Bài giảng Chương 4: Tình trạng ngắn mạch duy trì

CAO ĐẲNG PHƯƠNG ĐÔNG QUẢN NAM BÀI GIẢNG NGẮN MẠCH ĐIỆN CHƯƠNG 4: TÌNH TRẠNG NGẮN MẠCH DUY TRÌ I. KHÁI NIỆM CHUNG: Tình trạng ngắn mạch duy trì là một giai đoạn của quá trình ngắn mạch khi tất cả các thành phần dòng tự do phát sinh ra tại thời điểm ban đầu của ngắn mạch thực tế đã tắt hết và khi đã hoàn toàn kết thúc việc tăng dòng kích từ do tác dụng của các thiết bị TĐK. Thực tế trong các hệ thống điện hiện nay, tình trạng ngắn mạch duy trì chỉ có tính chất quy ước, bởi vì người ta đã trang bị các thiết bị bảo vệ tự động để loại trừ ngắn mạch một cách nhanh chóng. Do vậy các kết quả tìm được trong tình trạng này chỉ nằm trong phạm vi lí thuyết. II. THÔNG SỐ TÍNH TOÁN CỦA NGUỒN VÀ PHỤ TẢI: Các thông số đặc trưng trong sơ đồ thay thế (trong hệ ĐVTĐ): Hệ thống công suất vô cùng lớn (HTCSVCL): UH = 1 XH = 0 Máy phát điện: EF = Eq = If XF = xd Eq : sức điện động đồng bộ ngang trục của máy phát điện If : dòng điện kích từ của máy phát điện Xd : điện kháng đồng bộ dọc trục của máy phát điện Phụ tải: EPT = 0 XPT = 1,2 III. ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ TẢI VÀ TĐK :  Trước NM: Phụ tải làm cho máy phát mang tải, nên dòng kích từ If lớn hơn.  Khi NM: Phụ tải làm giảm dòng điện IN qua điểm NM. III.1. Ảnh hưởng của phụ tải : Phụ tải nối song song với nhánh NM, làm giảm điện kháng ngoài của máy phát, tăng dòng I trong máy phát, giảm U tại đầu cực máy phát và giảm dòng điện IN qua điểm NM. NM càng xa thì ảnh hưởng của PT càng lớn, ngược lại khi NM ngay tại đầu cực máy phát thì PT không ảnh hưởng đối với tình trạng NM duy trì. Khi NM, thiết bị TĐK làm tăng dòng kích từ If, do vậy trị số dòng điện I và điện áp U của máy phát sẽ luôn lớn hơn so với khi không có TĐK. NM càng gần thì cần phải tăng If lên càng nhiều hơn để duy trì điện áp định mức. Nhưng If chỉ có thể tăng đến một trị số giới hạn Ifgh nào đó tương ứng với khi NM sau một điện kháng tới hạn Xth. Khi xN > Xth thì U sẽ giữ được giá trị định mức, còn khi xN < Xth thì dù If tăng lên bằng Ifgh nhưng U vẫn nhỏ hơn định mức. Như vậy trong tình trạng NM duy trì, tùy xN máy phát điện có TĐK sẽ làm việc hoặc là với trạng thái kích từ giới hạn, hoặc là với trạng thái điện áp định mức. III.2. Ảnh hưởng của TĐK:  U I N xN F Các quan hệ đặc trưng cho trạng thái của máy phát có TĐK I U x Iâm N th  TRAÛNG THAÏI KÊCH TÆÌ GIÅÏI HAÛN TRAÛNG THAÏI ÂIÃÛN AÏP ÂËNH MÆÏC xN  Xth xN  Xth If = Ifgh ; Eq = Eqgh If  Ifgh ; Eq  Eqgh U  Uâm U = Uâm I E x x I qgh d N th   Khi xN = Xth thì máy phát vừa làm việc ở trạng thái kích từ giới hạn, vừa làm việc ở trạng thái điện áp định mức. thd qgh th âm Xx E X U I   X th   x U E U d âm qgh âm X th*   x E d qgh * * 1 1 Dòng NM ứng với khi xN = Xth được gọi là dòng tới hạn: Trong đơn vị tương đối, khi chọn Ucb = Uđm thì: Do vậy: I U X th âm th  *th *th X I 1 và