Tải bản đầy đủ (.pdf) (21 trang)

Chuong 2 MO HINH CAC PHAN TU TRONG HTD

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (495.47 KB, 21 trang )

SINH VIÊN:............................................

8/24/2011

Đại học quốc gia Tp.HCM
Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM

Company

LOGO
GV : ĐẶNG TUẤN KHANH
ngắn mạch và ổn định HTĐ

1

Chương II

Mô hình các phần tử
trong HTĐ

ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

2

1



SINH VIÊN:............................................

8/24/2011

Chương II
1. Mô hình các phần tử
2. Bài tập

ngắn mạch và ổn định HTĐ

3

1. Mô hình các phần tử

a) Máy phát điện
b) Máy biến áp
c) Đường dây
d) …

ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

4

2



SINH VIÊN:............................................

8/24/2011

a. Máy phát điện

1) Máy phát điện có trung tính nối đất gián tiếp.
2) Máy phát điện có trung tính nối đất trực tiếp.
3) Máy phát điện có trung tính cách ly

ngắn mạch và ổn định HTĐ

5

a. Máy phát điện

1) Máy phát điện có trung tính nối đất gián tiếp.

Ia

a











ZS

I gn = I a + Ib + I c = 3 I a 0
Ign



   E  Z + Z
U
ag
gn
S



a
 

 •   •  
U b  =  Ebg  −  Z gn
 •   •  

U c   Ecg   Z gn
 
  








Z gn




Z S + Z gn


Z gn

• 
•
•
⇔ U  =  E  −  Z 
  abc   abc   abc


Z gn   I a 
 

 •
Z gn  .  Ib 
 •


Z S + Z gn   Ic 
  


zgn

Eag
g

n

c

ZS

Ecg

Ebg
ZS

Ib
b
Ic

•
 I 
abc

ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


6

3


SINH VIÊN:............................................

8/24/2011

a. Máy phát điện

1) Máy phát điện có trung tính nối đất gián tiếp.


•
•
•
 •  • 
=  A   E 
−  Z   A   I 
 A  U 
    a012   abc     a012
a 012

−1

•
•
 •   •   •  •

U
=
E

 
 
 A   Z   A   I 
a 012
a 012
ab c
a 012

•
 Z 
a 012


 •
Z S + 3Z gn

−1
• • • 
= A   Z  A = 
0
    abc   
0



0



ZS
0

Nhân 2 vế cho ma trận A-1

  •
0   Z0
 
0=0
• 

ZS   0
 

0


Z1
0


0

0
• 
Z2 



ngắn mạch và ổn định HTĐ

7

a. Máy phát điện

1) Máy phát điện có trung tính nối đất gián tiếp.
Vì sức điện động của máy phát điện cân bằng nên chỉ có thành
phần thứ tự thuận
•
 E 
a 012

• 
 E a0   0 
•  • 
=  E a1  =  E ag 
•   0 

 E a 2  






 •
 • 
Z = Z S + 3 Z gn
U a 0   0   0

 •   •  
⇔ U a1  =  Eag  − 
0
 •   0  
 
0
U a 2  





0


  • 
  I a0 
  • 
0
 .  I a1 

•   • 
Z 2 = Z S   I a2 
  
0



Z1 = Z S
0


ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

8

4


SINH VIÊN:............................................

8/24/2011

a. Máy phát điện

1) Máy phát điện có trung tính nối đất gián tiếp.
Mô hình thứ tự thuận















U a1 = Eag − Z1 .I a1 Eag − Z S .I a1


I a1




Z1 = Z S



U a1



Eag

ngắn mạch và ổn định HTĐ

9

a. Máy phát điện

1) Máy phát điện có trung tính nối đất gián tiếp.
Mô hình thứ tự nghịch











U a 2 = 0 − Z 2 .I a 2 = Z S .I a 2


Ia 2




Z2 = ZS



Ua2

ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


10

5


SINH VIÊN:............................................

