1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

Bài tập cung cấp điện

10 3,5K 116

Đang tải... (xem toàn văn)

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 10
Dung lượng 292,56 KB

Nội dung

DẠNG I Về tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện.. tổn thất công suất trên đường dây và trong máy biết áp cho phép tính gần đúng với U dm ở mọi vị trí của lưới.. công s

Trang 1

CÁC DẠNG BÀI TẬP CUNG CẤP ĐIỆN

.

DẠNG I Về tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện.

Bài tập 1:

1 Hãy xác định công suất đầu vào của trạm S 1 Biết điện áp định mức của trạm biến áp là 35/

10 kV (Hình vẽ 1) Toàn bộ đường dây của mạng dùng loại dây AC-95 ( r 0 = 0,37 / km; x 0 = 0,35 /km), chiều dài tiết diện đường dây cho trên hình vẽ (tổn thất công suất trên đường dây và trong máy biết áp cho phép tính gần đúng với U dm ở mọi vị trí của lưới).

Yêu cầu xác định chi tiết:

Tổng công suất tại thanh hạ áp của trạm S 2 = ? (công suất của tất cả các phụ tải cùng tổn thất công suất trên đường dây).

Công suất đầu vào của trạm S 1 = ? (tức S 2 cùng tổn thất công suất trong máy biến áp)

Giải:

Đoạn 2-5 thay bằng 2-5’ (l 25’ = l 25 /3) và S 5 = (0,6+j0,5)x2000 = 1200+j1000 kVA.

Z 25’ = 1/3.(r 0 l 25’ +jx 0 l 25’ ) = 1/3(0,37x2 +j0,35x2) = 0,246 + j0,233 .

Z 23 = r 0 l 23 +jx 0 l 23 = 0,37x1 +j0,35x1 = 0,37 + j 0,35 .

Z 34 = r 0 l 34 +jx 0 l 34 = 0,37x1 +j 0,35x1 = 0,37 + j 0,35 .

34

.

S

= (S 4 /U) 2 Z 34’ =

) 35 , 0 37 , 0 ( , 10

700 800

2

2 2

j

+





= 11 300.(0,37+j0,35) = 4 181 + j 3 955 VA = 4,181 + j3,955 kVA

.

'

34

S

=

.

4

S

+

.

34

S

= 800 + j700 + 4,181 + j 3,955 kVA = 804,181 + j703,955 kVA.

.

"

23

S

=

.

3

S

+

' 34

S

= 1000 + j 950 + 804,181 + j 703,955 = 1804,181 + j 1653,955 kVA.

.

23

S

=(S” 23 /U) 2 Z 23 =

) 35 , 0 37 , 0 (

10

955 , 1653 181

, 1804

2

2 2

j

+





=59 905,81.(0,37+j0,35) = 22 166,14 + j20 967,03 VA = 22,166 +j 20,967 kVA

.

'

23

S

=

.

"

23

S

+

.

23

S

= 1804,181 + j 1653,955 + 22,166 + j 20,967 = 1826,347 +j 1674,922.

.

25

S

= (S” /U) 2 Z =

) 233 , 0 246 , 0 (

10

1000 1200

2

2 2

j

+





= 24400.(0,246+j0,233)

.

3

S

= 1000 + j950 kVA; τ3 =3000 h

4

.

S = 800 + j700 kVA; τ4 =2800 h

5

.

S = 600+j500 VA/m; τ5 =3000 h

S dmB = 2500 kVA; U dmB = 35/10 kV.

P 0 = 2,42 kW; P N = 19,3 kW.

u N % = 6,5 %; i 0 % = 1%; C = 1000đ/kWh

2

5

AC-95

1 km

1 km

AC-95

2 km

Σ

1

.

S

.

3

S

.

4

S

Hình vẽ 1

Trang 2

= 6002,4 + j 5685 VA = 6,002 + j5,685 kVA.

.

'

25

S

5

.

S

S + ∆

= 1200 + j 1000 + 6,002 + j5,685 = 1206,002 + j1005,685 kVA Công suất tổng hạ áp của trạm:

.

S

=

.

'

23

S

+

' 25

S = 1826,347 + j1674,922 + 1206,002 + j1005,685 = 3032,349 + j 2680,607 kVA = 3,032 + j2,680 MVA.

