cb U âm
.
.
2
100 S âm U cb

u N % S cb
.
100 S âm

X % I cb U âm
.
.
100 I âm U cb

X % Icb
.
100 Iâm

X 1 . l.

S cb
2
U cb

X 1 . l.

S cb
2
U tb

Chụ :

Âäúi våïi mạy bióỳn aùp 3 cuọỹn dỏy thỗ caùc tham sọỳ tra âỉåüc l âiãûn ạp ngàõn
mảch giỉỵa cạc cün dáy: uN I-II% , uN I-III% , uN II-III% , ta phaíi tênh uN% ca tỉìng
cün dáy v sau âọ tênh âiãûn khạng ca tỉìng cün dáy theo cạc biãøu thỉïc trong
bng 2.1 âäúi våïi maïy biãún aïp 2 cuäün dáy. Âiãûn ạp ngàõn mảch uN% ca tỉìng cün
dáy âỉåüc tênh nhỉ sau:
uN I% = 0,5 (uN I-II% + uN I-III% - uN II-III%)
uN II% = uN I-II% - uN I%

uN III% = uN I-III% - uN I%
IV. BIÃÚN ÂÄØI SÅ ÂÄÖ THAY THÃÚ

Cạc phẹp biãún âäøi så âäư thay thãú âỉåüc sỉí dủng trong tênh toạn ngàõn mảch
nhàịm 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 õọử thay thóỳ (hỗnh 2.2a) gọửm
coù n nhaùnh nọỳi chung vo mäüt âiãøm M, mäùi nhạnh gäưm cọ 1 ngưn sỉïc âiãûn âäüng
Ek näúi våïi 1 âiãûn khạng Xk, ta cọ thãø biãún âäøi nọ thnh så âäư täúi gin (hỗnh 2.2b)
bũng caùc bióứu thổùc sau:
n



E õt

=

E k . Yk

k =1
n

∑

k =1

;

X ât

Yk

trong âọ : Yk = 1/ Xk l âiãûn dáùn ca nhạnh thỉï k.
Khi så âäư chè cọ 2 nhaùnh thỗ:

=

1
n



k =1

Yk


9

E ât

=

E1 . X 2 + E 2 . X1

X1 + X 2

;

X ât

=

X1 . X 2
X1 + X 2

Khi E1 = E2 = .............. = En = E thỗ Eõt = E.

Hỗnh 2.2 : Pheùp bióỳn õọứi duỡng nhaùnh âàóng trë

IV.2. Biãún âäøi Y - ∆:

Biãún âäøi så âäư thay thóỳ coù daỷng hỗnh sao gọửm 3 nhaùnh (hỗnh 2.3a) thaỡnh tam
giaùc (hỗnh 2.3b) theo caùc bióứu thổùc sau:
X12

= X1 + X 2 +

X1 . X 2
X3

X13

= X1 + X 3 +

X1 . X 3
X2

X 23

= X 2 + X3 +

X 2.X 3
X1

Ngỉåüc lải, biãún âäøi så âäư cọ daỷng hỗnh tam giaùc sao thaỡnh hỗnh sao duỡng caùc
bióứu thæïc sau:
X1 =

X12 . X13
X12 . X 23
X 23 . X13
; X2 =
; X3 =
X12 + X13 + X 23
X12 + X13 + X 23
X12 + X13 + X 23

Hỗnh 2.3 : Biãún âäøi 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 nhỏỷp chung caùc nuùt coù nguọửn (vờ duỷ

nhổ trón hỗnh 2.4).

Hỗnh 2.4 : Taùch / nhỏỷp caùc nuùt coù nguọửn

IV.3. Bióỳn õọứi sao - lổồùi:

Sồ õọử thay thóỳ hỗnh sao (hỗnh 2.5a) coù thóứ bióỳn õọứi thaỡnh lổồùi (hỗnh 2.5b).
ióỷn khạng giỉỵa 2 âènh m v n ca lỉåïi âỉåüc tênh nhỉ sau:
Xmn = Xm . Xn .ΣY
trong âọ: Xm , Xn l âiãûn khạng ca nhạnh thỉï m v n trong hỗnh sao.
Y laỡ tọứng õióỷn dỏựn cuớa tỏỳt caớ caùc nhaùnh hỗnh sao.

