Sách hướng dẫn học tập mạng truyền tải và phân phối điện phần 1

TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA CNTT - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ SÁCH HƢỚNG DẪN HỌC TẬP MẠNG TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI ĐIỆN Chủ biên: ThS Hà Văn Du Mạng truyền tải phân phối điện MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG 1: CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Mở đầu 1.2 Cấp phân phối hệ thống điện 1.2.1 Hệ thống phân phối hình tia 1.2.2 Hệ thống mạch vòng thứ cấp 10 1.2.3 Hệ thống mạch vòng sơ cấp 11 1.3 Trạm biến áp phân phối 12 1.4 Cấp truyền tải hệ thống điện Error! Bookmark not defined 1.5 Cấp liên hợp hệ thống điện 18 1.6 Các tốn hệ thống điện 19 1.7 Giới thiệu hệ thống điện Việt nam 20 CHƢƠNG 2: THAM SỐ CÁC PHẦN TỬ TRONG MẠNG ĐIỆN 22 2.1 Đƣờng dây 22 2.1.1 Điện trở tác dụng 22 2.1.2 Điện kháng 22 2.1.3 Điện dẫn tác dụng 24 2.1.4 Điện dẫn phản kháng 24 2.2 Máy biến áp 26 2.2.1 Máy biến áp cuộn dây 26 27 2.2.1.1 Điện trở tác dụng Rb 2.2.1.2 Điện kháng Xb 27 27 2.2.1.3 Điện dẫn tác dụng Gb 27 2.2.1.4 Điện dẫn phản khángBb 2.2.2.Máy biến áp cuộn dây 28 28 2.2.2.1 Điện trở tác dụng Rb1,Rb2,Rb3 2.2.2.2 Điện kháng Xb1,Xb2,Xb3 28 29 2.2.2.3 Điện dẫn tác dụng Gb điện dẫn phản kháng Bb 2.2.3 Máy biến áp tự ngẫu 29 2.2.3.1 Điện trở tác dụng Rb1,Rb2,Rb3 29 2.2.3.2 Điện kháng, điện dẫn tác dụng điện dẫn phản kháng 29 2.3 Bài tập 31 CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA MẠNG ĐIỆN 32 3.1 Tổn thất công suất điện đƣờng dây 32 3.1.1 Tổn thất công suất đƣờng dây 32 3.1.1.1 Đƣờng dây có phụ tải 32 3.1.1.2 Đƣờng dây có nhiều phụ tải 33 3.1.1.3 Đƣờng dây phụ tải phân bố đều: 35 3.1.2 Tổn thất điện đƣờng dây 36 3.1.2.1 Khái niệm thời gian sử dụng công suất cực đại (Tmax) thời gian tổn thất công công suất cực đại () 37 3.1.2.2 Phƣơng pháp xác định điện tiêu thụ 38 3.1.2.3 Phƣơng pháp dịng điện trung bình bình phƣơng Itb xác định tổn thất điện 39 Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang Mạng truyền tải phân phối điện 3.1.2.4 Phƣơng pháp thời gian tổn thất công suất lớn τ xác định tổn thất điện 39 3.2 Tổn thất công suất, điện máy biến áp 41 3.2.1 Tổn thất công suất máy biến áp 41 3.2.1.1 Tổn thất không tải 41 3.2.1.2 Tổn thất tải 41 3.2.2 Tổn thất điện máy biến áp 43 3.2.2.1 Tổn thất điện máy biến áp pha cuộn dây 43 3.2.2.2 Tổn thất điện MBA pha cuộn dây 44 3.2.2.3 Tổn thất điện MBA tự ngẫu pha 45 3.3 Điện áp giáng tổn thất điện áp đƣờng dây 47 3.3.1 Khái niệm chung 47 3.3.2 Đƣờng dây có phụ tải 47 3.3.2.1 Trƣờng hợp chƣa xét đến điện dung đƣờng dây 47 3.3.2.2 Trƣờng hợp có xét đến dung dẫn đƣờng dây 49 3.3.3 Đƣờng dây có nhiều phụ tải 51 3.3.4 Đƣờng dây có phụ tải phân bố 52 3.3.5 Mạng điện có nhiều cấp điện áp 53 3.4 Tổn thất điện áp máy biến áp 55 3.5 Tổn thất đƣờng dây xét đến máy biến áp 56 3.6 Tính tốn kinh tế - kỹ thuật mạng điện 61 3.6.1 Khái niệm chung 61 3.6.2.Vốn đầu tƣ K 61 3.6.3 Chi phí vận hành hàng năm Y 61 3.6.4 Chi phí tính tốn hàng năm Z cơng trình xây dựng năm 62 3.6.5 Chi phí tính tốn hàng năm Z cơng trình xây dựng nhiều năm 63 3.7 BÀI TẬP 64 CHƢƠNG 4: GIẢI TÍCH MẠNG ĐIỆN 66 4.1.Tính chế độ mạng hở 66 4.1.1 Mạng hở điện áp 110-220 kV 66 4.1.2 Mạng hở điện áp đến 35kV 68 4.2 Tính tốn chế độ mạng kín 70 4.2.1 Khái niệm chung 70 4.2.2 Tính tốn mạng kín có mạch vịng mạng hở có hai nguồn cung cấp điện áp góc pha 70 4.2.3 Tính tốn mạng điện có đầu cung cấp điện áp khác 74 4.2.4 Một số trƣờng hợp đặc biệt 76 4.2.4.1 Mạng điện đồng 76 4.2.4.2 Tính tốn mạng điện khơng xét đến điện kháng đƣờng dây 77 4.2.5 Tính tốn mạng điện kín có xét đến tổn thất cơng suất 79 4.2.5.1 Tính tốn phân bố cơng suất 79 4.2.5.2 Tính toán điện áp nút 80 4.2.6 Khái niệm vè tính tốn mạng điện kín phức tạp 81 4.3 BÀI TẬP ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED CHƢƠNG 5: CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN 84 5.1 Chọn tiết diện dây theo tiêu kinh tế 84 5.1.1 Chọn tiết diện dây dẫn theo Jkt 86 Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang Mạng truyền tải phân phối điện 5.1.2 Lựa chọn Tiết diện dây dẫn theo khoảng chia kinh tế 86 5.2 Chọn tiết diện dây dẫn theo tỏn thất điện áp cho phép 90 5.2.1.