Công suất đầu vào

S =

S +

.

B

S

∆ .

B

S

=

.

fe

S

+

.

cu

S

∆ .

fe

S

= P fe +jQ fe = n.P 0 +j 100

%

2i0 S dm

= 2x2,42 +j 100

2500 1

2 x x

= 4,84 +j50 kVA

( )

=

2500 2

10 3 , 19 10 2

2

2 3

2 2

x

x xS

U P R

dm

dm Cudm B

=

2500 2

10 5 , 6 10 2

x x

xS

U u X

dm

dm N B

.

3 2

2 2

3 2

2 2

2

2 2 2

2

2

.

10 3 , 1 10

6 , 2680 34

, 3032 10

154 , 0 10

6 , 2680 34

, 3032





 +





=

U

S j R U

S

25,226 + j212,949 kVA

.

B

S

=

.

fe

S

+

.

cu

S

= 4,84+j50 + 25,226 + j212,949 = 30,066 + j 262,949 kVA

.

S =

.

S +

.

B

S

= 3032,34 + j 2680,6 + 25,226 + j212,94 = 3057,56 + j 2893,54 kVA

Bài tập 2:

2 Hãy xác định tổn thất điện năng trên đường dây và trong trạm biến áp của lưới điện như

(Hình vẽ 1) Xác định tiền tổn thất điện trong 1 năm của toàn hệ thống Biết điện áp định mức

của trạm biến áp là 35/10 kV Toàn bộ đường dây của mạng dùng loại dây AC-95 ( r 0 = 0,37 /km; x 0 = 0,35 /km), chiều dài cho trên hình vẽ Đoạn dây 2-5 có phụ tải

phân bố đều với mật độ 600+j500 VA/m (tổn thất công suất trên đường dây và trong máy biết áp

cho phép tính gần đúng với U dm ở mọi vị trí của lưới).

3

S

= 1000 + j950 kVA; τ3 =3000 h

4

.

S = 800 + j700 kVA; τ4 =2800 h

5

.

S = 600+j500 VA/m; τ5 =3000 h

S dmB = 2500 kVA; U dmB = 35/10 kV.

P 0 = 2,42 kW; P N = 19,3 kW.

u % = 6,5 %; i % = 1%; C = 1000đ/kWh

2

5

AC-95

1 km

1 km

AC-95

2 km

Σ

1

.

S

.

3

S

.

4

S

Hình vẽ 1

Trang 3

Tổng tổn thất điện năng trên đường dây lưới 10 kV A dd = ?.

Tổng công suất hạ áp của trạm

S = ? (tổng phụ tải cùng tổng tổn thất trên đường dây).

Tổn thất điện năng trong 1 năm của trạm biến áp A tram = ?.

Tiền tổn thất toàn hệ thống trong 1 năm CA = ?

Giải:

Đoạn 2-5 thay bằng 2-5’ (l 25’ = l 25 /3) và S 5 = (0,6+j0,5)x2000 = 1200+j1000 kVA.

Z 25’ = 1/3.(r 0 l 25’ +jx 0 l 25’ ) = 1/3(0,37x2 +j0,35x2) = 0,246 + j0,233 .

Z 23 = r 0 l 23 +jx 0 l 23 = 0,37x1 +j0,35x1 = 0,37 + j 0,35 .

Z 34 = r 0 l 25 +jx 0 l 25 = 0,37x1 +j 0,35x1 = 0,37 + j 0,35 .

34

.

S

= (S 4 /U) 2 Z 34’ =

) 35 , 0 37 , 0 ( , 10

700 800

2

2 2

j

+





= 11 300.(0,37+j0,35) = 4 181 + j 3 955 VA = 4,181 + j3,955 kVA

.

'

34

S

=

.

4

S

+

.

34

S

= 800 + j700 + 4,181 + j 3,955 kVA = 804,181 + j703,955 kVA.

.

"

23

S

=

.

3

S

+

.

'

34

S

= 1000 + j 950 + 804,181 + j 703,955 = 1804,181 + j 1653,955 kVA.

.