Hỗnh 2.5 : Bióỳn õọứi 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. Nóỳu caùc nguọửn
laỡ õúng thóỳ thỗ õióỷn khaùng tổồng họứ giỉỵa
cạc ngưn cọ thãø b qua, lục âọ så âäư s


11

tråí nãn ráút âån gin. Vê dủ, tỉì så âäư lổồùi
ồớ hỗnh 2.5b khi caùc nuùt 1, 2, 3, 4 cọ
ngưn âàóng thãú v nụt 5 l âiãøm ngàõn
mảch ta coù thóứ õồn giaớn thaỡnh sồ õọử
trón hỗnh 2.6.

Hỗnh 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, hỗnh
2.7) , thỗ coù thóứ taùch rióng caùc nhaùnh naỡy 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 bàịng 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 nhaùnh ngừn maỷch
naỡo õoù.

Hỗnh 2.7 : Taùch rióng caùc nhaùnh 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 maỡ doỡng ngừn maỷch khọng õi
qua (hỗnh 2.8).


12

Hỗnh 2.8 : Lồỹi duỷng tờnh chỏỳt õọỳi xổùng cuớa så âäư

IV.6. Sỉí dủng hãû säú phán bäú dng:

Hãû säú phán bäú dng l hãû säú âàûc trỉng cho pháưn tham gia ca mäùi ngưn vo
dng ngàõn mảch våïi gi thiãút l cạc ngưn cọ sỉïc âiãûn âäüng bàịng nhau v khäng

cọ phủ ti.
Dng hãû säú phán bäú dng âãø tênh täøng tråí tỉång häø giỉỵa cạc ngưn v âiãøm
ngàõn mảch, âỉa så âäư vãư dảng ráút âån gin gäưm cạc ngưn näúi våïi âiãøm ngàõn
mảch qua täøng tråí tỉång häø:
Z kN

=

ZΣ
Ck

trong âọ: ZΣ - täøng tråí âàóng trë ca ton så âäư âäúi våïi âiãøm ngàõn mảch.
Ck - hãû säú phán bäú dng ca nhạnh thỉï k.
Hãû säú phán bọỳ doỡng coù thóứ tỗm õổồỹc bũng mọ hỗnh, thổỷc nghiãûm hồûc gii
têch. Phỉång phạp gii têch âỉåüc thỉûc hiãûn bàịng cạch cho dng qua âiãøm ngàõn


13

mảch bàịng âån vë v coi ràịng cạc sỉïc âiãûn õọỹng bũng nhau. Doỡng tỗm õổồỹc trong
caùc nhaùnh seợ laỡ trë säú ca cạc hãû säú phán bäú dng C1, C2, ..... , Ck tổồng ổùng vồùi
caùc nhaùnh õoù.

Hỗnh 2.9 : Så âäư âãø xạc âënh hãû säú phán bäú doỡng

Vờ duỷ, cho sồ õọử trón hỗnh 2.9a trong õoù cạc sỉïc âiãûn âäüng bàịng nhau, khäng
cọ phủ ti v cho dng ngàõn mảch IN = 1. Sau khi biãún âäøi så âäư v tỉì âiãưu kiãûn
cán bàịng thãú ta coï:
IN . Xât = C1. X1 = C2. X2 = C3. X3
⇒

C1

X ât
X1

; C2

X ât
X2

=

; C3

=

X ât
X3

IN . XΣ = C1. X1N = C2. X2N = C3. X3N

vaì:
⇒

=

X 1N

=

XΣ
C1

; X 2N

=

XΣ
C2

; X 3N

=

XΣ
C3

V. CÄNG SÚT NGÀÕN MẢCH

Cäng sút ngàõn mảch SNt vo thåìi âiãøm t l âải lỉåüng qui ỉåïc âỉåüc tênh theo
dng ngàõn mảch INt vo thåìi âiãøm t trong quaù trỗnh quaù õọỹ vaỡ õióỷn aùp trung bỗnh
Utb ca âoản tênh dng ngàõn mảch:
SNt =

3 INt. Utb

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 maïy càõt:


14

SNt < SCâm =

3 ICâm. m

Ngoi ra, khi â biãút cäng sút ngàõn mảch SNH (hồûc dng ngàõn mảch INH) do
hãû thäúng cung cáúp cho âiãøm ngàõn mảch cọ thãø tênh âỉåüc âiãûn khạng ca hãû thäúng
âäúi våïi âiãøm ngàõn mảch:
XH

