Báo cáo quá trình quá độ trong hệ thống điện
Trang 1BÁO CÁO MÔN HỌC
QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG HỆ
THỐNG ĐIỆN
GVHD : TS VÕ VIẾT CƯỜNG HVTH : VŨ XUÂN ĐỨC
Tp.HCM, tháng 1 năm 2011
1.4 SỰ THAY ĐỔI SỨC ĐIỆN ĐỘNG SAU KHI NGẮN MẠCH, QUAN HỆ E VÀ E’, KHÁI NIỆM HẰNG SỐ THỜI GIAN
Trang 21.4 Sự thay đổi sức điện động khi ngắn mạch, quan hệ E và E’, khái niệm hằng số thời gian
1.Mục tiêu:
- Khảo sát sự thay đổi sức điện động Stato của máy phát đồng bộ khi tiến hành ngắn mạch ba pha máy phát
- Mối quan hệ giữa E và E’
- Khái niệm hằng số thời gian và ứng dụng
Trang 32 Giới hạn báo cáo:
Báo cáo chỉ khảo sát quá trình ngắn mạch gần đầu cực máy của máy phát điện không đồng bộ
3 Nội dung:
Phần A: mối liên hệ giữa E và E’
Phần B: Hằng số thời gian
Trang 4I.Mô hình toán học
MĐĐB:
Tại điểm O:
Theo phương dọc trục:
Theo phương ngang trục:
Hệ phương trình trên được đặt tên ( I )
dt
d r
0 0
0
dt
d i
r v
dt
d i
r v
dt
d ri
v
D D
D D
F F
F F
d q
d d
0
dt
d i
r v
dt
d ri
v
D Q
Q Q
q d
q q
Trang 5 Áp dụng phép biến đổi Park:
Tại điểm O:
Theo phương dọc trục:
Theo phương ngang trục:
0 0
0 L i
D F d
D R
D
R F
F
D F
d
D
F
d
i i
i
L M
kM
M L
kM
kM kM
L
Q
q Q
Q
Q q
F
d
i
i L
kM
kM
L
Trang 6II. Khảo sát quá trình ngắn mạch MĐĐB:
const
t
2 0
va
va
Ib
Ib
vb
vb
Ic
Ic
va
va
vc
vc
Ia
Ia
a
b
c
if
if
vf
>=0
t
>=0
Ref
E
Trang 7 t<0: hở mạch ngõ ra MĐĐB:
Xét mạch ở trạng thái ổn định:
Trang 8 Thay vào hệ phương trình (І) ta được:
Với:
) 3 (
) 2 (
) 1 ( 0
0
F F
F
d q
q
q d
d
i r v
i r v
ri v
) 6 (
) 5 (
) 4 (
q q q
d F F
F F
F F d
d d
i L
i kM i
L
i kM i
L
Trang 9 Thay (4,6) vào (1,2) ta được:
8 )
(
) 7 (
0
0
F F d
d q
q
q q d
d
i kM i
L ri
v
i L ri
v
Q q
D d
Q q
D
d V v V i I i I
v 3 ; 3 ; 3 ; 3
) 9
( 2
3 3
1
) (
) (
0 0
0 0
j d d F
F
j q q
j d d
j d
q
j d
q
e I L i
M
e I L j
e I L e
jI I
r e
jv v
Trang 10 Đặt
Thay (10) vào (9) ta được:
Vậy (11) trở thành
10 )
d q
a V jV e
q q
d
) 11
(
a
j q q
j d d
a
d q
a
j F
F
a M i e I I jI e
2
q aq
j d
ad jI e I I e
) 12
(
aq q
ad d
a a
j q q
j d d
a a
a
I jX I
jX rI
V
e I jX e
jI jX
rI V
E
Trang 11 Xét mạch ở trạng thái quá độ
0 ,
,
,
t d q
) 13
( 2
2 2
0
2 0
0
F
d
j F
F
F
j F
L
i e
kM L
e
M E
Trang 12 Đặt
F
F d
d F
j F a
D d
L
kM L
L
i e
M E
k I
i
2 '
; 2
; 2
3
;
) 14 ( )
(
)
( '
' 0
''
a
j d d
d
a
j d d
d a
E e
jI X
X j
E e
I L
L E
) 15 (
'
' ''
aq q
ad
d a
a
j q q
j d
d a
a a
I jX
I jX
rI V
e I
jX e
I jX
rI V
E
Trang 13 t≥0: ngắn mạch ngõ ra MĐĐB
Điều kiện ban đầu
vabc = 0 v0dq = 0;bỏ qua điện trở của dây quấn
Do đó:
Va = 0, r =0
Ta có:
) 12
(
aq q
ad d
a a
) 15 (
'
''
aq q
ad d
a a
Trang 14 Thay các điều kiện ban đầu trên vào phương trình (12,15) ta được:
Vậy khi ngắn mạch sức điện động giảm
đi một lượng
) 17 (
) 16
(
'
'
aq q
ad d
a
aq q
ad d
a
I jX I
jX E
I jX
I jX
E
E
) (
, ) 18 ( 0 )
'
d d
ad d
d d
a
ad d
d
j
Trang 15 HẰNG SỐ THỜI GIAN:
Khái niệm:
Hằng số thời gian miêu tả sự suy giảm của dòng điện quá độ theo thời gian
Công thức:
d d
X
X T
' '
) 19 ( ) sin(
)
1
1 (
1 )
0 ( 2
)
t
e X
X X
E t
t
d d
d a
a
Trang 16Đồ thị:
Ứng dụng:
HSTG dùng để tính toán chọn thời gian cắt của thiết bị bảo vệ máy phát
t
ia (t)
ia (t)
Trang 17 Sau khi ngắn mạch sức điện động MĐĐB giảm đi làm điện áp cung cấp bị sụt giảm, gây mất đồng bộ hệ thống
Dòng điện ngắn mạch có dạng hình sin, tăng đột ngột và suy giảm theo thời gian Nếu sự cố không được cắt kịp thời dòng này có thể đốt cháy cuộn dây Stato
Trang 18XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN
SỰ CHÚ Ý LẮNG NGHE!