Đƣờng dây có phụ tải 90 5.2.2 Tất đoạn đƣờng dây chọn tiết diện 91 5.2.3 Chọn Tiết diện dẫy dẫn theo mật độ khơng đổi dịng điện 94 5.2.3.1 Đƣờng dây không phân nhánh 94 5.2.3.2 Đƣờng dây có phân nhánh 96 5.2.4 Chọn tiết diện dây dẫn theo khối lƣợng kim loại màu nhỏ 98 5.2.4.1 Đƣờng dây khơng phân nhánh 98 5.2.4.2 Đƣờng dây có phân nhánh 100 5.2.4.3.Nhận xét ba phƣơng pháp chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép kết hợp với điều kiện phụ 102 5.2.5 Chọn tiết diện dây dẫn mạng điện kín 104 5.3 Chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng 105 5.3.1 Khai niệm chung – Nhiệt độ phát nóng cho phép 105 5.3.2 Khả tải dây dẫn, dẫn cáp 106 5.4 BÀI TẬP 109 CHƢƠNG 6: ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN 111 6.1 Khái niệm 111 6.1.1.Yêu cầu cao (khác thƣờng) 111 6.1.2 Yêu cầu thƣờng 112 6.2 Điều chỉnh điện áp máy phát 112 6.3 Chọn tỷ số biến đổi máy biến áp thích hợp 113 6.3.1 Khái niệm 113 6.3.2 Chọn đầu phân áp MBA giảm áp hai cuộn dây 114 6.3.3 Chọn đầu phân áp MBA tăng 116 6.4 Điều chỉnh điện áp bù ngang công suất phản kháng 118 6.4.1 Khái niệm 118 6.4.2 Xác định công suất TĐT MBĐB để điều chỉnh điện áp 119 6.5 Điều chỉnh điện áp biện pháp bù dọc 120 6.6 Các biện pháp điều chỉnh điện áp hộ tiêu thụ 123 6.7 Các thiết bị bổ trợ điện áp 124 6.7.1 Máy biến áp tự ngẫu điều chỉnh 124 6.7.2 Máy biến áp bổ trợ 125 6.7.3 Thiết bị điều chỉnh điện áp đƣờng dây 126 CHƢƠNG 7: TỐI ƢU HÓA CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MẠNG ĐIỆN 127 7.1 Khái niệm 127 7.2 Nâng cao hệ số công suất phụ tải 127 7.3 Bù kinh tế công suất phản kháng mạng điện 128 7.3.1 Khái niệm 128 7.3.2 Xác định dung lƣợng bù tối ƣu (dung lƣợng vù kinh tế) 129 7.3.3 Bù công suất phản kháng mạng phân phối 132 7.4 Vận hành kinh tế trạm biến áp 136 7.4.1 Trạm có MBA hồn tồn giống làm việc song song 136 7.4.2 Khi trạm có MBA có cơng suất khác làm việc song song 137 7.5 Nâng cao điện áp mạng điện 138 7.6 Tối ƣu hóa chế độ mạng điện không đồng 140 Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang Mạng truyền tải phân phối điện 7.6.1 Sự phân bố kinh tế công suất mạng điện kín 140 7.6.2 Các biện pháp tối ƣu hóa chế độ mạng điện không đồng 141 7.6.2.1 Chọn thông số máy biến áp điều chỉnh dọc-ngang 141 7.6.2.2 Chọn thông số thiết bị bù dọc cho mạng không đồng 142 7.6.2.3 Tối ƣu hóa chế độ mạng điện phƣơng pháp cắt hở mạch vòng 143 CHƢƠNG 8: CÂN BẰNG VÀ DỰ TRỮ CÔNG SUẤT TRONG HTĐ 144 8.1 Khái niệm 144 8.2 Cân dự trữ công suất tác dụng hệ thống điện 144 8.3 Cân dự trữ công suất phản kháng hệ thống điện 146 8.4 Bù kỹ thuật mạng điện 147 8.4.1 Nội dung toán bù kỹ thuật 147 8.4.2 Phân bố công suất bù cƣỡng mạng điện 147 CHƢƠNG 9: TRUYỀN TẢI ĐIỆN MỘT CHIỀU CAO ÁP (HVDC) 150 9.1 Giới thiệu 150 9.2 Cấu hình hệ thống HVDC phần tử 1509.3 Các phần tử hệ thống truyền tải HVDC 152 9.3 Các phần tử hệ thống truyền tải HVDC 154 9.4 Thuận lợi không thuận lợi hệ thống HVDC 154 9.4.1 Thuận lợi 154 9.4.2 Không thuận lợi 154 9.5 biến đổi phƣơng trình 9.5.1 Mạch biến đổi 155 9.5.1 Các đặc tính van 155 9.5.2 Phân tích mạch cầu tồn sóng ba pha 156 9.5.2.1 Phân tích giả thiết bỏ qua điện kháng nguồn 156 9.5.2.2 Ảnh hƣởng góc chồng chập chuyển mạch 160 9.5.2.3 Chế độ chỉnh lƣu 160 9.5.2.4 Chế độ nghịch lƣu 162 9.5.2.5 Các biểu thức gần 164 9.5.3 Công suất máy biến áp biến đổi 164 9.6 Bộ biến đổi nhiều cầu 165 9.7 Điều khiển hệ thống HVDC 168 9.7.1 Nguyên lý điều khiển 168 9.7.2 Các phƣơng cách điều khiển 169 9.7.3 Cơ sở để lựa chọn điều khiển 169 9.7.3 Các đặc tính điều khiển 170 9.8 So sánh kinh tế đƣờng AC DC 173 9.9 Các dự kiến tƣơng lai 174 TÀI LIỆU THAM KHẢO 176 Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang Mạng truyền tải phân phối điện LỜI NÓI ĐẦU Sách hƣớng dẫn học tập:”Mạng truyền tải phân phối điện” Trình bày vấn đề Mạng truyền tải phân phối điện Sinh viên cần phải nắm vững phƣơng pháp tính toán mạng điện trung áp, cao áp Nội dung sách gồm có 09 chƣơng nhƣ sau: Chƣơng 1: Cấu trúc hệ thống điện Chƣơng 2: Tham số phần tử mạng điện Chƣơng 3: Tính tốn chế độ xác lập mạng điện Chƣơng 4: Giải tích mạng điện Chƣơng 5: Chọn tiết diện dây dẫn mạng điện Chƣơng 6: Điều chỉnh điện áp mạng điện Chƣơng 7: Tối ƣu hóa chế độ làm việc mạng điện Chƣơng 8: Cân dự trữ công suất hệ thống điện Chƣơng 9: Truyền tải điện chiều cao áp (HVDC) Nếu nắm vững đƣợc nội dung trình bày sách này, sinh viên dễ dàng đọc đƣợc tài liệu nâng cao Mạng truyền tải phân phối điện nƣớc Việc mở rộng, đào sâu kiến thức cần thiết sinh viên muốn phát huy đƣợc khả làm việc sau tốt nghiệp Sách hƣớng dẫn học tập:”Mạng truyền tải phân phối điện” đƣợc biên soạn nhằm phục vụ hƣớng dẫn học tập cho sinh viên ngành điện công nghiệp Khoa CNTT - Điện - Điện tử, Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Quyển sách mong muốn cung cấp cho ngƣời đọc kiến thức cần thiết Mạng truyền tải phân phối điện chế độ xác lập có đƣợc kết tốt học tập nghiên cứu Trong trình biên soạn sách này, có