U tb

=

=

3. I NH

2
U tb
S NH

khi tênh toạn trong hãû âån vë tỉång âäúi våïi cạc lỉåüng cå bn Scb vaỡ Ucb = Utb thỗ:
X *H

=

I cb
I NH

=

S cb
S NH


1

QUẠ TRÇNH QUẠ ÂÄÜ

Chỉång 3:

TRONG MẢCH ÂIÃÛN ÂÅN GIN

I. NGÀÕN MẢCH 3 PHA TRONG MẢCH ÂIÃÛN ÂÅN GIN:

Xẹt mảch âiãûn 3 pha õọỳi xổùng õồn giaớn (hỗnh 3.1) bao gọửm 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 nguọửn õióỷn khọng õọứi vóử bión õọỹ vaỡ tỏửn sọỳ).

Hỗnh 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 coù nguọửn.
I.1. Maỷch phờa khọng nguọửn:

Vỗ maỷch õọỳi xổùng, ta cọ thãø tạch ra mäüt pha âãø kho sạt. Phỉång trỗnh vi
phỏn vióỳt cho mọỹt pha laỡ:
u = i.r ' + L' .

Gii ra ta âỉåüc:
Tỉì âiãưu kiãûn âáưu (t=0):

i = C.e

i0 = i0+ ,

Nhỉ váûy:

-

di
= 0
dt

r'
t
L'

ta cọ: C = i0

i = i 0 .e

-

r'
L'

t

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

Gi thiãút âiãûn ạp pha A ca ngưn l:
u = uA = Umsin(ωt+α)
Dng trong mảch âiãûn trỉåïc ngàõn mảch l:
i =

Um
sin(ωt + α - ϕ ) = I m sin(ωt + α - ϕ )
Z

Lục xy ra ngàõn mảch 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 âæåüc:
i =

r
Um
- t
sin(ωt + α - ϕ N ) + C.e L
ZN

Dng ngàõn mảch gäưm 2 thnh pháưn: thnh pháưn thỉï 1 l dng chu k cỉåỵng
bỉïc cọ biãn âäü khäng âäøi:
i ck =

Um
sin(ωt + α - ϕ N ) = I ckm sin(ωt + α - ϕ N )
ZN

Thnh pháưn thỉï 2 l dng tỉû do phi chu k tàõt dáưn våïi hàịng säú thåìi gian:
Ta =

i td = C.e

L
=
r
r
- t
L

x
rω

= i td0+ .e

r
- t
L

Tỉì âiãưu kiãûn âáưu: i0 = i0+ = ick0+ + itd0+ ,
ta cọ:
C = itd0+ = i0 - ick0+ = Imsin(α - ϕ) - Ickmsin(α - ϕN)


3

Hỗnh 3.2 : ọử thở veùctồ doỡng vaỡ aùp vaỡo thồỡi õióứm õỏửu ngừn maỷch

Trón hỗnh 3.2 laỡ õọử thở vẹctå dng v ạp vo thåìi âiãøm âáưu ngàõn mảch trong
âọ UA, UB, UC, IA, IB, IC l ạp v dng trỉåïc khi xy ra ngàõn mảch, cn IckA, IckB,
IckC l dng chu k cỉåỵng bỉïc sau khi xy ra ngàõn mảch. Tỉì âäư thë, ta cọ nhỉỵng
nháûn xẹt sau:
.

.

♦ itd0+ bũng hỗnh chióỳu cuớa veùctồ (I m - I ckm ) lãn trủc thåìi gian t.
♦ ty thüc vo α m itd0+ cọ thãø cỉûc âải hồûc bàịng 0.
♦ itd0+ phuỷ thuọỹc vaỡo tỗnh traỷng maỷch õióỷn trổồùc ngừn mảch; itd0+ 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 itd0+ 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 ϕN ≈ 90o , do váûy trong tờnh toaùn õióửu kióỷn õóứ coù tỗnh traỷng ngừn mảch

nguy hiãøm nháút l:
a) mảch âiãûn trỉåïc ngàõn mảch l khäng ti.
b) ạp tỉïc thåìi lục ngàõn mảch bàịng 0 (α = 0 hồûc 180o).
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 =

I ckm sin(ωt + α - ϕ N )

- Nãúu ngưn cọ cäng sút vä cng låïn hồûc ngàõn mảch åí xa maùy phaùt (Um =
const.), thỗ:
I ckm =

