Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 46 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
46
Dung lượng
470,2 KB
Nội dung
Trang
1
Mục Lục
Đờng dây dài siêucaoáp và hệ thống tải điện
phần I. kháI niệm chung về lới điệnsiêucaoáp , đờng dây tảI
điện và hệ thống điệntảIđiện .
I .Khái niệm chung về lới điệnsiêucao áp, đờng dây tảiđiện dài và
hệ thống tảiđiện 2
II. Các phơng trình cơ bản của đờng dây tảiđiện dài
1. Mục đích
2. Hệ phơng trình vi phân cơ bản của đờng dây 8
3. Giải phơng trình đờng dây dài cho điệnáp và dòng điện
hình sin 9
4. Phân tích quá trình sóng trên đờng dây dài
.
11
5. Tính toán các thông số đặc trng cho đờng dây dài 14
6. Công suất tự nhiên
19
phần II. các phơng trình cơ bản của đờng dây tảIđiện dàI
I. Công thức chung tính chế độ đờng dây dài thuần nhất
II. Phân bố điệnáp và dòng điện trên đờng dây
1.
Đờng dây không tổn thất. 22
2. Đqờng dây có điện trở khác không 25
III.Góc và công suất giới hạn
1. Góc
2. Công suất giới hạn của đờng dây dài 28
IV.Công suất phản kháng trên đờng dây
1. Công suất phản kháng Q
2
29
2.
Công suất phản kháng Q
1
30
Phần III.tính toán chế độ của hệ thống tảIđIện
I.Mạng bốn cực
II.Thông số A, B, C, D của đờng dây thuần nhất
1. Tính chính xác 33
2. Tính bằng sơ đồ thay thế 34
3. Thông số A , B , C , D của các thiết bị bù 36
4.
Thông số A , B , C , D của các máy biến áp
5. Thông số A , B , C , D của hệ thống tảiđiện 37
6.
Tính toán chế độ của đờng dây tảiđiện theo mạng 4 cực 42
Trang
2
PHầN I
ĐờNG DÂY DàI SIÊUCAOáP
và hệ thống tảIđiện
I./Khái niệm chung về lới điệnsiêucao áp, đờng dây tảiđiện dài và
hệ thống tải điện:
Hiện nay sự phát triển của hệ thống điện đang đi theo con đờng tập trung
hoá sản xuất điện năng, trên cơ sở các nhà máy điện lớn, phát triển và sự hợp nhất
các hệ thống năng lợng. Điều đó dẫn đến sự cần thiết phải xây dựng và mở rộng
các mạngđiện có điệnáp cao, siêucao và cực siêucao xoay chiều nh :220, 330,
400, 500, 750 và 1150 kV.Các đờng dây điệnápcao và siêucao có vai trò rất
quan trọng, nó có khả năng truyền tải công suất rất lớn và có thể tảiđiện năng đi
rất xa. Công suất và độ dài tảiđiện năng càng lớn thì điệnáp sử dụng càng cao,
giá thành tảiđiện sẽ thấp hơn.
Khi công suất phụ tải lớn, công suất các nhà máy điện tập trung cao, dẫn đến
phải dùng các đờng dây siêucaoáp để tảiđiện và tạo thành lới điệnsiêucao
áp.
Trong thực tế đờng dây siêucaoáp có các đặc điểm :
- Dòng lớn nên phải dùng dây dẫn có tiết diện lớn, gây khó khăn cho thi
công lắp đặt. Mặt khác khi vận hành, xung quanh dây dẫn khi vận hành sẽ xuất
hiện điện trờng với cờng độ rất cao, điện trờng này sinh ra vầng quang. Do đó
dẫn đến tổn thất công suất và điện năng rất lớn, đồng thời gây nhiễu vô tuyến. Vì
vậy ngời ta dùng dây phân pha.
Dây phân pha: là dây dẫn ở mỗi pha có tiết diện lớn đợc thay bằng một số
dây dẫn có tiết diện nhỏ hơn. Các dây dẫn này đợc kết chặt trên góc của một
khung định vị đa giác đều để giữ chúng luôn luôn song song với nhau. Với đờng
dây 220 kV, mỗi pha có hai dây dẫn, đối với đờng dây 500 kV, mỗi pha có 3
hoặc 4 dây dẫn.