nhiều cố gắng nhƣng chắn không tránh khỏi hết khiếm khuyết Tác giả chân thành cảm ơn ý kiến đóng góp cho nội dung sách đƣợc hoàn chỉnh Tác giả Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang Mạng truyền tải phân phối điện CHƢƠNG CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Mở đầu Tất công ty điện lực hoạt động gần nhƣ theo hợp đồng với khách hàng Nói chung, hợp đồng qui định số lƣợng chất lƣợng điện đƣợc cung cấp Chất lƣợng điện bao gồm: a) Tần số giới hạn tần số đƣợc giữ không đổi b) Điện áp giới hạn điện áp giữ khơng đổi c) Liên tục cung cấp điện Các yêu cầu ngày tăng bên để cải thiện việc cung cấp điện bên việc vận hành kinh tế, hai khuyến khích việc liên kết nhà máy điện vào hệ thống liên kết liên kết nhiều hệ thống thành hệ thống hợp Đã có nhiều hệ thống hợp bao phủ nhiều vùng nhiều nƣớc thành hệ thống điện liên quốc gia Ở Việt Nam, lƣới điện quốc gia đƣợc liên kết hai lƣới điện miền Bắc miền Nam qua đƣờng dây siêu cao áp 500 kV nhằm mục đích thỏa mãn yêu cầu nói Bất kỳ cấu rộng lớn có tính phức tạp Tuy vậy, việc vận hành hệ thống điện điều hành đƣợc Cấu trúc thay đổi từ hệ thống sang hệ thống khác, nhƣng biến đổi không đến lớn đến làm trở ngại cho việc nghiên cứu xét Cấu trúc hệ thống điện điều hành đƣợc đặt sở phân chia theo hàng dọc theo hàng ngang nhƣ đƣợc minh họa H.1.1 Theo chiều dọc, hệ thống liên hợp đƣợc chia làm bốn cấp: a) Cấp phân phối b) Cấp truyền tải phụ c) Cấp truyền tải (cùng với cấp truyền tải phụ cấp phân phối có liên kết với tạo hệ thống điện) d) Hệ thống đƣờng dây nối (liên kết nhiều hệ thống điện với vào hệ thống điện liên hợp) Theo chiều ngang, cấp lại đƣợc chia thành số hệ thống (số hệ thống truyền tải phụ hệ thống truyền tải hay số hệ thống phân phối hệ thống truyền tải phụ thực tế nhiều số hình vẽ) Các hệ thống cách ly với mặt điện (và thƣờng mặt địa lý) với hệ thống lân cận cấp nhƣng đƣợc nối kết điện với qua hệ thống cấp cao Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang Mạng truyền tải phân phối điện Hình 1-1: Sơ đồ khối cấu trúc hệ thống điện Cấp điện áp lƣợng công suất trì hệ thống riêng lẻ tăng dần từ cấp đến cấp cao phụ tải tiêu thụ đƣợc cung cấp từ cấp hệ thống tùy theo qui mô tính chất phụ tải Các mũi tên H.1.1 chiều cơng suất tất nhà máy điện đƣợc gắn vào hệ thống truyền tải nên hệ thống cấp thấp phụ thuộc vào cấp cao (và cuối phụ thuộc vào cấp truyền tải) để cung cấp điện cho chúng Theo đó, chiều cung cấp cơng suất cấp truyền tải cấp phân phối từ cấp xuống cấp dƣới Mục đích việc liên kết nhiều hệ thống điện với đƣờng dây nối để tập trung khả sẵn có hệ thống nhằm hỗ trợ cho hậu công suất đƣờng dây nối có tính hai chiều Có khuynh hƣớng tập trung dòng điện vào hệ thống điểm (nhƣ thấy cấp truyền tải phân phối) nghĩa trạm trung chuyển hay trạm phân phối, nhƣng việc cung cấp tin cậy thƣờng trạm đƣợc cung cấp từ hai nguồn đến Sự phân cấp theo hàng dọc hàng ngang hệ thống điện làm cho việc vận hành điều chỉnh hệ thống có hiệu 1.2 Cấp phân phối hệ thống điện Cấp phân phối biểu diễn cho cấp cấu trúc thấp hệ thống điện, thƣờng gồm có hai cấp điện áp a) Điện áp sơ cấp hay điện áp phát tuyến tƣơng đối cao (chẳng hạn 15 kV, 22 kV) b) Điện áp thứ cấp hay điện áp tiêu thụ điện áp thấp (chẳng hạn 110 V, 220 V, 380 V) Nhiệm vụ cấp phân phối phân phối điện cho phụ tải nhỏ (sinh hoạt) phụ tải tƣơng đối nhỏ (thƣơng mại công nghiệp nhỏ), phụ tải lớn thƣờng đƣợc cung cấp trực tiếp từ cấp cao (nhƣ cấp truyền tải cấp truyền tải phụ) Mặc dù phần lớn điện sản xuất đƣợc thƣờng đƣợc bán cho cấp phân Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang Mạng truyền tải phân phối điện phối nhƣng cấp lại đƣợc chia thành số lớn mảng độc lập phần nhỏ tiếp nhận lƣợng công suất vừa phải liên kết điện với thông qua cấp truyền tải phụ Một phần phân chia cấp phân phối đƣợc gọi mạch phân phối Thƣờng mạch phân phối đƣợc cách biệt địa lý nghĩa mạch phân phối cung cấp riêng biệt cho khu vực Tuy vậy, số trƣờng hợp có đan xen vùng mạch phân phối, chẳng hạn mạng điện chiều mạng điện xoay chiều phục vụ cho khu vực Hiện tại, mạch phân phối đơn giản đƣợc cung cấp từ nguồn riêng gọi trạm phân phối (trạm biến áp), phụ tải mạch đƣợc giữ đủ nhỏ cho mạch nhƣ bị cắt điện, chẳng hạn cố, đƣợc tái lập lại sau mà khơng gây biến động phần mạch lại Điều làm giới hạn khối cơng suất đƣợc trì mạch phân phối đến mức tƣơng đối nhỏ so với khối cơng suất trì cấp truyền tải Hệ thống phân phối thơng dụng đƣợc phân loại nhƣ sau: 1) Hệ thống hình tia 2) Hệ thống vịng kín: a) Vịng kín sơ cấp hay vịng kín phát tuyến b) Vịng kín thứ cấp 3) Hệ thống mạng điện: a) Mạng điện