8/24/2011

a. Máy phát điện

1) Máy phát điện có trung tính nối đất gián tiếp.
Mô hình thứ tự không










U a 0 = 0 − Z 0 .I a 0 =  Z S + 3 Z gn  .I a0









Ia0






Z0 = Z S + 3 Z gn

 •
 ZS
 •
3 Z gn




U a0

ngắn mạch và ổn định HTĐ

11

a. Máy phát điện

2) Máy phát điện có trung tính nối đất trực tiếp.

Ia


a

ZS


Z gn = 0

Eag

Ign

g

n
b

ZS

Ecg

Ebg
ZS

Ib
c

Ic

 • 

 •
U a0   0   Z 0 = Z S
 •   •  
U a1  =  Eag  −  0
 
 •  
U a 2   0   0




0




Z1 = Z S
0

  • 
  Ia0 
  • 
0
 .  I a1 

•   • 
Z2 = ZS   I a2 
  
0


ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

12

6


SINH VIÊN:............................................

8/24/2011

a. Máy phát điện

2) Máy phát điện có trung tính nối đất trực tiếp.
Mô hình thứ tự thuận















U a1 = Eag − Z1 .I a1 = Eag − Z S .I a1


I a1




Z1 = Z S



U a1



Eag

ngắn mạch và ổn định HTĐ

13

a. Máy phát điện

2) Máy phát điện có trung tính nối đất trực tiếp.
Mô hình thứ tự nghịch











U a 2 = 0 − Z 2 .I a 2 = Z S .I a 2





Z2 = ZS



Ua2

ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

14

7



SINH VIÊN:............................................

8/24/2011

a. Máy phát điện

2) Máy phát điện có trung tính nối đất trực tiếp.
Mô hình thứ tự không










U a 0 = 0 − Z 0 .I a 0 = Z S .I a 0


Ia0




Z0 = Z S




U a0

ngắn mạch và ổn định HTĐ

15

a. Máy phát điện

3) Máy phát điện có trung tính cách ly.
Ia

a

ZS



Z gn = ∞

Eag
g

b

ZS

Ecg


Ebg
ZS

Ib
c

Ic

 • 
 •
0
U a 0   0   Z 0 = Z S + ∞


 •   •  
0
Z1 = Z S
U a1  =  Eag  − 
 
 •  
0
0
U a 2   0  




  • 
  I a0 
  • 

0
 .  I a1 

•   • 
Z 2 = Z S   I a2 
  
0

ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

16

8


SINH VIÊN:............................................

8/24/2011

a. Máy phát điện

3) Máy phát điện có trung tính cách ly.
Mô hình thứ tự thuận















U a1 = Eag − Z1 .I a1 = Eag − Z S .I a1


I a1




Z1 = Z S



U a1



Eag

ngắn mạch và ổn định HTĐ


17

a. Máy phát điện

3) Máy phát điện có trung tính cách ly.
Mô hình thứ tự nghịch










U a 2 = 0 − Z 2 .I a 2 = Z S .I a 2


Ia 2




Z2 = ZS



Ua2


ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

18

9


SINH VIÊN:............................................

8/24/2011

a. Máy phát điện

3) Máy phát điện có trung tính cách ly.
Mô hình thứ tự không











U a 0 = 0 − Z0 .I a0 = 0 −  Z S + ∞  .I a0








Ia0

Ia0








U a0

Z0 = Z S + ∞

Z0 = ∞

ngắn mạch và ổn định HTĐ




U a0

19

c. Máy biến áp lực
1. MBA 2 cuộn dây ()
a. Đấu dây Y/Y
b. Đấu dây Δ/ Δ
c. Đấu dây Y/ Δ
d. Đấu dây Δ/Y
2. MBA 3 cuộn dây
3. MBA tự ngẫu

ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

20

10


SINH VIÊN:............................................

