Chapter 2 thông số đường dây truyền tải điện

Chapter THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 Các phần tử đường dây Điện trở Điện cảm Điện dung Vầng quang điện Cáp 2.1 Các phần tử đường dây Dây chống sét Cách điện Dây dẫn Trụ điện * Thông số đường dây: R, L, C 2.1 Các phần tử đường dây o Dây dẫn Dây nhơm lõi thép (truyền tải) Dây nhôm bọc cách điện (phân phối) 2.2 Điện trở o Điện trở chiều RDC  r l F r - điện trở suất (Ω.m), () * Ảnh hưởng nhiệt độ Rt  R20C [1   (t - 20)] Kim loại Ở 20ºC l - chiều dài (m), F - tiết diện dây dẫn (m2)  - hệ số nhiệt điện trở 20ºC Rt - điện trở tºC R20ºC - điện trở 20ºC r (Ω.m)  (1/ºC) Đồng thường 1,72×10-8 0,00393 Đồng cứng 1,77×10-8 0,00382 Nhơm 2,83×10-8 0,00390 Thép 12,88×10-8 0,001-0,005 2.2 Điện trở o Hiệu ứng mặt ngồi dây dẫn tần số Khi dịng điện xoay chiều qua dây dẫn, mật độ dòng điện mặt ngồi cao mật độ dịng điện trung tâm dây dẫn RAC  P I2 RAC tăng theo tiết diện dây dẫn, tần số Tỉ số điện trở hiệu dụng mặt RAC RDC 1 2.3 Điện cảm o Xem xét dây dẫn bán kính r mang dịng điện I, mật độ từ thơng (Wb/m2) bên bên ngồi dây dẫn: Btr  Bng  10-7 Ix r 10-7 I B (x < r ) (x > r ) x Dây dẫn I Khoảng cách o Điện cảm: L  tr  ng I r x D 2.3 Điện cảm o Từ thơng móc vịng tổng đơn vị chiều dài dây dẫn (chỉ móc qua phần dòng điện) r  x 2  10-7 Ix -7  tr   dx   10 I (Wb m) r r o Từ thơng móc vịng tổng đơn vị chiều dài bên dây dẫn đến bán kính D D  ng  10-7 I D -7  dx   10 I ln x r r (Wb m) D  D  -7  L   10  ln  0, 25 =2  10 ln  ( H m)  r   r  Với r’ = re-0,25 = 0,779r khoảng cách trung bình hình học (GMD) tự thân dây dẫn -7 2.3 Điện cảm o GMD tự thân dây dẫn bện nhiều sợi với số sợi khác Dây dẫn GMD (dây tròn đặc ruột) 0,779R 0,726R 19 0,758R 37 0,768R 61 0,772R 91 0,774R 127 0,776R Với R bán kính dây dẫn R Cáp sợi R Cáp sợi 2.3 Điện cảm o Trường hợp 1: đường dây pha dây dẫn bán kính r cách khoảng D * Điện cảm dây dẫn  D L  10 ln   r  -7 ( H m) D I1 r I2 I1 + I = * Điện cảm hai dây dẫn: dây dẫn thứ hai xem đường về, điện cảm sinh dây dẫn tăng gấp đôi  D L  10 ln   r  -7 ( H m) 2.3 Điện cảm 10 o Trường hợp 2: đường dây pha đối xứng DAB = DBC = DCA Điện cảm ba pha giống điện cảm pha (thí dụ pha A) D -7  LA   10 ln   r  IA ( H m) IB D IC r IA + I B + IC = Giống với điện cảm đường dây pha có khoảng cách kích cỡ dây dẫn 2.4 Điện dung 24 o Trường hợp 1: đường dây pha dây dẫn bán kính r cách khoảng D D * Điện dung dây dẫn A B A C AB  D 36  10 ln r ( F m) q1 r q + q2 = * Điện dung dây dẫn trung tính C AN  2C AB D 18  10 ln r ( F m) B q2 2.4 Điện dung 25 o Trường hợp 2: đường dây pha với đường đất * Điện dung dây dẫn đất C AN  A r 2h 18 10 ln r h ( F m) o Trường hợp 3: đường dây pha đối xứng DAB = DBC = DCA C AN  18  109 ln D r ( F m) qA + qB + qC = qB r qA D qC 2.4 Điện dung 26 o Trường hợp 4: đường dây pha không đối xứng có hốn vị C AN  18 109 ln Dm r A ( F m) B r Với Dm  DAB DBC DCA C 2.4 Điện dung 27 o Chú ý: cơng thức tổng qt tính điện dung đường dây truyền tải không: C AN  18 109 ln Dm Ds ( F m) • Dm: giống với trường hợp tính điện cảm • Ds cách tính giống với trường trường hợp tính điện cảm dùng bán kính thật r thay cho r’ (m) 2 fC AN o Dung kháng XC  o Dung dẫn YC  2 fC AN (1/m) 2.4 Điện dung 28 o Chú ý: Sự phụ thuộc điện dung C với đường kính dây dẫn, khoảng cách pha (μF/km) (μF/km) C C Khoảng cách pha thay đổi Khoảng cách dây Đường kính dây thay đổi Dm (cm) o Nếu bỏ qua từ thông bên dây dẫn Đường kính dây LC    3.10   c  d (cm) 2.5 Vầng quang điện 29 o Khi điện dây dẫn tăng tới giới hạn xuất bề mặt dây dẫn ánh sáng màu tím nhạt âm Hiện tượng gọi vầng quang Dọc đường dây Tại chuỗi sứ cách điện 2.5 Vầng quang điện 30 o Ở điện giới hạn (điện trường giới hạn), khơng khí bao quanh dây dẫn bị ion hóa mạnh vạ chạm coi dẫn điện, làm cho dây dẫn trở nên có điện trở lớn Do đó, tổn hao đường dây tăng lên o Sự xuất vầng quang phụ thuộc chủ yếu vào cường độ điện trường cục bề mặt dây dẫn Điện trường bị ảnh hưởng điều kiện bề mặt dây dẫn: độ nhám, ẩm ướt,… 2.5 Vầng quang điện 31 o Điện áp pha (hiệu dụng) phát sinh vầng quang Dm U  21,1m0 rd  ln r kV Trong • r: bán kính dây (cm) • Dm: khoảng cách trung bình pha (cm) • m0: hệ số dạng bề mặt dây Dây m0 Láng bóng Nhám 0.92< m0  127 kV Ko phát sinh vầng quang 2.6 Cáp 34 o Giá trị điện cảm cáp lõi: 0  R1  L ln   2.  R2  (H/m) o Giá trị điện cảm cáp lõi:  K D  (H/m) L  0.05  0.2 ln   R   K Tam giác Nằm ngang 3.3 2.3 2.6 Cáp 35 o Giá trị điện dung cáp lõi: C   R1  18.10 ln    R2  (F/m) ε Giấy 3.3 Hay: C   d1  18.10 ln    d2  (F/m) XLPE 2.3 2.6 Cáp 36 o Giá trị điện dung cáp lõi: C1 C2 C2 C1 C1 C2 2.6 Cáp 37 Giá trị điện dung cáp lõi: C1 C1 a a C2 3C2 C2 3C2 b C1 C1 c C2 C1 b c 3C2 C1 2.6 Cáp 38 Giá trị điện dung cáp lõi: C1  '  R1  18.10 ln    R2  a (F/m) 3C2   ''  Dm  18.10 ln   D  s  C1  3C2 C1  3C2 (F/m) c C1  3C2 b