sơ cấp thứ cấp hình tia b) Mạng điện thứ cấp với dây phát tuyến hình tia Những hệ thống theo thứ tự tăng dần theo chi phí, tính linh hoạt độ tin cậy vận hành Do vậy, chúng đƣợc dùng vùng mà mật độ phụ tải tăng dần theo thứ tự nêu Quan trọng hết có lẽ hệ thống hình tia (dùng vùng nông thôn, thành phố hay ngoại ô) hệ thống mạng thứ cấp (dùng cho khu vực thƣơng mại thành phố lớn) 1.2.1 Hệ thống phân phối hình tia Kiểu hệ thống phân phối chủ yếu đƣợc dùng vùng có mật độ phụ tải thấp nhƣ nông thôn hay thị trấn nhỏ cịn đƣợc dùng rộng rãi vùng có mật độ phụ tải trung bình nhƣ ngoại đô thị (khu dân cƣ đô thị thị trấn lớn) Nó có chi phí xây dựng thấp nhƣng tính linh hoạt liên tục cung cấp điện bị hạn chế Hình 1.2 minh họa hệ thống phân phối hình tia gồm có mạch đƣờng dây nhánh mạch thứ cấp liên kết với Điện đƣợc cung cấp vào đƣờng dây nhánh điểm nối với trạm biến áp phân phối Đoạn thứ mạch sơ cấp góp trạm điểm nối với máy biến áp phân phối gọi điểm cung cấp đƣợc gọi mạch nhánh gọi phát tuyến phần “tốc hành” mạch sơ cấp Các nhánh rẽ đƣờng dây nhánh dây nhánh phụ hay nhánh rẽ Tên gọi đƣờng dây sơ cấp đƣợc dùng để gọi chung Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang Mạng truyền tải phân phối điện Hình 1-2: Hệ thống phân phối hình tia Trạm phân phối thƣờng thuộc loại ba pha bốn dây Do vậy, đƣờng nhánh số đƣờng nhánh phụ loại ba pha bốn dây có số đƣờng nhánh phụ pha hai dây Điện áp đƣờng dây nhánh sơ cấp đƣợc xác định chủ yếu khảo sát kinh tế, thƣờng yêu cầu điện áp cao mật độ phụ tải tăng hay chiều dài đƣờng dây tăng Trong khu vực thị hay ngoại ơ, đƣờng dây ngắn (khoảng vài km) nhƣng mật độ phụ tải lại lớn cấp điện áp thƣờng dùng 4160V ba pha bốn dây, 2400V pha hai dây hay ba pha 22000/12700V, 15000/8860V, 10kV, 6kV Các mạch đƣờng dây nhánh nơng thơn (đƣờng dây khơng) có chiều dài tổng khoảng vài chục km nên mật độ phụ tải thấp nhƣng cấp điện áp tƣơng đối cao, cấp điện áp tiêu chuẩn 15kV, 20kV,… (Ghi chú: cấp điện áp định mức đƣờng dây đƣợc qui định điện áp dây) Phần lớn đƣờng dây nhánh phân phối đƣờng dây không vùng có mật độ phụ tải thấp thị trấn hay ven đô Trong thành phố, khuynh hƣớng nƣớc tiên tiến sử dụng cáp ngầm đƣờng nhánh số lớn đƣờng nhánh phụ Thƣờng trung tính mạch nhánh đƣợc nối đất trạm phân phối, nhƣng có nối đất trung tính lặp lại Điều làm giảm chi phí xây dựng đƣờng dây giảm đƣợc phí tổn cách điện máy biến áp thiết bị khác Máy cắt đƣờng dây nhánh dùng để cắt đƣờng dây sửa chữa để bảo vệ ngắn mạch Máy cắt có trang bị rơle dịng điện để cắt đƣờng dây có ngắn mạch xảy điểm đƣờng dây nhánh Khi máy cắt mở ra, cố đƣợc giải trừ nhƣng việc cung cấp điện cho phụ tải bị gián đoạn Việc cắt điện nhƣ rõ ràng điều khơng mong muốn kéo dài khoảng thời gian sau tác động máy cắt tác động nhƣ xảy thƣờng xuyên có sấm sét hay giơng bão Do mà có thiết kế máy cắt đƣờng dây nhánh thƣờng phải xét đến việc phần lớn cố đƣờng Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang Mạng truyền tải phân phối điện -Điện áp nút 2: U2=Uđm – U12=U1 – U12 -Điện áp nút 3: U3=U2 – U23 -Điện áp nút 4: U4=U3 – U34 Ví Dụ 4-1: Đƣờng dây điện áp 110kV, dài 80km, cung cấp điện cho phụ tải công suất (15+j10) MVA Biết tham số đƣờng dây: R=26.4Ω, X=33.9Ω; B=219.10-6 (1/Ω) Xác định công suất đầu đƣờng dây điện áp cuối đƣờng dây, biết điện áp đầu đƣờng dây 116kV GIẢI: Sơ đồ thay đƣờng dây hình 4-5 S1 S' Z S'' S2 =15+j10MVA j Qc1 j Qc2 Hình 4-5 Để xác định thông số chế độ đƣờng dây cho cần phải dùng phƣơng pháp tính gần nhƣ nêu Ta lấy U2 = Uđm = 110kV tiến hành tính: -Cơng suất phản kháng nhánh điện dẫn:   -Công suất sau tổng trở Z: S’’ = -jQc2 + S2 = -j1.27 + 15 + j10 = 15+j8.73 MVA -Tổn thất công suất tổng trở Z: - Công suất đầu vào tổng trở Z: S’ = S + S’’= 0,66 + j0,85 + 15+ j8,73= 15,66 + j9,58MVA -Công suất đầu đƣờng dây: S1 = -jQc1 + S’ = -j1,27+ 15,66 + j9,58 = 15,66 + j8,3 MVA Dựa vào điện áp U1 công suất S’ xác định tổn thất điện áp đƣờng dây: Nhƣ điện áp cuối đƣờng dây: U2 = U1 - U = 116 – 6= 110kV Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang 69 Mạng truyền tải phân phối điện 4.2 Tính tốn chế độ mạng kín 4.2.1 Khái niệm chung Mạng kín mạng hộ tiêu thụ đƣợc cung cấp điện từ hai phía Mạng điện kín đơn giản đƣờng dây có hai nguồn cung cấp điện Điện áp nguồn cung cấp khác trị số góc pha Mạng kín có hai đầu cung cấp điện điện áp (hình 4-7) Ƣu điểm mạng kín độ tin cậy cung cấp điện cao, tổn thất điện áp, cơng suất, điện nhỏ Vì mạng điện kín dịng cơng suất theo đƣờng ngắn đến hộ tiêu thụ Tuy mạng kín địi hỏi chiều dài đƣờng dây lớn so với mạng điện hở khơng có dự phịng 4.2.2 Tính tốn mạng