Microsoft PowerPoint Chuong 2 CAC THAM SO CUA DUONG DAY VA CAP pptx SINH VIÊN 8/22/2013 GV ĐẶNG TUẤN KHANH 1 Company LOGOGV ĐẶNG TUẤN KHANH Đại học quốc gia Trường Đại học Bách Khoa Tp HCM 1 Chương 2[.]
SINH VIÊN: 8/22/2013 Đại học quốc gia Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Company LOGO GV : ĐẶNG TUẤN KHANH Chương Tính tốn thơng số đường dây 2.1 Các phần tử đường dây không 2.2 Điện trở 2.3 Điện cảm cảm kháng 2.4 Điện dung dung kháng 2.5 Cáp 2.6 Hiện tượng vầng quang GV: ĐẶNG TUẤN KHANH SINH VIÊN: 8/22/2013 2.1 Các phần tử đường dây khơng Một đường dây truyền tải không gồm: dây dẫn, cách điện, trụ điện … Dây dẫn điện thường dây dây đồng hay nhơm Đường dây mơ hình mạch tương đương để giải toán R, L C 2.2 Điện trở Điện trở chiều R= ρ L S (Ω) Dây đồng thường ρ = 1.724 ×10−8 ( Ω / m ) Dây đồng kéo cứng ρ = 1.78 ×10−8 ( Ω / m ) Dây nhơm ρ = 2.86 ×10−8 ( Ω / m ) Dây thép ρ = 12.2 ×10−8 ( Ω / m ) 20 độ C GV: ĐẶNG TUẤN KHANH SINH VIÊN: 8/22/2013 2.2 Điện trở Ảnh hưởng nhiệt: Độ tăng nhiệt Dây đồng thường Dây đồng kéo cứng Dây nhôm Dây thép α = 0.00426 (1/ C ) α = 0.0041(1/ C ) α = 0.0038 (1/ C ) α = 0.00657 (1/ C ) độ C 2.2 Điện trở Khi biết Rt1 nhiệt độ t1 độ C Rt2 nhiệt độ t2 độ C xác định sau: + t2 Rt1 α = (Ω) Rt + t1 α0 hay Rt = R200 C 1 + α 200 C ( t2 − 20 ) hay Rt = R0 [1 + α 0t ] Kim loại Điện trở suất ρ µΩ.cm α 1/0C Đồng 1.724 0.00382 Nhôm 2.86 0.0039 GV: ĐẶNG TUẤN KHANH SINH VIÊN: 8/22/2013 2.2 Điện trở Hiệu ứng mặt dây dẫn tần số: Khi có dịng điện xoay chiều chạy dây dẫn cần lưu ý mật độ dịng điện mặt ngồi mật độ dịng điện trung tâm dây Tỷ số điện trở hiệu ứng mặt RAC >1 RDC Tỷ số điện trở hiệu ứng mặt gia tăng theo độ th m th u qua dây, ti t di n dây t n s 2.3 Tự cảm điện kháng Tự cảm L điện kháng X: L= ψ I = ψ TR +ψ NG I x R X = 2.π f L GV: ĐẶNG TUẤN KHANH SINH VIÊN: 8/22/2013 2.3 Tự cảm điện kháng Từ trường H khoảng cách x (x < R) tính từ tâm dây dẫn có dịng điện I Hx = Ix 2π x (A.vòng/m) Và mật độ từ thông dọc bề mặt tự R x Bx = µ.H x (Wb/m2) 2.3 Tự cảm điện kháng Từ thơng móc vịng trong: dψ x = µ I x dx 2.π r µ I x µ I dx = 2.π r 8.π r ψ TR = ∫ (Weber.vong/m) x Tự cảm bên trong: LTR = µ 8.π R (H/m) µ = 4.π 10−7 10 GV: ĐẶNG TUẤN KHANH SINH VIÊN: 8/22/2013 2.3 Tự cảm điện kháng Từ trường vị trí x (x > R) Hx = I 2.π x (A.vòng/m) x R Mật độ từ thơng Bx = µ.H x (Wb/m2) 11 2.3 Tự cảm điện kháng Từ thơng móc vịng ngoài: D dψ NG = ∫ r ψ NG = µ.I dx 2.π x µ.I D ln( ) 2.π r R D Tự cảm bên ngồi: LNG = µ D ln( ) 2.π r x (Weber.vong/m) (H/m) µ = 4.π 10−7 12 GV: ĐẶNG TUẤN KHANH SINH VIÊN: 8/22/2013 2.3 Tự cảm điện kháng Từ thơng móc vịng hai điểm D1 D2: dψ NG = D2 µ I ∫ 2.π x dx D2 D1 ψ NG = µ I D ln( ) 2.π D1 (Weber.vong/m) D1 R Tự cảm hai điểm D1 D2: LNG = µ D2 ln( ) 2.π D1 (H/m) µ = 4.π 10−7 13 2.3 Tự cảm điện kháng Tự cảm L tổng: L= ψ I = ψ TR +ψ NG I L= µ µ D + ln( ) 8.π 2.π r −7 Nếu: µ = 4.π 10 D L = 2.10−7.[ + ln( )] r D D L = 2.10−7.[ln e1/4 + ln( )] = 2.10−7.[ln( )] r r' Với: r ' = r.e −1/4 14 GV: ĐẶNG TUẤN KHANH SINH VIÊN: 8/22/2013 2.3 Tự cảm điện kháng Áp dụng tính điện cảm hai dây dẫn song song D R1 ' ψ = 2.10−7.I ln I1 D R I1 + I = D ψ = 2.10−7.I ln R2 ' I2 D ⇒ L = 4.10−7.ln R' D ⇒ ψ ∑ = 4.10−7.I ln R' 15 2.3 Tự cảm điện kháng Đường dây ba pha bố trí tam giác a Điện cảm dây dẫn pha a La = ψa D = 2.10−7 ln Ia R' (H/m) c D b 16 GV: ĐẶNG TUẤN KHANH SINH VIÊN: 8/22/2013 2.3 Tự cảm điện kháng Đường dây ba pha bố trí kiểu khác ψa = ? a ∆U a = ? Điện cảm có hai thành phần: điện cảm dây dẫn điện cảm phân cách c b Nếu bố trí ba pha không đối xứng gây ảnh hưởng xấu, để tránh điều vị trí dây dẫn phải hoán vị đầy đủ ψa Dm −7 La = Ia = 2.10 ln R' 17 2.3 Tự cảm điện kháng Khi tính điện cảm ta suy cảm kháng X = ω.L = 2.