23

S

=(S” 23 /U) 2 Z 23 =

) 35 , 0 37 , 0 (

10

955 , 1653 181

, 1804

2

2 2

j

+





=59 905,81.(0,37+j0,35) = 22 166,14 + j20 967,03 VA = 22,166 +j 20,967 kVA

.

'

23

S

=

.

"

23

S

+

.

23

S

= 1804,181 + j 1653,955 + 22,166 + j 20,967 = 1826,347 +j 1674,922.

.

25

S

= (S” 25 /U) 2 Z 25’ =

) 233 , 0 246 , 0 (

10

1000 1200

2

2 2

j

+





= 24400.(0,246+j0,233) = 6002,4 + j 5685 VA = 6,002 + j5,685 kVA.

.

'

25

S

.

5

.

S

S + ∆

= 1200 + j 1000 + 6,002 + j5,685 = 1206,002 + j1005,685 kVA Công suất tổng hạ áp của trạm:

.

S

=

.

'

23

S

+

' 25

S = 1826,347 + j1674,922 + 1206,002 + j1005,685 = 3032,349 + j 2680,607 kVA = 3,032 + j2,680 MVA.

Tổn thất điện năng trên đường dây:

A dd = A 34 + A 23 + A 25 = P 34 τ4 + P 23 τ34 + P 25 τ5

2800 800 3000 1000

.

4 3

4 4 3

3

+

+

= +

P

P

P

P τ τ

= 2911 giờ.

A dd = 4,181x2800+22,166x2911+6,002x3000= 11706 + 64525 + 18018 = 94 249 kWh/năm.

A = n.

0

P

.8760 +

n

1

TB dmB N

S

S

P τ

2 2





Trang 4

τTB = 1000 800 1200

3000 1200 2800

800 3000 1000

.

5 4 3

5 5 4 4 3

3

+ +

+ +

= +

+

+

P P P

P P

= 2946 giờ.

A tram = 2x2,42x8760 + 0,5x19,3x

2946 2500

6 , 2680 34

, 3032

2

2 2

x

+

= 42 398 + 74 509

=116 907 kWh/năm

A HT = A dd + A tram = 94 249 + 116 907 = 211 156 kWh/năm.

CA = A HT C = 211 156 x 1000 = 211 156 000 đồng.

DẠNG II bài tập về tổn thất công suất và điện năng trong trạm biến áp

Bài tập 1

1 Hãy xác định tổn thất điện năng và chi phí về tổn thất điện năng trong 1 năm của trạm biến áp theo 2 trường hợp Các thông số kỹ thuật của máy biến áp cho bên dưới.

Xác định tổn thất điện năng và chi phí về tổn thất điện năng trong một năm của trạm theo

đồ thị phụ tải dưới Biết rằng trạm thực hiện vận hàng kinh tế.

Xác định tổn thất điện năng và chi phí về tổn thất điện trong một năm của trạm theo phụ tải cực đại và τ Biết rằng phụ tải của trạm cho bằng S max = 3 700 kVA và τ = 2550 giờ/ năm, (trạm luôn vận hành 2 máy).

Yêu cầu xác định chi tiết:

+ Công suất giới hạn S gh = ? kVA.

+ Tổn thất điện năng của trạm (trượng hợp 1) A tram1 = ? kWh/năm.

+ Tiền tổn thất điện năng của trạm (tr hợp 1) CA1 = ? đồng năm.

+ Tổn thất điện năng của trạm (trượng hợp 2) A tram2 = ? kWh/năm.

+ Tiền tổn thất điện năng của trạm (tr hợp 2) CA2 = ? đồng năm.

Đáp án:

S gh = 1385,64 kVA.

A tram1 = 252 945,5 kWh/năm.

CA1 = 303 534 600 đồng/năm

A tram2 = 433 191 kWh/năm.

CA2 = 519 829 200 đồng/năm

Giải:

Mốc thời gian t 1 = 2500 giờ; t 2 = 3000 giờ; t 3 = 3260 giờ.

Trạm vận hành kinh tế:

) 1 1 (

1 20

8 , 4 2000 )

1 (

.

P

P S

S

N dm gh

=1385,64 kVA.