kín có mạch vịng mạng hở có hai nguồn cung cấp điện áp góc pha Việc tính tốn phân bố xác cơng suất mạng điện kín gặp nhiều khó khăn tính tốn mạng kín thƣờng dùng phƣơng pháp tính tốn gần Phƣơng pháp cho kết đủ xác với yêu cầu thực tế Khi tính theo phƣơng pháp gần phụ tải hộ tiêu thụ điện, công suất phát nhà máy điện phụ tải, cơng suất tính tốn Tức quy đổi phụ tải nút sơ đồ công suất thực phụ tải cộng với tổn thất công suất máy biến áp, công suất phản kháng nửa cuối đƣờng dây nối đến nút sinh theo điện áp định mức Khi ta có sơ đồ thay mạng điện mà đƣờng dây đƣợc thay điện trở điện kháng Tính tốn phân bố cơng suất mạng điện kín khơng xét đến tổn thất công suất đoạn đƣờng dây Lƣợng tổn thất công suất đƣợc xét đến bƣớc tính tốn tiếp theo: A I1 I5 a d Sa Sd I2 A1 I a I b I c I d I A2 Sa I4 I3 b Sb Sc Sd c Sc Sb Hình 4-6 Hình 4-7 A A I1 I3 Z1 I2 S1 B1 S1 Hình 4-8a Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Z3 Z2 S1 B2 S2 Hình 4-8b Trang 70 Mạng truyền tải phân phối điện Xét mạng điện hình 4-8a Phụ tải tính tốn nút là: S1tt = S1 + Sb1 - jQc1 -jQc2 S2tt = S2 + Sb2 - jQc2 -jQc3 Trong đó: -Qc1, Qc2, Qc3: Cơng suất phản kháng dung dẫn đoạn đƣờng dây nối với nút 1, 2, sinh -Sb1, Sb2: Tổn thất công suất trạm biến áp B1; B2 Sau quy đổi phụ tải nút ( hình 4-8b), tính chế độ mạng có đầu cung cấp điện áp đƣợc tiến hành theo phƣơng pháp gần Trƣớc hết xác định phân bố công suất mạng không xét đến tổn thất công suất đoạn đƣờng dây giá trị điện áp nút sơ đồ Xét mạng điện có hai đầu cung cấp điện điện áp (hình 4-9) c I A2 , SA2 A2 Z4 Sc I ,S b I ,S Z2 Z3 Sb A1 I A1 , SA1 a Z1 Sa Hình 4-9 Nếu chiều quy ƣớc dòng điện chạy đoạn đƣờng dây mạng điện hình vẽ Theo định luật Kirchoff II ta có: ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ Vì chƣa biết điện áp nút mạng điện, nên tính tốn chọn điện áp định mức để tính Do đó: ̇ ̇ Chọn nhân với nằm trục thực (tức ta có: Với: S2  S A1  S a * * Thay (4-2) vào (4-1) * * S A1 Z1  S2 Z  S3 Z3  S4 Z  * * * * * * * S3  S a  Sb  S A1 * * * * * S A  Sa  Sb  Sc  S A1 Thay (4-4) vào (4-3) ta xác định đƣợc SA1 * * * S ( z  z  z )  Sb ( z3  z4 )  Sc z4 S A1  a z1  z2  z3  z4 * Nếu đặt: Z = (Z1 + Z2 + Z3 + Z4) n Khi đó: * S A1  * S i 1 i Z iA Z Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang 71 Mạng truyền tải phân phối điện Tƣơng tự công suất nguồn A2: n * S A2  * S i 1 Z iA1 i Z Trong đó: ZiA1 ZiA2: Tổng trở từ phụ tải thứ i đến nguồn cung cấp A1 A2 Tƣơng tự dòng điện chạy từ A1 A2 là: n I A1  A2  i i 1 Z iA Z n I I  i 1 I i Z iA1 ) Z Do số hạng công thức dạng số phức nên để đơn giản tính tốn ta biểu diễn phƣơng trình dạng sau: Gọi Y tổng dẫn đoạn đƣờng dây ta có: Y   G  jB Z R Điện dẫn tác dụng đƣờng dây R  X 2 X B   Điện dẫn phản kháng đƣờng dây R  X  Khi ta viết biểu thức (4-6) nhƣ sau: Trong đó: G  n *  *  S i ZiA2 n n *  (G  jB ) S i Z iA2  (G  jB )  ( Pi  jQi )( RiA2  jX iA2 )  Z i 1 i 1 Khi triển khai ta có: n n n *  n    S A1  G  ( PR i iA  Qi X iA )  B  ( PX i iA  Qi RiA )   j  G  ( PX i iA  Qi RiA )  B  ( PR i iA  Qi X iA )  i 1 i 1 i 1  i 1    S A1  i 1 Từ rút ra: n n   PA1  G  ( Pi RiA  Qi X iA )  B  ( Pi X iA  Qi RiA )  i 1 i 1   n n   QA1   G  ( Pi X iA  Qi RiA )  B  ( Pi RiA  Qi X iA )  i 1 i 1   Để đơn giản ta đặt: n n i 1 i 1 M   ( PR i iA  Qi X iA ); N   ( Pi X iA  Qi RiA ) Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang 72 Mạng truyền tải phân phối điện Từ ta có: PA1  G M  B N   QA1  G N  B M  Công thức (4-10) cho phép xác định đƣợc phân bố công suất mạng điện theo tính tốn số học Biết phân bố công suất SA1, SA2 ta xác định đƣợc điểm phân bố công suất mạng điện Điểm phân bố công suất điểm phụ tải nhận công suất từ hai phía đến Điểm phân bố cơng suất hai điểm: Điểm phân bố công suất tác dụng (ký hiệu ) điểm phân bố công suất phản kháng (ký hiệu ) điểm chung (ký hiệu ) Điện áp điểm phân bố công suất có giá trị thấp mạng Khi biết điểm phân bố cơng suất tách mạng làm phần tiến hành tính tốn nhƣ mạng hở sở dịng cơng suất tính điện áp nguồn cung cấp Khi có hai điểm phân bố công suất ta tách mạng điểm phân bố công suất tác dụng Ví Dụ 4-2: Hai trạm biến áp a b nhận điện từ hai trạm biến áp khu vực A va B đƣờng dây điện áp 110kV Dây dẫn bố trí mặt phẳng nằm ngang, khoảng cách pha 4m Các số liệu đƣờng dây phụ tải tính tốn hình 4-10 Cả trạm biến áp khu vực A B có điện áp 112kV Xác định phân bố công suất mạng điện A 30km a AC-120 b 30km 40km AC-95 25+j20MVA B AC-95 15+j12MVA GIẢI: Theo PL1 ta tra đƣợc: -Dây AC-120 có r0 = 0.27 Ω/km; x0 = 0.423Ω/km; -Dây AC-95 có r0 = 0.33 Ω/km; x0 = 0.429Ω/km; Tổng trở đoạn đƣờng dây nhƣ sau: -Đoạn Aa: R1=8,1Ω; X1=12,69Ω; -Đoạn ab: R2=9,9Ω; X2=12,87Ω; -Đoạn bB: R3=13,2Ω; X3=17,16Ω; -Đoạn AB: RAB=31,2Ω; XAB=42,72Ω; Tổng dẫn toàn đƣờng dây là: -Điện dẫn tác dụng đƣờng dây: GAB  RAB 31,   0, 0111 2 R  X AB  31,  42, 72 AB Điện dẫn phản kháng đƣờng dây: BAB  X AB 42, 72   0, 0152 2 R  X AB 31,  42, 72  AB -Công suất tác dụng từ nguồn A cung cấp là: n n   PAB  GAB  ( PR i iA  Qi X iA )  BAB  ( Pi X iA  Qi RiA )  i 1 i 1   =0,0111.