π f L L L Đường kính dây thay đổi (H/m) Đường kính dây d (cm) (H/m) Khoảng cách pha thay đổi Khoảng cách dây Dm (cm) 18 GV: ĐẶNG TUẤN KHANH SINH VIÊN: 8/22/2013 2.4 Điện dung đường dây Điện trường có mặt ngồi dây dẫn, khơng tồn bên dây dẫn từ trường Nếu dây dẫn mang điện tích Q (C/m) mật độ điện thơng D khoảng cách X (trên mét chiều dài): D= Q Q = A 2.π X (C/m2) Q ε 2.π X ε rb r Q = ∫ Edx = ln( b ) 2.π ε ra Cường độ điện trường: E = Thế a b: U ab Điện dung: C = Q 2.π ε = U ln( rb ) D = (V/m) (V) (F) 19 a Điện dung hai dây dẫn song song q1 D Điện đường dây pha: Q 2.π ε Cab = = U ab ln( D.D ) rb Cab = q2 q1 + q2 = r (F/m) Q π ε = = U ab ln( D ) 36.109.ln( D ) r r (F/m) 20 GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 10 SINH VIÊN: 8/22/2013 a Điện dung hai dây dẫn song song Điện dung dây dẫn trung tính hai lần điện tích dây dẫn chia cho điện áp Can = 2Cab = (F/m) D 18.109.ln( ) r Dung dẫn: y = b0 = ω.Can = 2.π f D 18.10 ln( ) r 10−6 (1/Ω.m) 21 b Điện dung đường dây ba pha Điện dung pha đối bố trí đối xứng a Can = D 18.10 ln R Dung dẫn: D (F/m) y = b0 = ωC1N = 2.π f CaN c b qa + qb + qc = Dung kháng: XC = 1 = ωCaN 2.π f CaN 22 GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 11 SINH VIÊN: 8/22/2013 b Điện dung đường dây ba pha Khi ba pha bố trí khơng đối xứng a Điện dung tính mối quan hệ điện tích điện áp C= Q U c b Nếu có hốn vị đầy đủ: CaN = D 18.10 ln m R (F/m) 23 c Điện dung dây đơn đường đất CaN = 2.h 18.10 ln R (F/m) 2.h Phương pháp trạng thái ảnh phát biểu sau: Nếu hai dây dẫn song song, giống nhau, điện tích trái dấu mặt phẳng điện số không sinh dây dẫn Ngược lại, dây dẫn mang điện tích đặt mặt phẳng đẳng thế, sinh trường giống mặt phẳng thay dây dẫn vị trí ảo có điện tích tương đương trái dấu với điện tích dây dẫn 24 GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 12 SINH VIÊN: 8/22/2013 d So sánh L C Được dùng để kiểm tra kết L= λ D = 10−7.2 ln m I DS LC = C= D 18.109.ln m Ds = ( 3.10 ) ( c ) 2 25 d So sánh L C (µF/km) (µF/km) C C Khoảng cách pha thay đổi Khoảng cách dây Dm (cm) Đường kính dây thay đổi Đường kính dây d (cm) 26 GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 13 SINH VIÊN: 8/22/2013 2.5 Cáp a Điện dung cáp lõi b Điện dung cáp lõi c Điện cảm cáp lõi d Điện cảm cáp lõi 27 a Cáp lõi Giá trị điện dung cáp lõi: C= ε R 18.10 ln R2 (F/m) ε Giấy XLPE 3.3 2.3 Hay: C= ε d 18.10 ln d2 (F/m) 28 GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 14 SINH VIÊN: 8/22/2013 b Cáp lõi Giá trị điện dung cáp lõi: C1 C2 C2 C1 C1 C2 29 b Cáp lõi Giá trị điện dung cáp lõi: C1 C1 a a C2 3C2 C2 3C2 b C1 C1 c C1 b c 3C2 C1 C2 30 GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 15 SINH VIÊN: 8/22/2013 b Cáp lõi Giá trị điện dung cáp lõi: C1 = 3C2 = ε' R 18.109.ln R2 ε '' D 18.10 ln m Ds a (F/m) C1 + 3C2 C1 + 3C2 (F/m) c C1 + 3C2 b 31 c Cáp lõi Giá trị điện cảm cáp lõi: L= µ0 R1 ln 2.π R2 (H/m) 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 32 GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 16 SINH VIÊN: 8/22/2013 2.6 Hiện tượng vầng quang Điện áp tới hạn phát sinh vầng quang: U = 21,1.m0 δ r.2,303log δ= D r (kV) 3,92.b 273 + t ∆P = 241 δ ( f + 25) r (U − U ) 10−5 D (kW/km/pha) Để giới hạn tổn hao vầng quang tiết diện dây phải phù hợp theo cấp điện áp vận hành 33 Kết thúc chương 34 GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 17