Ta biết rằng đối với đờng dây siêucaoáp cờng độ điện trờng trên bề mặt
dây là:
E
0
=24.5m
[ 1+
2
).(
613.0
r
]
Trong đó :
m: là hệ số phụ thuộc độ nhám của bề mặt dây, với dây bện nhiều sợi
m=0,82
: là hệ số phụ thuộc vào mật độ không khí.
Đối với dây dẫn bình thờng thì cờng độ điện trờng gây ra vầng quang vào
khoảng 30 kV/cm. Giá trị này phụ thuộc vào thời tiết, khi ẩm ớt hệ số bề mặt
giảm làm cho vầng quang xuất hiện ở điện trờng thấp.
Trang
3
r : là bán kính dây dẫn.
Cờng độ điện trờng cho phép lớn nhất trên bề mặt dây vào khoảng 20 đến
27 kV/cm. Để giảm cờng độ điện trờng ta phải phân pha dây dẫn.
Bán kính đẳng trị lớn hơn nhiều bán kính của một dây có tiết diện tơng
đơng. Do đó, làm cho cờng độ điện trờng trên bề mặt giảm thấp. Bán kính này
làm giảm thấp điện kháng đơn vị và tăng điện dung đơn vị của đờng dây. Do đó
số dây phân trong một pha và khoảng cách giữa chúng phải đợc chọn sao cho
vừa giảm đợc cờng độ điện trờng, giảm tổn thất vầng quang, giảm nhiễu vô
tuyến nhng đem lại hiệu quả kinh tế. Lúc đó phải tính đến các yếu tố tăng khả
năng tải do giảm điện kháng, ảnh hởng đến môi trờng do điện trờng gây ra,
điện trờng này tăng lên khi điện dung đờng dây tăng. Muốn khắc phục phải
tăng chiều cao của cột, dẫn đến chi phí đờng dây cao.
Đối với đờng dây 500 kV trở lên, không chọn dây dẫn theo mật độ kinh tế vì
những hạn chế về tổn thất vầng quang và nhiễu vô tuyến.
- Khoảng cách cách điện và chiều dài chuỗi sứ rất lớn: Chiều dài của chuỗi
sứ siêucaoáp chỉ phải xác định theo điệnáp vận hành. Số bát sứ của đờng dây
500 kV có thể từ 22 đến 25 bát và lớn hơn. Chuỗi sứ 500kV dài khoảng 4 đến 5 m
và có thể hơn nữa. Điều này làm cho độ lệch ngang của chuỗi sứ rất lớn, dẫn đến
khoảng cách pha phải lớn, cột phải cao lên làm chi phí đờng dây sẽ cao hơn.
-
nh hởng đến môi trờng chung quanh đờng dây: Chiếm nhiều đất để
xây dựng trạm và móng cột, tiếng ồn do vầng quang, nhiễu vô tuyến, ảnh hởng
đến cảnh quan, ảnh hởng do cờng độ điện trờng đến khoảng không gian dới
đờng dây và mặt đất có thể gây ra điện thế nguy hiểm trên các vật liệu kim loại
dới đờng dây. Cờng độ điện trờng cho phép từ 5 đến 25 kV/cm, tuỳ thuộc
vào loại đờng dây. Do đó thời gian con ngời và gia súc ở dới đờng dây phải
đợc hạn chế đến mức không nguy hiểm cho sức khoẻ.
- Độ tin cậy cung cấp điện: đờng dây siêucaoáp đòi hỏi độ tin cậy rất
cao, vì đờng dây siêucaoáp cấp điện cho các phụ tải với công suất rất lớn. Nếu
không đảm bảo độ tin cậy có thể gây ra thiệt hại lớn về kinh tế, tài sản và con
ngời. Để đảm bảo độ tin cậy cao ta phải tăng cách điện đờng dây, tăng sức chịu
lực của cột và móng, tăng số mạch song song nhng phải tính toán cẩn thận để
đạt đợc mức tin cậy tối u.
Đặc điểm quan trọng về kỹ thuật của đờng dây siêucaoáp và hệ thống điện
có đờng dây siêucaoáp gồm:
- Tổn thất điện năng do vầng quang rất cao, để giảm tổn thất điện năng ta
dùng dây phân pha.
- Công suất phản kháng do điện dung đờng dây sinh ra rất lớn, sự phân
pha dây dẫn càng làm cho công suất này lớn hơn, gây ra các vấn đề kỹ thuật cần
giải quyết trong chế độ non tải hoặc không tải của lới điện và đờng dây.