[15.13,2+12.17,16+25.(9,9+13,2)+20(12,87+17,16)]+0.0152[15.17.1612.13,2+25(12.87+17,16)-20(9,9+13,20)]=23,48MW - Công suất phản kháng từ nguồn A cung cấp là: Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang 73 Mạng truyền tải phân phối điện n n   = QAa   GAB  ( Pi X iA2  Qi RiA2 )  BAB  ( PR i iA  Qi X iA )  i 1 i 1   -0,0111.[15.17,16 -12.13,2 +25 (12,87+17,16) - 20.(9,9+13,2)] + 0,0152 [15.13,2 + 12.17,6 +25.(9,9+13,2)+20.(12,87+17,16)]= 19,85MVAr -Tƣơng tự xác định đƣợc công suất nguồn B cung cấp: PBb = 16,52 MW, QBb = 12,15 MVAR -Công suất từ b đến a là: Sba = SBb-Sb = (16,52 + j12,15) - (15 + j12) = 1,52 + j0,15 MVA Kết tính tốn cho thấy điểm a điểm phân bố công suất A a 23,48+j19,8 b 1,52+j0,15 25+j20MVA B 16,52+j12,1 15+j12MVA Hình 4-10 4.2.3 Tính tốn mạng điện có đầu cung cấp điện áp khác Xét mạng điện nhƣ hình (4-11) có hai đầu cung cấp điện áp khác góc pha modul Giả sử điện áp UA1>UA2 chiều dịng điện quy ƣớc nhƣ hình vẽ: A1 I a Z1 I2 b I3 A2 A1 I'1 Z2 Z3 U A1 Z Ib a Ic I'2 b I'3 A Z2 Z U A2 Ib Ic I cb A1 U A1 A2 UA2 Z Hình 4-11 Theo định luật Kirchoff II ta có phƣơng trình cân áp pha: U A1  U A2  I1 Z1  I Z  I3 Z3 Ta biết : I  I1  I b I  I c  I  I c  I1  I b Thay giá trị I I vào biểu thức ta có: U A1  U A  I1 Z1  ( I1  I b ).Z  ( I b  I c  I1 ).Z  I1 ( Z1  Z  Z )  I b ( Z  Z )  I c Z Từ ta có: I ( Z  Z3 )  I c Z3 U A1  U A2 I1   b Z1  Z  Z3 Z1  Z  Z3 So sánh với giá trị dịng điện tính theo biểu thức (4-8) ta thấy có thêm thành phần: Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang 74 Mạng truyền tải phân phối điện U A1  U A Z1  Z  Z Thành phần lớn hay nhỏ tùy thuộc vào chênh lệch điện áp nguồn tổng trở đƣờng dây, không phụ thuộc phụ tải, chúng đƣợc gọi thành phần cân (cơng suất hay dịng điện cân bằng) Tƣơng tự nhận đƣợc giá trị dòng điện I : (U A1  U A2 ) I c ( Z1  Z )  I b Z1 I3   Z1  Z  Z3 Z1  Z  Z3 Nếu biểu diễn theo công suất ta có: * * S A1b S A 2c * * * * 3U A1 (U A1  U A2 ) S b ( Z3  Z )  S c Z  3U A1 I1   Z Z * * * 3U A2 (U A2  U A1 ) S b Z1  S c ( Z1  Z )   Z Z Hay: S A1b  * * 3U A1 (U A1  U A2 ) *  * S A 2c  * * Z * Sb ( Z  Z )  S c Z Z * * Z * 3U A (U A  U A1 )  * * * Sc ( Z1  Z )  Sb Z1 * Z Hoặc tính tốn phân bố cơng suất mạng điện kín có hai đầu cung cấp điện áp khác phƣơng pháp xếp chồng điện áp chế độ: -Chế độ I: UA1 = UA2 đƣờng dây có tải -Chế độ II: UA1≠ UA2 đƣờng dây không tải Chế độ I: Sự phân bố dịng cơng suất UA1 = UA2 đƣợc xác định theo công thức (4-6) đến (4-9) dịng điện tìm đƣợc chế độ cho hình 4-11 Chế độ II: UA1≠ UA2 nên có dòng cân chạy qua, dòng chạy từ điện áp cao đến điện áp thấp Icb phụ thuộc vào điện áp hai đầu cung cấp tổng trở đƣờng dây (không phụ thuộc phụ tải) I cb U  U A2  A1 Z Hay: * Scb  I cb U p Khi tính gần lấy điện áp Up = Upđm Khi xếp chồng chế độ ta có phân bố dòng mạng điện cho: Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang 75 Mạng truyền tải phân phối điện I A1  I A'  I cb I A  I A'  I cb I  I 2'  I cb Hay: S A1  S A'  S cb S A2  S ' A2  S cb S  S 2'  Scb Vậy công thức tổng quát để xác định phân bố dòng điện chạy đoạn đƣờng dây từ hai đầu cung cấp điện A1 A2 là: n * 3U A1 (U A1  U A2 ) S A1  *  i 1 * Z Z n S A2  * * 3U A2 (U A2  U A1 ) *  U A1  U A  Z i 1 I A2 iA1 *  Ii ZiA2 i 1 Z n I i Z iA1 U A2  U A1  i 1   Z Z i Z n I A1  * S Z Z *  Si ZiA2 * Trong cần ý điện áp U điện áp pha 4.2.4 Một số trƣờng hợp đặc biệt Ở xét số trƣờng hợp đặc biệt đƣờng dây mạng điện kín có hai đầu điện áp giống nhau, cịn điện áp khác phân bố cơng suất ( dòng điện) cần cộng thêm thành phần cân 4.2.4.1 Mạng điện đồng Nếu nhƣ mạng điện mà có tỷ số điện kháng điện trở tất đoạn dây mạng điện nhƣ gọi mạng điện đồng nhất, tỷ số xm  const rm Có thể viết lại biểu thức (4-6) nhƣ sau: Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang 76 Mạng truyền tải phân phối điện n S A1  n  Si ZiA2  i 1 i 1 R  jX  Z n  iA i  j R S A2  X iA2 ) RiA RiA2  X (1  j ) R R i 1 n  Si RiA2 i 1 R Q R i i 1 iA R n   Si (1  j n  PR i 1 n  Si ( RiA2  jX iA2 ) n  Pi RiA1  j i 1 R Q R i i 1 iA1 R Nếu mạng đồng tất đoạn đƣờng dây có tiết diện thì: n n S A1  PA1  jQA1   Pri 0liA2 j r0l  Qi r0liA2 i 1 r0l S A2  PA2  