Um
= const.
ZN

Trong trổồỡng hồỹp naìy, biãn âäü doìng chu kyì khäng thay âäøi theo thồỡi gian vaỡ
bũng doỡng ngừn maỷch duy trỗ (xaùc lỏỷp).
- Nãúu ngàõn mảch gáưn, trong mạy phạt cng xy ra quaù trỗnh quaù õọỹ õióỷn tổỡ,
sổùc õióỷn õọỹng vaỡ caớ âiãûn khạng ca mạy phạt cng thay âäøi, do âọ biãn âäü ca
dng chu k thay âäøi gim dáưn theo thồỡi gian õóỳn trở sọỳ xaùc lỏỷp (hỗnh 3.3).
Trở hióỷu dủng ca dng chu k åí thåìi âiãøm t l:
I ckt =

I ckmt
2

=

Et
3. Z NΣ

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


4

ZNΣ - täøng tråí ngàõn mảch (trong mảng âiãûn ạp cao coù thóứ coi ZN xN)

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

Trở hiãûu dủng ca dng chu k trong chu k âáưu tiãn sau khi xy ra ngàõn
mảch gi l dng siãu quạ âäü ban âáưu:
I "0 =

I ckm0+
2

=

E"
3.( x "d + x ng )

trong âọ: E” - sỉïc âiãûn âäüng siãu quạ âäü ban âáưu ca mạy phạt.
x”d - âiãûn khạng siãu quạ âäü ca mạy phạt.
xng - âiãûn khạng bãn ngoi tỉì âáưu cỉûc mạy phạt âãún âiãøm ngàõn mảch.
II.2. Thnh pháưn tỉû do ca dng ngàõn mảch:

Thnh pháưn tỉû do ca dng ngàõn mảch cn gi l thnh pháưn phi chu k, tàõt
dáưn theo hàịng säú thåìi gian Ta ca mảch:
−

i td = i td0+ .e

våïi:

t
Ta

i td 0 + = I m sin(α - ϕ ) - I ckm0+ sin(α - ϕ N )

Khi tênh toạn våïi âiãưu kiãûn nguy hiãøm nháút, ta cọ:
a) mảch âiãûn trỉåïc ngàõn mảch l khäng ti: Im sin(α - ϕ) = 0
b) ạp tỉïc thåìi lục ngàõn mảch bàịng 0 (α = 0) vaì ϕN ≈ 90o .


5

i td0+ = - I ckm0+ sin(-90 o ) = I ckm0+

thỗ:

Trở hióỷu duỷng cuớa doỡng tổỷ do ồớ thồỡi âiãøm t âỉåüc láúy bàịng trë säú tỉïc thåìi ca
nọ tải thåìi âiãøm âọ:
Itdt = itdt
II.3. Dng ngàõn mảch xung kêch:

Dng ngàõn mảch xung kêch ixk l trë säú tỉïc thồỡi cuớa doỡng ngừn maỷch trong
quaù trỗnh quaù õọỹ. ặẽng våïi âiãưu kiãûn nguy hiãøm nháút, dng ngàõn mảch xung kêch
xút hiãûn vo khong 1/2 chu k sau khi ngàõn mảch, tỉïc l vo thåìi âiãøm t = T/2 =
0,01sec (âäúi våïi mảng âiãûn cọ táưn säú f = 50Hz).
ixk = ick0,01 + itd0,01
trong âoï:

ick0,01 ≈ Ickm0+
−

i td0 ,01 = i td0+ .e

0,01
Ta
−

Váûy:

i xk = I ckm0+ .(1 + e
=

−

= I ckm0+ .e

0,01
Ta ) =

0,01
Ta

k xk .I ckm0+

2.k xk I "0

våïi kxk : hãû säú xung kêch ca dng ngàõn mảch, ty thüc vo Ta m kxk cọ giạ trë
khạc nhau trong khong 1 ≤ kxk ≤ 2.
Trë hiãûu dủng ca dng ngàõn mảch ton pháưn åí thåìi âiãøm t âæåüc tênh nhæ sau:
t+

1
T

I Nt =

T
2

∫
t−

2 .dt =
iN

2 + I2
I ckt
tdt

T
2

Tỉång ỉïng, trë hiãûu dủng ca dng ngàõn mảch xung kêch laì:
2
2
I ck
0 ,01 + I td0,01

I xk =

våïi:

I ck0 ,01 = I "0
I td 0 ,01 =

i td 0 ,01 = i xk - i ck 0 ,01 = i xk - I ckm0+

= (k xk -1)I ckm0+ =
2

2(k xk -1)I "0

2

I "0 + 2I "0 (k xk -1) 2

Váûy:

I xk =

hay :

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


6

III. NGÀÕN MẢCH 3 PHA TRONG MẢCH CỌ MẠY BIÃÚN AẽP:

Hỗnh 3.4 : Sồ õọử maỷch õióỷn coù maùy bióỳn ạp

Gi thiãút âiãûn ạp ngưn khäng âäøi phạt (Um = const.) v mảch tỉì ca mạy
biãún ạp khäng bo ha. Khi xy ra ngàõn mảch 3 pha, ta láûp phỉång trỗnh vi phỏn
cho mọỹt pha nhổ sau (tỏỳt caớ caùc tham säú ca mạy biãún ạp âỉåüc qui âäøi vãư cuìng
mäüt phêa):
di1
di
- M. 2
dt
dt

Phêa så cáúp:

u = R1 .i1 + L1 .

Phêa thæï cáúp:

0 = R 2 .i 2 + L 2 .

di 2
di

- M. 1
dt
dt

Khi b qua dng tỉì hoùa cuớa maùy bióỳn aùp (ià = 0) thỗ i1 = i2.
Cọỹng 2 phổồng trỗnh trón ta coù:
u = (R1 + R 2 )i1 + (L1 + L 2 - 2M)
= R B .i1 + L B

di1
dt

di1
dt

trong âoï: RB = R1 + R2 : l âiãûn tråí ca mạy biãún aïp.
LB = L1 + L2 - 2M = (L1 - M) + (L2 - M) : l âiãûn cm ca maùy bióỳn aùp.
Phổồng trỗnh trón giọỳng nhổ phổồng trỗnh cuớa mảch âiãûn âån gin â kho
sạt åí mủc I trỉåïc õỏy. Do vỏỷy trong quaù trỗnh quaù õọỹ khi boớ qua dng tỉì họa, mạy
biãún ạp cọ thãø âỉåüc thay thãú bàịng âiãûn tråí v âiãûn cm âãø tênh toạn nhỉ mảch âiãûn
thäng thỉåìng.


1

Chổồng 4:

TầNH TRANG NGếN MACH DUY TRầ

Tỗnh traỷng ngừn maỷch duy trỗ laỡ mọỹt giai õoaỷn cuớa quaù trỗnh ngừn 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 tỗnh traỷng ngừn maỷch õọỳi
xổùng duy trỗ laỡ õióỷn khaùng khäng bo ha âäưng bäü dc trủc xd v ngang trủc xq.
Thay cho xd ngỉåìi ta cọ thãø dng mäüt âải lỉåüng l t säú ngàõn mảch TN, âọ
chênh l doỡng duy trỗ tờnh trong õồn vở tổồng õọỳi khi ngàõn mảch 3 pha åí âáưu cỉûc
mạy âiãûn våïi dng kêch tỉì tỉång âäúi If = 1:
I ( I =1)
TN = f
I âm
Xút phạt tỉì âiãưu kiãûn ngàõn mảch åí âáưu cỉûc mạy âiãûn ta cọ:
C
xd =
TN
trong âọ: C - sỉïc âiãûn âäüng bo ha tỉång âäúi ca mạy âiãûn khi If = 1.
Trung bỗnh coù thóứ lỏỳy caùc trở 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 xq ráút êt phủ thüc
vo sỉû bo ha, thỉûc tãú cọ thãø coi nọ l khäng âäøi v bàịng:
xq ≈ 0.6xd
Trong tênh toạn gáưn âụng coi: xd =1/TN
Âäúi våïi mạy âiãûn cọ TÂK, thäng säú âàûc trỉng l dng kêch tỉì giåïi hản Ifgh,
khi dng kêch tỉì kiãøu mạy âiãûn thỗ trở sọỳ tổồng õọỳi cuớa Ifgh = (3ữ5).
II. ANH HỈÅÍNG CA PHỦ TI V TÂK:
II.1. nh hỉåíng ca phủ ti:

Phủ ti mäüt màût lm cho mạy phạt mang ti trổồùc ngừn maỷch, nón trong tỗnh
traỷng ngừn maỷch duy trỗ 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.