Trang
4
+ Sự tăng caođiệnáp cuối đờng dây có thể vợt quá khả năng chịu đựng
của thiết bị phân phối.
+ Công suất phản kháng do điện dung mà máy phát phải chịu có thể lớn
hơn khả năng của nó.
+ Nguy cơ tự kích thích và tự dao động tăng dần lên.
Trong chế độ phụ tải max, nếu đờng dây cấp điện từ hệ thống cho nút phụ tải
thì tổn thất điệnáp có thể rất lớn, do đó ngời ta tránh không tải công suất phản
kháng trên đờng dây siêucao áp. Để cấp công suất phản kháng cho phụ tải phải
đặt tụ bù tại các nút tải khu vực.
Điều chỉnh điệnáp có đờng dây dài khá phức tạp, cần lợng công suất phản
kháng rất lớn biến thiên từ dung tính sang cảm tính. Đây là vấn đề kinh tế - kỹ
thuật nan giải. Nếu đờng dây nối liền các phần độc lập của hệ thống điện có độ
dài lớn thì gặp phải vấn đề khả năng tải theo công suất giới hạn và ổn định tĩnh.
Nếu độ dự trữ ổn định tĩnh thấp phải có biện pháp nâng cao.
ổ
n định động cũng
làm khả năng tải của đờng dây dài bị hạn chế. Để giải quyết vấn đề này phải
phối hợp giữa các bảo vệ và lựa chọn sơ đồ hợp lý của đờng dây dài.
Đối với đờng dây có độ dài lớn hơn 30 km thì phải đặt thêm thiết bị phụ: Tụ
điện bù dọc, kháng điện bù ngang, máy bù tĩnh, máy bù đồng bộ xử lý vấn đề
tăng caođiện áp, quá tải máy phát trong chế độ không tải và non tải đảm bảo điện
áp cuối đờng dây hoặc nâng cao khả năng ổn định tĩnh. Đây là bài toán kinh tế
kỹ thuật.
Lới điện có đờng dây siêucaoáp ngắn, một đờng dây không đặt thiết bị
bù, nhng toàn lới phải đặt bù để giải quyết yêu cầu kinh tế.
Đối với đờng dây dài nếu sử dụng sơ đồ thay thế bằng thông số tập trung sẽ
phạm sai số lớn. Do đó khi tính toán phải dùng phơng pháp thông số ri hoặc
phơng pháp sơ đồ thay thế. Đờng dây đợc chia thành các đoạn ngắn với các
thông số tập trung rồi dùng phơng pháp tính lặp.
Để giải quyết các vấn đề kỹ thuật nan giải của điệnáp xoay chiều nói trên, có
thể sử dụng lới điện một chiều. Tuy nhiên lới điện một chiều sẽ không thay thế
lới điện xoay chiều mà tham gia vào lới điện xoay chiều ở những vị trí nhất
định nhằm khắc phục nhợc điểm của nó, làm cho hiệu quả kinh tế của hệ thống
điện chung cao hơn.
Dới đây cho công suất tự nhiên của đờng dây siêucao áp, đặc trng cho
khả năng tải của đờng dây dài.
Lới điện Việt Nam trong tơng lai gần sẽ là lới điệnsiêucaoáp 220-500
kV. Lới điện này có cấu trúc phức tạp: Nhiều nguồn điện, nhiều mạch vòng, với
nhiều cấp điệnáp trong đó có các đờng dây siêucaoáp 220-500 kV.
Để hiểu đợc tính chất vật lý của đờng dây siêucao áp, trên cơ sở đó có thể
thiết kế và vận hành tối u đờng dây này, ngời ta thờng nghiên cứu các đờng
dây siêucaoáp trong sơ đồ đơn giản: Sơ đồ hệ thống điện bao gồm đờng dây dài
Trang
5
có hai nguồn cung cấp ở hai đầu, bao gồm cả thiết bị bù các loại và máy biến áp
tăng giảm ở hai đầu gọi chung sơ đồ này là hệ thống tải điện. Trên hình 1 dới
đây là các dạng thông thờng của hệ thống tải điện.