jQA2  l   Pli iA2 l j Q l i 1 i iA l n n  Pli iA1 n n j Q l i iA1 i 1 l Điều có nghĩa là: Sự phân bố công suất tỷ lệ với chiều dài đoạn đƣờng dây (l - tổng chiều dài toàn đƣờng dây) Từ biểu thức (4-19) ta thấy: Trong mạng điện đồng nhất, phân bố công suất tác dụng cơng suất phản kháng độc lập nhau, xem nhƣ mạng tải cống suất tác dụng mạng tải cơng suất phản kháng Phân tích nhƣ khối lƣợng tính tốn giảm đáng kể Nếu phụ tải mạng điện đồng có trị số cosφ (hệ số cơng suất) cần xác định phân bố công suất tác dụng cơng suất tồn phần đủ (tức P S) Cần ý rằng: Một mạng địện mà dây dẫn tất đoạn có tiết diện chƣa thể nói mạng điện đồng nhất, phải xem điện kháng đơn vị chiều dài tất đoạn mạng điệ có giống khơng Với mạng điện khơng đồng ta có biến thành mạng điện đồng phƣơng pháp nhân tạo 4.2.4.2 Tính tốn mạng điện không xét đến điện kháng đường dây Trong thực tế tính tốn có số trƣờng hợp để đơn giản ngƣời ta bỏ qua điện kháng đƣờng dây ( tức Xm=0) Ví dụ nhƣ tính tốn mạng điện hạ áp Lúc công thức (4-6) đƣợc viết: n n S A1   PR i iA R  j S A2  R iA i i 1 R n n  PR i iA1 Q R j Q R i 1 i iA1 R Do tính tốn mạng điện tiến hành nhƣ mạng điện đồng Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang 77 Mạng truyền tải phân phối điện Ví dụ 4-3: Hai phụ tải b c đƣợc cấp điện từ nguồn A mạng kín Tồn mạng dùng dây dẫn AC-120; dây dẫn đƣợc bố trí mặt phẳng ngang với khoảng cách pha Drb=3,5m Điện áp tải điện Uđm=35kV Trị số vị trí phụ tải cho hình 4-12 Tìm điểm có điện áp thấp mạng GIẢI: Đây mạng điện kín đồng nhất, theo cơng thức (4-19) ta có: n PAc  p L m im L  10.12  11.8  10, 4MW 88 n q L m im QAc  L  10.12  4.8  7, 6MVAr 88 A A 8km 8km b b 4km 10+j10MVA 11+j4MVA Hình 4-12a Vậy SAc=10,4+j7,6 MVA 10,6+j6,4MVA 10,4+j7,6MVA b b 0,4-j2,4MVA 11+j4MVA 10+j10MVA Hình 4-12b n PAb  p L m im L  10.12  11.12  10,6MW 88 n QAb  q m Lim L  10.12  4.12  6, 4MVAr 88 Vậy SAb = 10,6 + j6,4 MVA Dịng cơng suất đoạn cb là: Scb = SAc – Sc = ( 10,4 +j7,6) – (10 +j10) = 0,4 – j2,4 MVA Căn theo phụ tải công suất chạy đƣờng dây (hình 4-12b) điểm phân bố công suất tác dụng mạng điện điểm b, cịn điểm phân bố cơng suất phản kháng điểm c Với dây AC-120 Dtb = 3,5m ta tra đƣợc r0 = 0,27Ω/km x0=0,4Ω/km Tổn thất điện áp từ A đến b là: Tổn thất điện áp từ A đến c là: Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang 78 Mạng truyền tải phân phối điện Qua tính tốn ta thấy điểm c có điện áp thấp mạng điện 4.2.5 Tính tốn mạng điện kín có xét đến tổn thất cơng suất 4.2.5.1 Tính tốn phân bố cơng suất Các tính tốn phân bố cơng suất mạng điện kín vừa trình bày mục tính gần đúng, chƣa xét đến tổn thất công suất đƣờng dây Ở mục trình bày phƣơng pháp tính tốn phân bố cơng suất mạng điện kín có xét đến tổn thất công suất Trong thực tế mạng điện khu vực có đƣờng dây tƣơng đối dài truyền tải công suất lớn nên bỏ qua lƣợng cơng suất tổn thất Xét mạng điện hình 4-13 S1 A1 S'1 S2 a Z1 S''1 S'2 Z2 S''2 Sa S3 b S''3 Z3 S'13 Sb Hình 4-13 Giả sử bƣớc tính gần ta đƣợc dịng cơng suất ̇ , ̇ , ̇ xác định đƣợc điểm b điểm phân bố công suất Ký hiệu ̇ ” ̇ tính tốn xác, tức có xét đến tổn thất cống suất kết phù hợp tổng chúng là: Sb  S2"  S3"  S2 S Tổn thất công suất đoạn là:   S" P2    Ub       r2      S" Q2    Ub       x2    Công suất đầu đoạn là: S2'  S2"  S2  S2"  P2  jQ2  Công suất cuối đoạn là: S1"  S2'  Sa Tổn thất công suất đoạn là: Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang 79 Mạng truyền tải phân phối điện   S" P1    Ua       r1      S" Q1    Ua       x1    Vậy công suất đầu đoạn là: S1'  S1"  S1  S1"  P1  jQ1  Tƣơng tự, tính phân bố cơng suất cho đoạn ta có: Tổn thất cơng suất đoạn là:   S" P3    Ub       r3      S" Q3    Ub   Vậy công suất đầu đoạn là:     x3    S3'  S3"  S3  S3"  P3  jQ3  Khi tính tốn, điện áp điểm phân bố công suất b điểm a chƣa biết, cách gần lấy điện áp định mức đƣờng dây Uđm để tính Sai số nhận đƣợc không lớn lắm, kết cho phép dùng đƣợc 4.2.5.2 Tính tốn điện áp nút Tổn thất điện áp đoạn đƣờng dây mạng điện kín đƣợc tính theo cơng thức biết: ΔU= Pr+Qx U Trong đó: - P,Q- cơng suất tác dụng phản kháng chạy đoạn đƣờng dây cần tính tổn thất điện áp; - r,x : Điện trở tác dụng điện kháng đoạn đƣờng dây Khi tính gần (nghĩa chƣa kể đến tổn thất cơng suất đƣờng dây) trị số điện áp U lấy trị số điện áp định mức mạng điện để tính, cịn tính xác điện áp cơng suất đoạn đƣờng dây phải lấy điện áp cuối đoạn Ví dụ tính ΔU đoạn (hình 4-13) phải lấy điện áp điểm a, tức Ua a/Trƣờng hợp mạng kín có điểm phân bố công suất (tức điểm phân bố công suất tác dụng phản kháng trùng nhau), ví dụ điểm b hình 4-13, điểm b có điện