8/24/2011

b. Máy biến áp lực
1. Máy biến áp 2 cuộn dây

v MBA 2 cuộn dây được mô hình hóa bởi tổng trở rò hay tổng trở
ngắn mạch nối tiếp. Do MBA là thiết bị tĩnh nên tổng trở rò sẽ
không thay đổi khi thứ tự pha thay đổi. Tổng trở thứ tự thuận và
nghịch là như nhau. Nếu MBA cho dòng thứ tự không chạy qua thì
tổng trở thứ tự không cũng bằng tổng trở rò.
vKhi tính tổng trở thứ tự không cần quan tâm thêm cách đấu dây
MBA.










Z 0 = Z1 = Z 2 = Z ro = ZT
ngắn mạch và ổn định HTĐ

21

b. Máy biến áp lực
v Mô hình thứ tự thuận



Z1
N1


v Mô hình thứ tự nghịch


Z2
N2

v Mô hình thứ tự không (phụ thuộc vào cách đấu dây MBA)

ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

22

11


SINH VIÊN:............................................

8/24/2011

b. Máy biến áp lực
MBA đấu Y/Y cả 2 TTnđ gián tiếp
a
b

A
B

N1 : N2
G



ZG










g

Zg
c

C

U A0 = U AG0 + 3 Z G I A0



1 • • •
1 N1  • •
 N1 •

I a0 =  I a + I b + I c  =
I A0
 I A + I B + IC  =

3











3 N2 







U a 0 = U ag 0 − 3 Z g I a 0 ⇔U a 0 = U ag 0 − 3

N2

N1 • •
Z g I A0

N2

2


N  • •
N •
⇔ 1 U a 0 = U ag 0 − 3  1  Z g I A0
N2
 N2 
ngắn mạch và ổn định HTĐ

23

b. Máy biến áp lực
MBA đấu Y/Y cả 2 TTnđ gián tiếp








U A0 = U AG 0 + 3 ZG I A0
2


N  • •
N1 •

N
U a 0 = 1 U ag 0 − 3  1  Z g I A0
N2
N2
 N2 
2
 •
 N1  • 
N1 •   •
N1 •  •  •

U  = U − U  + I 3 Z + 3   Z g 
 U A0 −

N 2 a 0   AG 0 N 2 ag 0  A0  G  N 2 



2
•  •

N  • 
= I A0  Z ro + 3 Z G + 3  1  Z g 


 N2 



Tổng trở thứ tự không qui về phía sơ cấp

ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

24

12


SINH VIÊN:............................................

8/24/2011

b. Máy biến áp lực
Mô hình TTK
2
 •

 N1  • 

Z 0 = ZT + 3 Z G + 3   Z g 


 N2 
















N0



ZT






Z *0

N0

3 ZG






Z0

N0



Z *0 =  Z *T + 3 Z *G + 3 Z * g 



2

N  •
3 1  Z g
 N2 

N0

3 Z *G





Z *T

3 Z *g


ngắn mạch và ổn định HTĐ

25

b. Máy biến áp lực
MBA đấu Y/Y cả 2 TTnđ trực tiếp
a
b

A
B
N1 : N2
g

G

c

C

2
•  •


 •
 N1  • 
N1 • 
 •



U

U
=
I
Z
+
3
Z
+
3
 A0

 Z g  = I A0  ZT + 0 + 0 
a0 
A0  T
G
N
N


2


 2






N0



Z0

N0
ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Z *0
26

13


SINH VIÊN:............................................

8/24/2011

b. Máy biến áp lực
MBA đấu Y/Y cả 2 TTnđ cách ly
a
b

A
B

N1 : N2
g

G

c

C

2
•  •

 •
 N1  
N1 • 
 •


U

U
=
I
Z
+
3

+
3
 A0


 ∞  = I A0  ZT + ∞ + ∞ 
a0 
A0  T
N
N


2

 2 







Z0

Z *0

ngắn mạch và ổn định HTĐ

27

b. Máy biến áp lực
Đấu dây Δ / Δ





U AB 0 =U ab0 = 0




I A0 = I a 0 = 0
Trong mạch đấu tam giác không tồn tại thành phần thứ tự
không






Z0 = ZT



Z *0 = Z *T
ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

28

14



SINH VIÊN:............................................

