Giải tích Hệ thống điện - Chương 7: Ngắn mạch trong Hệ thống điện

Chương 7
Ngắn mạch trong HTĐ
1
Nội dung
1. Ngắn mạch ba pha
2. Ngắn mạch hai pha
3. Ngắn mạch một pha chạm đất
4. Ngắn mạch hai pha chạm đất
2
1. Ngắn mạch ba pha
Ngắn mạch ba pha trực tiếp và gián tiếp:
A
B
aI

chamZ

3
C
bI

chamZ

cI

chamZ

1. Ngắn mạch ba pha
Sơ đồ tương đương:
* *(0) (0)U U
 
Dòng điện NM tại vị trí sự cố:
*
chamZ
*
aI
*
kU
* *
kk1 Thevenin1Z h Zay k
4
*
* * * *
1
k k
a
kk cham the cham
I
Z Z Z Z 
Điện áp NM tại vị trí sự cố:
 * ** *0 ak k kkU IU Z 
1. Ngắn mạch ba pha
Điện áp tại các nút khác nút sự cố: Pha A
* * **(0) ai i ikU IU Z 
Dòng điện trên các nhánh khi sự cố: Pha A
5
 *
*
*
*
ij
ij
i j
I
U
z
U 

2. Ngắn mạch hai pha
A
a
* 0I 
Ngắn mạch hai pha trực tiếp và gián tiếp:
6
B
C
b
*I
*
cI
*
chamZ
2. Ngắn mạch hai pha
Sơ đồ tương đương:
*
chamZ
k k
*
kU
* *
kk1 Thevenin1Z h Zay
*
1aI
*
2aI
* *
kk2 Thevenin2Z h Zay
7
Các dòng điện thứ tự tại vị trí sự cố:
* *
* *
1 2 * * * * * *
1 2 1 2
(0) (0)k k
a a
kk kk cham the the cham
U U
I I
Z Z Z Z Z Z
   
   
*
0 0aI 
2. Ngắn mạch hai pha
Dòng điện trên ba pha tại vị trí sự cố:
* *
0
* 2 *
1
* 2 *
1 1 1
1
1
a a
b a
I I
I a a I
I a a I
    
        
    
8
* * * *
0 1 21. 1. 1 0.a a a aI I I I  
2c a    
* * 2 * *
0 1 21. . .b a a aI I a I a I 
* * * 2 *
0 1 21. . .c a a aI I a I a I 
2. Ngắn mạch hai pha
Các điện áp thứ tự NM tại vị trí sự cố:
* * * *
1 1 1(0)ka k a kkU I ZU 
*
0 0kaU 

9
* *
0
* 2 *
1
* 2 *
2
1 1 1
1
1
ka ka
kb ka
kc ka
U U
U a a U
U a a U
    
        
        
Điện áp trên ba pha NM tại vị trí sự cố:
* * *
2 2 20ka a kkU I Z
2. Ngắn mạch hai pha
Điện áp thứ tự thuận tại các nút khác nút sự cố:
* * * *
1 1 1 1 1 1 1
* * * *
2 1 2 1 1 2 1
(0)
(0)
a a a
a a a
k
k
U U I Z
U U I Z
   
   
   
   
10
* * * *
1 1 1 1
* * * *
1 1 1 1
(0)
(0)
a a ak
na na
k kk
ka n
U U I Z
U U I Z
   
   
   
   
      
 
 
2. Ngắn mạch hai pha
Dòng điện thứ tự thuận trên các nhánh khi sự cố:
* *
1 1
*
*
1
ia j
ija
aU U
I
z


11
1ija
2. Ngắn mạch hai pha
Điện áp thứ tự nghịch tại các nút khác nút sự cố:
* * *
1 2 2 1 2
* * *
2 2 2 2 2
0
0
a a
a a
k
k
U I Z
U I Z
   
   
   
12
* * *
2 2 2
* * *
2 2 2
0
0
a ak kk
na a nk
U I Z
U I Z
   
   
   
   
   
      
 
 
2. Ngắn mạch hai pha
Dòng điện thứ tự nghịch trên các nhánh khi sự cố:
* *
2 2* ia ja
U U
I


13
*
2
2ija
ijaz
2. Ngắn mạch hai pha
Điện áp thứ tự không tại các nút khác nút sự cố:
* * *
1 0 0 1 0
* * *
2 0 0 2 0
0
0
a a
a a
k
k
U I Z
U I Z
   
   
   
   
14
* * *
0 0 0
* * *
0 0 0
0
0
a ak kk
na a nk
U I Z
U I Z
   
   
   
   
      
 
 