áp thấp mạng Nếu nhƣ UA1 = UA2 ΔUA1b = ΔUA2b, tức là: Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang 80 Mạng truyền tải phân phối điện P r +Q3 x P1.r1 +Q1.x1 +P2 r2 +Q2 x = 3 U dm U dm Nếu UA1≠UA2 ΔUA1b≠ΔUA2b giá trị là: ΔUA1b -ΔUA2b =UA1 -UA2 b/ Trƣờng hợp mạng kín có điểm phân bố công suất (tức điểm phân bố công suất tác dụng phản kháng khơng trùng nhau) chƣa thể nói điểm có điện áp thấp nhất, mà phải tính tổn thất điện áp từ nguồn đến điểm phân bố công suất so sánh với xác định đƣợc (Xem ví dụ 4-3) c/ Trong trƣờng hợp mạng điện kín có phân nhánh ( hình 4-14) chƣa thể kết luận đƣợc điểm có điện áp thấp mạng Vì mạng A1abA2 b điểm phân bố cơng suất, nhƣng chƣa điện áp thấp điện áp c, tức phải tính tốn lần lƣợt ΔU từ nguồn đến b từ nguồn đến c so sánh kết luận đƣợc Sa A1 S'1 S1 a S2 Z1 b Z2 Z4 c S4 S3 A2 Z3 Sb Sc Hình 4-14: Mạng điện kín có phân nhánh 4.2.6 Khái niệm vè tính tốn mạng điện kín phức tạp Xác định phân bố cơng suất mạng điện kín phức tạp khó khăn nhiều so với mạng điện kín đơn giản khối lƣợng tính tốn lớn Nếu biết đƣợc phân bố cơng suất tính tốn cịn lại nhƣ lựa chọn tiết diện dây dẫn xác định tổn thất công suất điện áp… không khác với điều trình bày mạng điện kín đơn giản Nếu số mạch vịng kín mạng điện phức tạp (3 đến vịng) dùng phƣơng pháp biến đổi mạng điện gồm phƣơng pháp nhƣ: chuyển dịch phụ tải, ghép song song đƣờng dây, biến đổi sơ đồ hình “sao” thành sơ đồ hình “tam giác” ngƣợc lại… Bằng phƣơng pháp ta biến mạng điện kín phức tạp thành mạng điện kín đơn giản: đƣờng dây có hai đầu cấp điện Sau tìm đƣợc phân bố cống suất đƣờng đó, ta lại biến đổi trở mạng điện cũ, đồng thời phân bố cơng suất tìm đƣợc đƣờng dây mạng điện Đối với mạng điện có nhiều mạch vịng kín phƣơng pháp cồng kềnh Từ “ Giáo trình Cơ sở kỹ thuật điện” ta biết phƣơng pháp phƣơng trình mạch vòng dựa định luật Kichoff Đối với mạng điện kín, lập hệ phƣơng trình tƣơng ứng với số công suất chƣa biết đoạn đƣờng dây mạng điện Giải hệ phƣơng trình ta nhận đƣợc kết quả, có thời gian Với mạng điện có sơ đồ phức tạp, ngƣời ta dùng mơ hình tính tốn mạng điện chiều xoay chiều Ngày nay, việc sử dụng cơng cụ tốn học nhƣ lý thuyết Graph, phƣơng pháp tính … với hỗ trợ máy tính điện tử vào tính tốn mạng điện giúp ta giải nhanh chóng tốn tính tốn chế độ mạng điện phức tạp Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang 81 Mạng truyền tải phân phối điện 4.3 Bài tập Bài 1: Cho mạng điện nhƣ hình vẽ 1: 65km S1 S3 =26+j12,5MVA 6xAC-70 2xTDH16000/110 Hình Đƣờng dây mạch điện áp 110kV, chiều dài 65km, cung cấp điện cho trạm hạ áp có MBA kiểu TDH16000/110 Phụ tải lớn trạm S3=26+j12,5(MVA) Dây dẫn AC-70, khoảng cách trung bình hình học dây dẫn pha 5m Điện áp đầu đƣờng dây U1=121(kV) Tính thơng số chế độ mạng điện Bài 2: Mạng điện 10kV cung cấp điện từ nguồn A cho phụ tải nhƣ hình vẽ Tồn mạng điện dùng dây AC-95 có Dtb=1m Tính độ sụt áp lớn mạng điện lúc bình thƣờng cố (U) Biết: S1=3+j2(MVA), S2=1+j1(MVA), S3=2+j2(MVA), S4=1+j1(MVA) LA1=1(km), L12=2(km), L23=1(km), L3A=2(km), L14=1(km) A A S4 S1 S3 S2 Hình Bài 3: Mạng điện 110kV có cấu trúc mạch vịng với dây dẫn đƣợc làm loại AC240 nhƣ hình vẽ 3, chiều dài đoạn công suất điểm tải đƣợc cho bảng sau: Hãy xác định dòng công suất đoạn đƣờng dây không xét đến tổn thất công suất xác định điểm phân bố công suất mạng điện Đoạn L(km) Điểm tải S(MVA) cos A1-B 67,3 13,4 0,82 Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một B-C 48,6 9,5 0,83 C-D 59,7 23,7 0,85 A2-D 88,4 28,6 0,8 Trang 82 Mạng truyền tải phân phối điện ~A S4 S1 D B S2 C S3 Hình Bài 4: Mạng điện 110kV cung cấp điện cho phụ tải từ nhà máy A nhƣ hình vẽ Hãy tính: a.Dịng cơng suất mạng điện không xét đến tổn thất công suất xác định điểm phân bố công suất b.Điện áp nút c.Tổn thất điện áp lớn mạng điện 30km AC-240 35+j30MVA A 20km AC-120 50km AC-150 40+j30MVA Hình Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang 83 ... phép 10 5 5.3.2 Khả tải dây dẫn, dẫn cáp 10 6 5.4 BÀI TẬP 10 9 CHƢƠNG 6: ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN 11 1 6 .1 Khái niệm 11 1 6 .1. 1.Yêu cầu cao (khác thƣờng) 11 1 6 .1. 2 Yêu cầu thƣờng 11 2 6.2... AC DC 17 3 9.9 Các dự kiến tƣơng lai 17 4 TÀI LIỆU THAM KHẢO 17 6 Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang Mạng truyền tải phân phối điện LỜI NÓI ĐẦU Sách hƣớng dẫn học tập: ? ?Mạng truyền tải phân phối điện? ??... 13 7 7.5 Nâng cao điện áp mạng điện 13 8 7.6 Tối ƣu hóa chế độ mạng điện không đồng 14 0 Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang Mạng truyền tải phân phối điện 7.6 .1 Sự phân bố kinh tế công suất mạng điện