8/24/2011

b. Máy biến áp lực
MBA đấu Y/Δ
A
B
G


ZG

C













U A =U AG + U G











U A0 + U A1 + U A2 = U AG 0 + U AG1 + U AG 2 + ZGN 3 I A0

ngắn mạch và ổn định HTĐ

29

b. Máy biến áp lực
A
B

MBA đấu Y/Δ

G


ZG

C




















U A0 = U AG 0 + ZGN 3 I A0 = I A0 ( ZT + 3 Z GN )

N •
N
U A1 = U AG1 = 1 U ab1 = 1 3.U a1 300
N2
N2




N
N

U A 2 =U AG 2 = 1 U ab 2 = 1 3.U a 2 −300
N2
N2

ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com









U * A1 =U *a1 300
U * A2 = U *a 2 −300

30

15


SINH VIÊN:............................................

8/24/2011


b. Máy biến áp lực
MBA đấu Y/Δ
A
B
G


ZG

C









Z0 =  ZT + 3 ZGN 











Z *0 =  Z *T + 3 Z *GN 










Z0

Z *0

ngắn mạch và ổn định HTĐ

31

c. Mô hình đường dây
v Đường dây 3 pha trên không




Ia







U bn


In



Z ca Z ab

Ib



U an



Z aa



Ic

U cn



Z bc






Z an

Z bb


Z cc


Z nn



U a 'n '





Z bn

Z cn






U a'n'

U a'n'

Giả sử hỗ cảm giữa ba dây pha là đối xứng, tổng trở tưởng hỗ giữa
hai dây pha bất kỳ là Zab=Zbc=Zca và tổng trở tương hỗ giữa dây
trung tính và dây pha là Zan=Zbn=Zcn
ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

32

16


SINH VIÊN:............................................

8/24/2011

c. Mô hình đường dây
v Đường dây 3 pha trên không
Phương trình điện áp





































U an = Z aa I a + Z ab  I b + I c  + Z an I n +U a 'n ' −  Z nn I n + Z an  I c + I b + I c  




U bn


U cn















= Z aa I b + Z ab  I a + I c  + Z an I n + U b 'n ' −  Z nn I n + Z an  I c + I b + I c  













• •



• •





= Z aa I c + Z ab  I b + I a  + Z an I n +U c ' n ' −  Z nn I n + Z an  I c + I b + I c  
























ngắn mạch và ổn định HTĐ

33

c. Mô hình đường dây
v Đường dây 3 pha trên không
Độ sụt áp



































U an − U a 'n ' = Z aa I a + Z ab  I b + I c  + Z an I n −  Z nn I n + Z an  I c + I b + I c  










• •



• •  • •



• 
U bn − U b 'n ' = Z aa I b + Z ab  I a + I c  + Z an I n −  Z nn I n + Z an  I c + I b + I c  







• •



• •  • •



• 
U cn −U c ' n ' = Z aa I c + Z ab  I b + I a  + Z an I n −  Z nn I n + Z an  I c + I b + I c  







Biến đổi rút gọn và lưu ý








I n = −  I a + I b + I c 



ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

34

17



SINH VIÊN:............................................