Điều này có nghĩa là nếu phụ tải vượt mức 1385 kVA thì nên vận hành 2 máy biến áp và ngược lại Số máy vận hành tại các thời điển t ; t ; t là: n = 2; n = 2; n =1

S dmB = 2000 kVA; U dm = 35/10 kV

P 0 = 4,8 kW; I 0 % = 1,5 %

P N = 20 kW; u N % = 6 %

C = 1200 đ/kWh

0 2500 5500 8760 t [h]

S [kVA]

3700 2900 1100

S 1

S 2

S 3

S

Trang 5

3 3 2

2 1

1 3

0 2

1 0

1

1

2

1

2

1 1 ) (

.

S

S P t

S

S P t

S

S P t

P t

t P A

dm N dm

N dm

N

3260 2000

1100 20 3000 2000

2900 20 2

1 2500 2000

3700 20 2

1 3260 8 , 4 ) 3000 2500

.(

8

,

4

2

2 2

2

 +

 +

 + +

+

= 252 945,50 kWh/năm.

CA1 = A tram1 xC = 252 945,5 x 1200 = 303 534 600 đồng/năm

Trạm chỉ vận hành 2 máy với S max = 3700 kVA và τ = 2550 giờ:

2550 2000

3700 20

5 , 0 8760 8 , 4 2

2

1 8760 2

2 2

max 0

S

S P P

A

dm N

 +

=





∆ +

=

=

= 2*4.8*8760+0.5*20*(3700/2000)^2*2550

= 171 369,75 kWh/năm.

CA2 = A tram2 .C = 433 191x1200 = 205 643 700 đồng/năm.

Bài tập 2

2 Hãy xác định tổn thất điện năng trong 1 năm của trạm biến áp Biết rằng đồ thị phụ tải của trạm như hình vẽ, việc đóng cắt được chủ động thông qua các máy cắt điện Trong trạm có 2 máy biến áp có các thông số kỹ thuật như sau:

Xác định tổn thất điện năng trong một năm của trạm, khi trạm vận hành:

+ luôn vận hành 1 máy.

+ luôn vận hành 2 máy.

+ thực hiện vận hành kinh tế.

Xác định chi phí tổn thất điện năng (tiền tổn thất điện năng) tương ứng với từng cách vận hành.

Đáp số:

A trạm1 = 408 284,73 kWh/năm.; CA1 = 408 284 730 đồng/năm

A tram2 = 293 484,37 kWh/năm ; CA2 = 293 484 370 đồng/năm.

A tram3 = 292 793,58 kWh/năm ; CA3 = 292 793 580 đồng/năm.

Giải:

Trạm chỉ vận hành 1 máy: t 1 = 2500 giờ; t 2 = 3000 giờ; t 3 = 3260 giờ.

3

2 3 2

2 2 1

2 1 0

S

S P t S

S P t S

S P P

A

dm N dm

N dm

N tram = ∆ + ∆     + ∆     + ∆    

S dmB = 3150 kVA; U dm = 35/10 kV

P 0 = 6,8 kW; I 0 % = 1,3 %

P N = 27 kW; u N % = 7 %

C = 1000 đ/kWh

0 2500 5500 8760 t [h]

S [kVA]

5500 3500 2200

S 1

S 2

S 3

S

Trang 6

3260 3150

2200 27

3000 3150

3500 27

2500 3150

5500 27

8760

8

,

 +

 +

 +

= 408 284,73 kWh/năm

CA1 = A tram1 C = 408 284,73x 1000 = 408 284 730 đồng/năm

Trạm chỉ vận hành 2 máy:

3

2 3 2

2 2 1

2 1 0

2

1

2

1

2

1 8760

S

S P t

S

S P t

S

S P P

A

dm N dm

N dm

N

=

3260 3150

2200 27

5 , 0 3000 3150

3500 27

5 , 0 2500 3150

5500 27

5 , 0 8760

8

,

6

2

2 2

2

x x

x x

x x x

x x x

 +

 +

 +

= 293 484,37 kWh/năm CA2 = 293 484 370 đồng/năm

Trạm vận hành kinh tế:

) 1 1 (

1 27

8 , 6 3150 )

1 (

.

P

P S

S

N dm

gh

= 2235,62 kVA

Số máy vận hành tại các thời điển t 1 ; t 2 ; t 3 là: n 1 = 2; n 2 = 2; n 3 =1

3

2 3 2

2 2 1

2 1 3

0 2

1 0

1

1

2

1

2

1 1 ) (

.