2. Ngắn mạch hai pha
Dòng điện thứ tự nghịch trên các nhánh khi sự cố:
* *
0 0* ia ja
U U
I


15
*
0
0ija
ijaz
2. Ngắn mạch hai pha
Điện áp trên các pha tại các nút khác nút sự cố:
* *
na na0
* 2 *
1 1 1
1
U U
U a a U
    
        
16
nb na1
* 2 *
nc na21U a a U        
2. Ngắn mạch hai pha
Dòng điện trên các pha trên các nhánh khi sự cố:
* *
m-na m-na01 1 1I I    
    
17
* 2 *
m-nb m-na1
* 2 *
m-nc m-na2
1
1
I a a I
I a a I
    
        
3. Ngắn mạch một pha chạm đất
Ngắn mạch một pha chạm đất trực tiếp và gián tiếp:
A
*
aI
*
chamZ
18
B
C
*
b 0I 
*
c 0I 
3. Ngắn mạch một pha chạm đất
Sơ đồ tương đương:
Các dòng điện thứ tự
tại vị trí sự cố:
NU

kk1 Theve
* *
nin1/Z Z
kk2 Theve
* *
nin2/Z Z
1
*
kaU
1
*
aI
2
*
aI
19
kk0 Theve
* *
nin0/Z Z
2
*
kaU
0
*
kaU
am
*
ch3Z
0
*
aI
* * *
*
* * * *
a0 a1 a2
N
kk0 kk1 kk2 cham3
I I I
U
Z Z Z Z


  

3. Ngắn mạch một pha chạm đất
Dòng điện trên ba pha tại vị trí sự cố:
* *
* 2
2
*
* *
a a0
a1b
1 1 1
1
1
a a
a a
I I
I I
I I
    
        
        
20
c a2
Na Na0 Na1 Na21. 1. 1.I I I I
   
 
2
Nb Na0 Na1 Na21. . . 0a aI I I I
   
  
2
Nc Na0 Na1 Na2. 01 . .a aI I I I
   
  
3. Ngắn mạch một pha chạm đất
Các điện áp thứ tự NM tại vị trí sự cố:
a1 kk1ka1 (0)U U I Z
   

  
a0 kk0ka0 0U I Z
  
 
21
Điện áp trên ba pha NM tại vị trí sự cố:
a2 kk2ka2 0U I Z
2
2
ka ka0
kb ka1
kc ka2
1 1 1
1
1
a a
a a
U U
U U
U U
 
 
 
   
    
        
        
   
3. Ngắn mạch một pha chạm đất
Việc tính:
 Các điện áp thứ tự
 Các dòng điện thứ tự
 Điện áp ba pha tại các nút 
 Dòng điện ba pha trên các nhánh
22
Tương tự như tính toán ngắn mạch hai pha
4. Ngắn mạch hai pha chạm đất
Ngắn mạch hai pha chạm đất trực tiếp và gián tiếp:
A *
a 0I 
23
B
C
*
bI
*
cI *
chamZ
4. Ngắn mạch hai pha chạm đất
Sơ đồ tương đương:
*
kk1Z
*
a1I
*
kk2Z
*
kk0Z
*
a2I
*
a0I
24
*U
*
cham3Z
*
ka1U *ka2U
*
ka0U
4. Ngắn mạch hai pha chạm đất
Các dòng điện thứ tự tại vị trí sự cố:
*
* N
a1 * * *
* kk2 kk0 cham
kk1 * * *
kk2 kk0 cham
( 3 )
( 3 )
U
I
Z Z Z
Z
Z Z Z

 
  
  
25
* *
* * kk0 cham
a2 a1 * * *
kk2 kk0 cham
( 3 )
( 3 )
Z Z
I I
Z Z Z
 
   
  
*
* * kk2
a0 a1 * * *
kk2 kk0 cham( 3 )
Z
I I
Z Z Z
 
   
  
4. Ngắn mạch hai pha chạm đất
Dòng điện trên ba pha tại vị trí sự cố:
* *
* 2 *
* 2 *
Na a0
a1Nb
1 1 1
1
1
I I
I a a I
I a a I
    
        
        
26
Nc a2
* * * *
a a0 a1 a21. 1. 1. 0I I I I  
* * 2 * *
a0 a1 a2b 1. . .I I a I a I 
* * * 2 *
c a0 a1 a21. . .I I a I a I 
4. Ngắn mạch hai pha chạm đất
Việc tính:
 Các điện áp thứ tự
 Các dòng điện thứ tự
 Điện áp ba pha tại các nút 
 Dòng điện ba pha trên các nhánh*I
27
Tương tự như tính toán ngắn mạch một pha 
chạm đất
Kết thúc chương 07
28