Bảng 1
Điện áp định
mức,kV
60 110 220 400 500 650 750 1000
Tổng trở sóng
Z
s
,
80 90 400 90 290 280 280 270
Công suất tự
nhiên P
tn
,MW
10 30 120 550 850 1380
2190
4000
Đờng
dây
trên
không
Tổng trở sóng
Z
s
,
40 40 40 40 40
Công suất tự
nhiên P
tn
,MW
100
300 1200
5500
9000
Đờng dây cáp
Hình 1a là đờng dây siêucaoáp nối hai phần của hệ thống điện gọi là hệ
thống con 1 và 2. Đờng dây này gọi là đờng dây liên lạc hệ thống, dòng công
suất trên đờng dây này có thể là một hớng hoặc hai hớng, hai hệ thống hỗ trợ,
dự trữ cho nhau. Để phân tích chế độ xác lập của hệ thống: Hai hệ thống con
đợc đẳng trị bằng hai nhà máy điện HT
1
, HT
2
với phụ tải S
pt1
S
pt2
và đờng dây
liên lạc siêucao áp, đờng dây này có thể có một lộ, hai lộ hay ba lộ song song.
Nếu công suất tải trên đờng dây nhỏ hơn nhiều so với công suất đặt của các nhà
máy điện của mỗi hệ thống con thì có thể coi điệnáp trên thanh cái hai hệ thống
con (U
1
,U
2
) là không đổi khi đờng dây khá dài thì hai đầu đờng dây thờng
phải đặt thêm hai kháng điện (KĐ
1
,
KĐ
2
). Trong nhiều trờng hợp còn phải đặt
thêm các bộ tụ bù dọc (thờng kèm theo kháng điện) trên đờng dây nh hình1b.
Nh vậy đờng dây liên lạc không phải là đờng dây đơn thuần mà là một hệ
thống tảiđiện có nhiều phần tử khác nhằm đảm bảo hoạt động bình thờng của
đờng dây.
Hình 1c là đờng dây truyền công suất từ nhà máy điện đặt khá xa vào hệ
thống nhận điện (HT) trên đờng nó cấp điện cho một trạm khu vực (TKV) lớn.
Điện áp trên thanh cái hệ thống U
2
có thể xem là hằng số đối với dòng công suất
trên đờng dây.
Trên hình 1d là trờng hợp phức tạp hơn hai nhóm phát điện MP
1
và MP
2
liên
hệ với nhau qua máy biến áp từ ngẫu. MP
2
cấp điện cho hệ thống 220 kV và phát
một phần nhập vào công suất từ MP
1
đờng dây 500kV cấp điện cho ba trạm khu
vực TKV
1
, TKV
2
và TKV
3
và truyền công suất còn lại vào hệ thống nhận điện và
cũng có khi đi từ hệ thống nhận điện về các trạm khu vực. Hệ thống các máy phát
điện đợc đẳng trị bằng một máy phát điện duy nhất phát công suất S
1
về hệ
thống nhận điện. Trờng hợp này lới điện cũng có cấu trúc phức tạp.
Trang
6
H×nh 1e lµ tr−êng hîp hai nhµ m¸y ®iÖn cã c«ng suÊt t−¬ng ®−¬ng cÊp cho
mét khu phô t¶i.
HT
1
U
1
HT
2
U
2
HT
1
NM§
2
HT
U
1
= H
S
S
1
U
2
= H
S
S
2
TKV
2
TKV
3
TKV
S
TA
S
PT
S
PT3
S
HA
MP
1
MP
2
220 kV
500 kV
TKV
1
S
PT1
S
1
U
1
S
PT2
S
PT3
TKV
3
S
2
U
2
TKV
2
S
PT1
d)
e)
TKV
1
S
PT3
S
PT2
U
1
U
2
S
1
S
2
NM§
1
§DD
H×nh 1
f)
HT
b)
c)
S
PT1
K§
2
S
PT2
S
2
S
PT1
K§
1
K§
2
S
PT2
U
1
U
2
HT
2
S
1
S
2
K§
1
K§
3
K§
4
MP
1
U
1
U
2
S
1
S
2
a)
S
1
Trang
7
Nhìn chung trong tất cả các trờng hợp trên đều đợc thể hiện bằng các thanh
cái có điệnáp cho trớc và đợc coi là không đổi khi xác định một loạt các chế
độ làm việc của hệ thống.
Do đó có thể thay thế hệ thống bằng mạng 4 cực nh trên hình 1f trong đó
hoặc là nhà máy điện cấp điện qua đờng dây dài vào hệ thống là đờng dây dài
(ĐDD) đợc cấp điện từ hai phía với điệnáp U
1
,
U
2
.