S

S P t

S

S P t

S

S P t

P t

t P

A

dm N dm

N dm

N

=

3260 3150

2200

27

1

3000 3150

3500 27

5 , 0 2500 3150

5500 27

5 , 0 3260 8 , 6 1 ) 3000 2500

(

8

,

6

2

2

2 2

x x

x

x x

x x

x x x

x x

x

+

 +

 +

+ +

= 292 793,58 kWh/năm CA3 = 292 793 580 đồng/năm

Trang 7

DẠNG III bài tập về tổn thất điện áp trong lưới phân phối và hạ áp:

Bài tập 1

1 Hãy tính điện áp tại các nút của lưới điện (HV.) Biết rằng U đm = 6 kV; U 1 =6,3 kV Toàn

bộ đường dây là loại dây AC-70 (r 0 =0,4; x 0 =0,3 /km), đoạn dây từ 1 tới 2 là lộ kép, đoạn dây từ 3 đến 4 có phụ tải phân bố đều, phụ tải và chiều dài đường dây cho trên hình vẽ.

Đáp án:

U2 = 5,681 kV

U3 = 5,402 kV

U4 = 5,269 kV

U5 = 9,56 kV

Giải:

Tổng trở tương đương các đoạn đường dây

Z12 = R12 + jX12 = 1/2 (r0.l12 + jx0.l12) = 1/2.(0,4x3 + j0,3x3) = 0,6 + j0,45 Ω

Z23 = R23 + jX23 = r0.l23 + jx0.l23 = 0,4x1,7 + j 0,3x1,7 = 0,68 + j0,51 Ω

Z25 = R25 + jX25 = r0.l25 + jx0.l25 = 0,4x5 + j0,3x5 = 2 + j1,5 Ω

Đoạn 3 – 4 thay bằng phụ tảI tập chung đặt đoạn l34’ = 1/2 l34 cho nên ta có:

Z34’= R24’ + jX34’ =r0.l34 x 1/2 = 1/2 (0,4x5 + j 0,3x5) = 1 + j0,75 Ω

2 2 2

2/ cos − P = 1000 / 0 , 707 − 1000

3 2 3

3/ cos − P = 1000 / 0 , 753 − 1000

= 873,860 kVAr

5 2 5

5 / cos − P = 500 / 0 , 814 − 500

= 356,79 kVAr

Phụ tải đoạn 3-4 được thay bằng phụ tải tập trung S4 = P4 +j Q4

P4 = p0.l34 = 100x5000 = 500 000 W = 500 kW

4 2 0

4/ cos − P = 500 / 0 , 781 − 500

= 399,82 kVAr

P 2 =1000kW; cosϕ2 =0,707

P 3 =1000kW; cosϕ3 =0,753

P 0 =100W/m; cosϕ0 =0,781

P 5 = 500kW; cosϕ5 =0,814

5 km

5 km 1,7 km

3 km

S 2

1

P 0

S 3

S 5

2

5

Trang 8

S = (P

2+P3+ P4+P5) + j(Q2+Q3+Q4+Q5) =

= (1000+1000+500+500)+j(1000+873,86+399,82+356.79)=3000 + j2630,47 kVA

.

23

S

= (P3+P4) +j (Q3+Q4)= (1000+500)+j(873,86+399,82) =1500 + j1273,68 kVA

.

25

S

= S5 = P5 +jQ5 = 500 +j356,79

.

34

S

=

.