8/24/2011

c. Mô hình đường dây
v Đường dây 3 pha trên không
Ta có:


































U an − U a ' n ' =  Z aa + Z nn − 2 Z an  I a +  Z ab + Z nn − 2 Z an   I b + I c  =  Z s  I a +  Z m 
 I b + I c 




  
 





 •
•  •
 • •   •  •  •   • • 
U bn − U b ' n ' =  Z aa + Z nn − 2 Z an  I b +  Z ab + Z nn − 2 Z an  I a + I c  =  Z s  I b +  Z m  I a + I c 





  
 






































  
 

U an − U a ' n ' =  Z aa + Z nn − 2 Z an  I c +  Z ab + Z nn − 2 Z an 
 I a + I b  =  Z s  I c +  Z m  I a + I b 








 










Suy ra tổng trở tự thân và tương hỗ dây pha:
















Z s = Z aa + Z nn − 2 Z an
Z m = Z ab + Z nn − 2 Z an
ngắn mạch và ổn định HTĐ

35

c. Mô hình đường dây
v Đường dây 3 pha trên không
Viết dạng ma trận:
• 



•
 •
U aa '  U an − U a 'n '   Z s

•  •
 •
U bb '  = U bn − U b 'n '  =  Z m
•  •

 •
U cc '  U cn − U c ' n '   Z m

 
 











• 

Z m Z m   I a 


• • 
Z s Z m  Ib 
Z m Z s  I c 




Ta thấy không có phụ thuộc vào dòng dây trung tính In, nên xem
đây là thông số riêng dây pha.

•
  •
U aa '0    Z s − Z m
 •  
[ A] U bb '1  =   0
•
 
U cc '2    0

  

0




Zs− Zm
0


 •
 Z m
 •
0  + Z m

•  •
Z s − Z m  Z m
 
0















Z m Z m    I a 0 

• 
• 
Z m Z m   [ A]  I a1 
Z m Z m 


ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

 

• 
I a2 
 
36

18


SINH VIÊN:............................................

8/24/2011

c. Mô hình đường dây
v Đường dây 3 pha trên không
Nhân hai vế cho A-1:

•
 •
U
Z
s− Zm

aa '0

 
•  
U
 bb '1  =  0
•
 
U cc '2   0

 

• 
  I a0 
• 
0   I a1 

• • 
Z s − Z m   I a2 
 

0




Z1

0




Zs− Zm
0

N1


Z2
N2

Ta có các tổng trở thứ tự như sau:



















Z0



Z 0 = Z s + 2 Z m = Z aa + 2 Z ab + 3 Z nn − 6 Z m








Z 1 = Z 2 = Z s − Z m = Z aa − Z ab

N0

ngắn mạch và ổn định HTĐ

37

c. Mô hình đường dây
v Đường dây 3 pha trên không
Xác định Zs và Zm đường dây đơn


Z s = R + 0.000988 f + j 0.0029 log


Z m = 0.000988 f + j 0.0029 log


Dd
( Ω / km)
r'

Dd
(Ω / km)
D

R: điện trở dây dẫn
D: khoảng cách 2 dây
r’: bán kính trung bình hình học
Dd: khoảng cách trung bình hình học

Dd = 216

ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

ρ
f
38

19


SINH VIÊN:............................................


8/24/2011

c. Mô hình đường dây
v Đường dây 3 pha trên không
ρ
f

Dd = 216

ρ điện trở đất

Tình trạng

ρ

Nước biển

0.01 – 1

Đất ẩm

10 – 100

Đất hơi ẩm

100

Đất khô


1000

Đất đá

107

Cát sỏi

109

ngắn mạch và ổn định HTĐ

39

c. Mô hình đường dây
v Đường dây 3 pha trên không
Như vậy ta tính được tổng trở thứ tự











Z 0 = Z s + 2 Z m = R + j 0.0145 f log



Dd
r'



Z 1 = Z 2 = Z s − Z m = R + 0.148 + j 0.434 log

ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Dd
r'

40

20


SINH VIÊN:............................................

8/24/2011

2. Bài tập
v Bài tập mẫu
v Bài tập sinh viên tự làm


ngắn mạch và ổn định HTĐ

41

Kết thúc chương 2

ngắn mạch và ổn định HTĐ

NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH
GV:ĐẶNG TUẤN KHANH
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

42

21



×