II. Các phơng trình cơ bản của đờng dây tảiđiện dài
1. Mục đích
Mục đích của việc giải tích đờng dây tảiđiện đi xa là thiết lập những quan
hệ nhằm xác định những thông số chế độ của đờng dây dài trong các chế độ vận
hành khác nhau. Các thông số đợc quan tâm nhất là công suất P, Q, điệnáp U ở
hai đầu và trên đờng dây cũng nh góc
giữa vectơ điệnáp ở hai đầu đờng
dây.
Kết quả giải tích đờng dây dài là cơ sở để tiến hành các tính toán kinh tế-
kỹ thuật khi thiết kế cũng nh khi vận hành sao cho khi vận hành đờng dây tải
điện đi xa các thông số chế độ đợc duy trì trong phạm vi cho phép, khả năng tải
của đờng dây đợc nâng cao và chứng tỏ sự hợp lý về kinh tế của các lựa chọn
đó.
Bản chất của quá trình truyền tải năng lợng theo đờng dây tảiđiện là quá
trình truyền sóng, trong đó các sóng điệnáp và dòng điện không ngừng truyền tải
năng lợng từ nguồn điện đến nơi tiêu thụ. Nh vậy ta sẽ dẫn ra các phơng trình
sóng cơ bản của đờng dây dài.
2. Hệ phơng trình vi phân cơ bản của đờng dây
:
Giả thiết đờng dây là đồng nhất (các thông số rải đều trên toàn bộ đờng
dây) và mangtải đều pha. Các thông số cơ sở của đờng dây dài 1 km bao gồm:
-Điện trở đơn vị R
o
[
/km], điện trở toàn đờng dây R = R
o
.l [
].
-Điện dẫn đơn vị G
o
[1/
.km], điện dẫn toàn đờng dây G=G
o
.l [1/
].
-Điện kháng đơn vị X
o
=
. L
o
[
/km], điện kháng toàn đờng dây
X=X
o
.l [
] trong đó L
o
là độ từ cảm đơn vị [ H/km].
-Điện dẫn phản kháng đơn vị B
o
=
. C
o
[ 1/
.km], điện dẫn phản kháng
toàn đờng dây B = B
o
.l [ 1/
], trong đó C
o
là điện dung đơn vị [F/km].
= 2
f với f là tần số của dòng điện, đối với hệ thống điện Việt Nam
f = 50 Hz.
- Tổng trở đơn vị của đờng dây Z
o
=R
o
+jX
o
, tổng trở đờng dây Z = Z
o
.l.
- Tổng dẫn đơn vị của đờng dây Y
o
= G
o
+ jB
o
, tổng dẫn đờng dây
Y=Y
o
.l.
Ta xét một phần tử nhỏ của đờng dây có độ dài dx ở cách điểm cuối
đờng dây ( hình 2.1 ).
Các thông số của phần tử đờng dây này gồm có :
Trang
8
-Điện trở R
o
dx [
].
-Điện kháng X
o
dx =
L
o
dx [
].
-Điện dẫn tác dụng G
o
dx [
-1
].
-Điện dẫn phản kháng ( dung dẫn ) B
o
dx =
C
o
dx [
-1
]
Nếu điệnáp pha và dòng điện ở cuối của phần tử đờng dây là u và i thì ở
đầu phần tử đờng dây điệnáp và dòng điện sẽ là :
u +
x
u
dx và i +
x
i
dx
Từ hình 2, ta nhận thấy sở dĩ có sự biến đổi điệnáp nh trên là do có
giáng áp trên điện trở iR
o
dx và trên điện kháng L
o
dx.
ti
, còn sự biến thiên
dòng điện dò chạy qua điện dẫn tác dụng u.G
o
dx và dung dẫn C
o
dx. tu .
Theo định luật Kirchoff II cho mạch vòng nh trên hình 2, ta có thể viết :
u +
x
u
dx u - R
o
idx L
o
t
i
dx = 0 ( 1.1 )
Suy ra:
x
u
= R
o
i + L
o
t
i
( 1.2 )
Hình 2
Theo định luật Kirchoff I cho điểm nút ở cuối phần tử đờng dây ta có :
i +
x
i
dx - i - u.G
o
dx - C
o
t
u
dx = 0 ( 1.3 )
Suy ra :
x
i
= G
o
.u + C
o
t
u
( 1.4 )
Các biểu thức (1.2) và (1.4) là các phơng trình vi phân cơ bản xác đinh sự
biến đổi của điệnáp và dòng điện trên đờng dây tảiđiện đi xa. Giải (1.2) và
(1.4) ta đợc quan hệ của điệnáp và dòng điện biến đổi trong không gian và theo
thời gian.