4

S

= P4+jQ4 = 500 +j399,82

∆U12 = (P12R12 + Q12X12 )/Udm = (3000x0,6 + 2630,47x0.45)/6 = 497,28 V

U2 = U1 - ∆U12 = 6,3x103 – 618,16 = 5 681,16 V = 5,681 kV

∆U23 = (P23R23 + Q23X23)/Udm = (1500x0,68+1273,68x0,51)/6 = 278,26 V

U3 = U2 - ∆U23 = 5 681,16 – 278,26 = 5 402,9 V = 5,402 kV

∆U34 = ∆U34’ = (P4R34’ +Q4X34’)/Udm=(500x1+399,82x0,75)/6= 133,31 V

U4 = U3 - ∆U34’ = 5 402,9 – 133,31 = 5 269,59 V = 5,269 kV

∆U25 = (P25R25 + Q25X25)/Udm = (500x2+356,79x1,5)/6 = 255,86 V

U5 = U2 - ∆U25 = 5,681x103 – 255,86 = 5 425,14 V = 5,425 kV

Bài tập 2

2 Hãy xác định tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng và kiểm tra xem có đạt yêu cầu không Biết

U dm = 22 kV, U cf = 5% Toàn bộ đ-ờng dây dùng loại dây AC-95 ( r 0 = 0,37 /km; x 0 = 0,35 / km); Chiều dài đ-ờng dây, cùng phụ tải cho bằng kVA & cosϕ cho trong (Hình vẽ)

∆Umax = 1,213 kV

∆Umax % = 5,96 %

∆Umax% > ∆Ucf

Giải:

ZA1 = RA1 + jXA1 = r0.lA1 +jx0.lA1 = 0,37x7 +j0,35x7 = 2,59 +j2,45 Ω

Z12 = R12 + jX12 = r0.l12 + jx0.l12 = 0,37x3 + j0,35x3 = 1,11 + j1,05 Ω

Z23 = R23 + jX23 = r0.l23 + jx0.l23 = 0,37x1,5 +j0,35x1,5=0,555+j0,525 Ω

Z14 = R14 + jX14 = r0.l14 + jx0.l14 = 0,37x5.5 +j0,35x5.5= 2.035 + j1,925 Ω

P1 = S1.cosϕ =2500x0,8 = 2000 kW

Q1 = S1.sinϕ = (S1 – P1 )-1/2 = (2500x2500-2000x2000)-1/2= 1500 kVAr

P2 = S2 cosϕ =1500x0,8=1200 kW

Q2 = S2.sinϕ = (S2 – P2 )-1/2 = (1500x1500-1200x1200)-1/2= 900 kVAr

P3 = S3 cosϕ = 500x0,8 = 400 kW

Q3 = S3.sinϕ = (S3 - P3 )-1/2= (500x500-400x400)-1/2 = 300 kVAr

P4 = S4.cosϕ = 1700x0,8 = 1360 kW

Q = S sinϕ=(S - P )-1/2=(1700x1700-1360x1360)-1/2= 1020 kVAr

500 (0,8)

5 km

1,5 km

3 km

7 km

ƒ

A

2500 (0,8)

1500 (0,8)

1700 (0,8)

Trang 9

A

S = P

A1 +jQA1 = (P1+P2+P3+P4)+j(Q1+Q2+Q3+Q4)

= (2000+1200+400+1360)+j(1500+900+300+1020)=4960+j3720 kVA

.

12

S = P

12+jQ12 = (P2+P3)+j(Q2+Q3)=(1200+400)+j(900+300)=1600+j1200 kVA .

23

S

=

.

3

S

= P3+jQ3 = 400+j300 kVA

.

14

S =

.

4

S = P

4 +jQ4 = 1360+j1020 kVA

∆UA1=(PA1.RA1+QA1.XA1)/Udm =(4960x2,59+3720x2,45)/22= 998,2 V = 0,998 kV

∆U12=(P12R12+Q12X12)/Udm=(1600x1,11+1200x1,05)/22 = 138 V =0,138 kV

∆U23=(P3R23+Q3X23)/Udm=(400x0,555+300x0,525)/22=17,25 V = 0,017 kV

∆U14 = (P4R14+Q4X14)/Udm =(1360x2,035+1020x1,925)/22=215,05 V = 0,215 kV

∆UA123 = ∆UA1 + ∆U12+∆U23= 998,2+138+17,25 =1153,45 V = 1,153 kV

∆UA14 = ∆UA1 + ∆U14 = 998,2 + 215,05 = 1 213,25 V = 1,213 kV

∆Umax= ∆UA14 = 1 213,25 V = 1,213 kV

∆Umax% = (∆Umaxx 100)/Udm =(1,213x100)/22 = 5,96 %

∆Umax = 5,96 % > ∆Ucf = 5 % Chỉ tiêu điện áp của lư-ới điện không đạt yêu cầu

Ngày đăng: 22/04/2014, 12:57

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w