3. Giải phơng trình đờng dây dài cho điệnáp và dòng điện hình sin.
Điệnáp và dòng điện hình sin đợc diễn tả bằng các số phức U và I, đạo
hàm của U và I theo t ta có:
dx
X
o
dx
i
+ dx
x
i
B
o
dx
G
o
dx
R
o
dx
dx
x
u
u
+
u
i
Trang
9
dt
d U
= j
U ;
dt
d I
= j
I ( 1.5 )
Thay (1.5) vào (1.2) và (1.4) ta đợc:
dx
d U
= R
o
I + j
L
o
I = I( R
o
+ j
L
o
) = I Z
o
( 1.6a)
dx
d I
= G
o
U + j
C
o
U = U( G
o
+ j
C
o
) = U Y
o
( 1.6b )
Trong đó :
Z
o
= R
o
+ j
L
o
= R
o
+ j X
o
( 1.7a )
và Y
o
= G
o
+ j
C
o
= G
o
+ j B
o
( 1.7b )
là tổng trở và tổng dẫn của một đơn vị độ dài đờng dây.
Lấy đạo hàm bậc hai của U và I theo công thức (1.6a) và (1.6b) ta đợc:
2
2
dx
Ud
=
dx
d I
Z
o
= U Y
o
Z
o
=
2
U ( 1.8 )
2
2
dx
Id
=
dx
d U
Y
o
= Y
o
Z
o
I =
2
I ( 1.9 )
Trong đó :
=
00
ZY
=
(
)
(
)
oooo
LjRCjG
++
=
=
+
j
e
j
( 1.10 )
đợc gọi là hệ số truyền sóng.
Chuyển vế (1.8) và (1.9) ta thu đợc các phơng trình vi phân cơ bản của
đờng dây tảiđiện xoay chiều ba pha:
2
2
dx
Ud
-
2
U =
0 (1.11)
2
2
dx
Id
-
2
I = 0 ( 1.12 )
Phơng trình (2.11) có nghiệm tổng quát cho điệnáp ở điểm x:
U
x
= K
1
e
x
+ K
2
e
-
x
(1.13 )
trong đó x là khỏang cách tính từ cuối đờng dây.
Lấy đạo hàm (1.13) theo x, ta có:
=
dx
Ud
x
K
1
e
x
-
K
2
e
-
x
( 1.14)
thay vào (1.6a) ta đợc:
I
x
=
o
Z
( K
1
e
x
- K
2
e
-
x
) =
oo
oooo
LjR
LjRCjG
+
++ ))((
( K
1
e
x
- K
2
e
-
x
) =
=
oo
oo
LjR
CjG
+
+
( K
1
e
x
- K
2
e
-
x
) =
s
Z
1
( K
1
e
x
- K
2
e
-
x
) ( 1.15)
trong đó Z
s
gọi là tổng trở sóng của đờng dây dài, Z
s
chỉ phụ thuộc vào các
thông số của đờng dây.
Z
s
=
oo
oo
CjG
LjR
+
+
=
0
0
Y
Z
=
s
Z .e
j
= Z
s
<
( 1.16)
và Z
s
là hai thông số đặc trng của đờng dây tảiđiện đi xa.
Trang
10
Các biểu thức (1.13) và (1.15) cho phép xác định véctơ điệnáp và dòng
điện ở mọi điểm trên đờng dây tải điện. Các hằng số K
1
và K
2
đợc xác định
theo các điều kiện biên cho trớc. Khi biết điệnáp U
2
và dòng điện I
2
ở cuối
đờng dây tảiđiện (nghĩa là x = 0), ta có:
=
+=
s
Z
KK
I
KKU
21
2
21
2
( 1.17 )
Giải hệ (1.17) ta đợc:
=
+=
)(
2
1
)(
2
1
2
2
2
2
2
1
s
s
ZIUK
ZIUK
( 1.18 )
Thay (1.18) vào (1.13) và (1.15) ta có hàm xác định điệnáp và dòng điện
tại một điểm bất kỳ tính từ cuối đờng dây nh sau:
U
x
=
2
1
(U
2
+I
2
Z
s
) e
x
+ )(
2
1
2
2
s
ZIU e
-
x
= U
2
2
xx
ee
+
+ I
2
Z
s
2
xx
ee
(1.19)
I
x
=
2
s2
2
2
ZI U
Z
+
e
x
-
s
s
Z
ZIU
2
2
2
e
-
x
= I
2
2
xx
ee
+
+
s
Z
U
2
2
xx
ee
(1.20)
Chuyển (1.19) và (1.20) về dạng lợng giác hyperbol với các quan hệ
:
sh
x =
2
xx
ee
+
; ch
x =
2
xx
ee
ta đợc :
+=
+=
xsh
U
U
xchII
xshZIxchUU
s
x
s
x
2
2
2
2
( 1.21)
Tơng tự ta có thể tính điệnáp U
1
và dòng điện I
1
ở đầu đờng dây với độ
dài l nh sau:
+=
+=
xlsh
Z
U
xlchII
xlshZIxlchUU
s
s
2
21
2
21
(1.22 )
Ta cũng có thể xác đinh điệnáp và dòng điện ở một điểm x bất kỳ(tính từ
đầu đờng dây) khi biết điệnáp U
1
và dòng điện I
1
:
=
=
xsh
Z
U
xchIU
xshZIxchUU
s
x
s
x
1
1
1
1
( 1.23)
Điệnáp U
2
và dòng điện I
2
ở cuối đờng dây :
=
=
xlsh
U
U
xlchII
xlshZZxlchUU
s
s
1
12
1
12
(1.24)
Các biểu thức (1.21), (1.22),(1.23) và (1.24) dùng để tính toán các chế độ vân
hành của đờng dây tải điện. Các công thức náy sử dụng cho điệnáp pha, khi cần
tính điệnáp dây phải nhân thêm 3 vào số hạng của hàm điện áp.
[...]... Dòng điện cuối đờng dây ; I2 = * S2 = 0, 739 j 0,55 43 kA 3. U 2 Từ đó, ta có điệnáp đầu đờng dây : V1 = cos l.V2 + jZ C sin l.I 2 = 0,9509.288,6750 0 + j 290, 43. 0 ,30 96(0, 739 j 0,55 43) .10 3 = 32 4 ,33 + j 66,45 kV Độ lớn điệnáp đầu đờng dây : U 1 = 3 V1 = 5 73, 4 232 kV Ta cũng có dòng điện đầu đờng dây : 1 sin l.V2 + cos l.I 2 ZC 1 = j 0 ,30 95.288,6750 0.10 3 + 0,9509.( 739 j 554 ,3) 290, 43 = 702,7 + j 26 83, 4... (MVA) Dòng điện cuối đờng dây: I2 = S * / (3. U2) = (160 - j120 )/ (3. 220) = 0.2424 - j0.1818 (kA) Xem đờng dây có chiều d i trung bình , nên ta có các thông số của mạng hai cửa: A=1+Z.Y/2 =0.9951 + j0.0005 ; B = Z = 4+ j36; C =Y(1+Z.Y/4) = -7 .39 84.1 0-8 + j2.7 133 .1 0-4 ; D =A Trang 33 Vậy : Điệnáp đầu đờng dâyl : U1 = A.U2+B.I2 = 226,44 + j8,1197 (KV) Dòng điện đầu đờng dây: I1 = C.U2+D.I2 = 0,24 13 - j0,1211... elip : -Nếu P* >1 công suất tải lớn hơn công suất tự nhiên ,trục chính của elip sẽ nằm dọc (đờng 2), ta nhận thấy điệnáp ở 30 00 km lệch pha với điệnáp đầu đờng dây 1800, còn điệnáp ở độ d i 6000 km thì trùng pha với điệnáp đầu đờng dây Điệnáp ở các độ d i khác đều tăng lên so với U2 -Nếu P* < 1 công suất tải bé hơn công suất tự nhiên, trục chính của elip nằm ngang (đờng 3) lúc n y điệnáp đều... dây d i l tính toán phân bố điệnáp trên đờng dây ,điện áp v công suất đầu đờng dây khi đ biết điệnáp v công suất ở cuối đờng dây tảiđiện tức l phía hệ thống nhận điện Trang 21 a).Công thức tính điệnáp v dòng điện , sự phân bố điệnáp theo chiều d i đờng dây Do R = 0 , G = 0 nên ZS = ZS0 ; = 0 + j 0 Theo các quy tắc của lợng giác hyperbol : chx = chj 0 x = cos 0 x (2 3a) shx = shj 0 x = j sin... nhận điện Lấy U2 l m gốc tính toán ta có : * S2 I2 = U2 : 3U 2 = P2 jQ2 (2.3d) 3U 2 Tổng trở sóng ZS0 có thể biểu diễn theo công suất tự nhiên Ptn v điệnáp Z S0 = 2 U2 Ptn (2.3e) Thay (2.3d) , (2.3e) v o (2.3c) ta đợc : U X = U 2 cos 0 x + j 3 ( 2 P2 jQ2 U 2 sin 0 x = 3U 2 Ptn * = U 2 cos 0 x + Q2 sin 0 x + jP2* sin 0 x ) (2 .3) Điệnáp đầu đờng dây : * U 1 = U 2 (cos 0 l + Q2 sin 0 l + jP2*... với đờng dây trên không siêu cao áp, các hệ số suy giảm v hệ số pha phụ thuộc v o các thông số của đờng dây v tần số của dòng điện * Đối với dòng điện, quá trình truyền sóng cũng tợng tự nh điệnáp Lu ý: việc tách điệnáp v dòng điện th nh các sóng thuận v sóng ngợc l để dễ d ng khảo sát quá trình truyền tảiđiện năng Thực chất trên mọi -5 -5 Trang 12 điểm của đờng dây tải điện, ở mọi thời gian chỉ... chế độ của đờng dây d i l (1.21) v (1. 23) Công thức tính điệnáp v dòng điệntại điểm x bất kỳ khi biết điệnáp v dòng điện cuối đờng dây U2, I2 ,thêm 3 để tính cho điệnáp dây: U x = U 2 chx + 3 I 2 Z S shx (2.1) U2 I x = I 2 chx + shx 3Z S Thay ZS v ch v sh theo (1. 43) trong mục (5) v o công thức trên ta tính đợc Ux v Ix : U X = U 2 (chx cos x + jshx sin x ) + 3 I 2 Z S (shx cos x + jchx sin x ) I... (1 .34 ) : Trang 15 ZS = 0,27784,8648 = 262,2988925 2,56759 = 262, 035 8 j11,7445 4,02607.10 6 90 Tính theo (1 .37 ) : Z S = Z S 0 (1 jR0 / 2 X 0 ) = 261,7 63( 1 j 0,025 / 2.0,275866) = 261,7 63 j11,866 Hệ số truyền sóng : Tính theo (1 .35 ): = 0,27784,8648.4,02607.10 6 90 = 0,001060487, 432 4 = 0,0000475 + j 0,00105 93 Tính theo (1 .37 ) : = [0,025 / 2.0,275866].0,0010 538 77 + j 0,0010 538 77 = 0,0000477 53 +... các công thức trên Công suất đầu đờng dây: S 1 = 3U 1 I 1* II Phân bố điệnáp v dòng điện trên đờng dây 1.Đờng dây không tổn thất: Đờng dây không tổn thất l đờng dây không tính đến điện trở v điện dẫn (R=0 , G=0 ) Trong thực tế không có đờng dây không tổn thất , nhng do tỷ lệ giữa điện trở v điện dẫn với điện kháng v dung dẫn của các đờng dây siêucaoáp 220 kV trở lên rất nhỏ , nên cũng có thể xem... gồm hai th nh phần điệnáp chứa sin( t + x) v sin( t - x) Trớc tiên ta xét th nh phần điệnáp chứa sin( t + x) ký hiệu l ut với: ut = 2 K 1e x sin( t + x) ( 1.28) Tại một thời điểm bất kỳ, ví dụ t = 0, điệnáp ut phân bố theo dạng sóng hình sin trên đờng dây tảiđiện có biên độ tăng dần theo chiều tăng của x (hình 3, đờng 1) e x u 2 t= x 0 1 2 2 2 3 2 3 2 x 2 Hình 3 Sóng hình sin n y . rộng
các mạng điện có điện áp cao, siêu cao và cực siêu cao xoay chiều nh :220, 33 0,
400, 500, 750 và 1150 kV.Các đờng dây điện áp cao và siêu cao có vai. máy điện tập trung cao, dẫn đến
phải dùng các đờng dây siêu cao áp để tải điện và tạo thành lới điện siêu cao
áp.
Trong thực tế đờng dây siêu cao áp