ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CHÍNH XÁC CÔNG SUẤT KHÁNG VÀ TÍNH TOÁN PHÂN BỐ THIẾT BỊ BÙ CƯỠNG BỨC I - MỤC ĐÍCH Trong phần này tính toán cân bằng công suất phản
Trang 1ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CHÍNH XÁC CÔNG SUẤT KHÁNG
VÀ TÍNH TOÁN PHÂN BỐ THIẾT BỊ BÙ CƯỠNG BỨC
I - MỤC ĐÍCH
Trong phần này tính toán cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện Nếu
nguồn không phát đủ công suất phản kháng cần thiết thì phải bù thêm sự thiếu hụt
công suất kháng ở các phụ tải nhưng phải có sự phân bố hợp lý các thiết bị bù
II - TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VÀ TỔN THẤT LƯỚI ĐIỆN SAU KHI
THỰC HIỆN BÙ KINH TẾ
Công suất của phụ tải sau khi bù kinh tế
1- Tính công suất ở đầu các đường dây nối đến thanh cái cao áp :
a) Tính phân bố công suất và tổn thất công suất trên lưới N12
Sơ đồ lưới:
- Trạm biến áp T1:
MVA
ZB1
29 + j200
14 + j10,5 MVA 12 + j4,204 MVA
0,382
4"
S
•
1"
S
•
Trang 2- Công suất đi qua trạm biến áp 1 sau khi bù kinh tế là :
1
T
S
•
=S t1
•
- jQb1 =15 + j11,25 - j0 = 15 + j11,25 MVA
Có :Z T1 =Z B1 =2,539+ j55,545Ω
- Tổn thất công suất trạm biến áp T1:
15 11, 25
2,539 0,074 110
dm
P Q
U
15 11, 25
55,545 1,614 110
dm
P Q
U
- Tổng công suất cung cấp đầu trạm biến áp T1:
15 0,074 0,029 11, 25 1,614 0, 2 15,103 13,064
S P P P j Q Q Q
- Trạm biến áp T2:
- Công suất đi qua trạm biến áp T2 sau khi bù kinh tế là :
2
T
S
•
=S t2
•
- jQb2 =20 + j17,64 – j2,84 = 20 + j14,8 MVA
Có :Z T2 =Z B2 =2,539+ j55,545Ω
- Tổn thất công suất trạm biến áp T4:
20 14,8
2,539 0,13 110
dm
P Q
U
20 14,8
55,545 2,842 110
dm
P Q
U
- Tổng công suất cung cấp đầu trạm biến áp T2:
20 0,13 0,029 14,8 2,842 0, 2 20,159 17,842
- Tổn thất trên đường dây N12:
- Công suất do điện dung phân nửa đường dây N1 sinh ra :
6
1 1 1
2,881.10 31,622
110 0,551
oN
b l
−
−
- Công suất do điện dung phân nửa đường dây 12 sinh ra :
6
12 12 12
2,723.10 22,3607
110 0,368
o
b l
−
−
2
20 + j14,8 MVA
MVA
ZB2
21 + j136 kVA
Trang 3ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
- Công suất ở cuối tổng trở Z12 :
'' C 20,159 17,842 0,368 20,159 17, 474
S =S − jQ − = + j − j = + j MVA
- Tổn thất công suất trên đường dây 12:
20,159 17, 474
6, 037 0,355 110
20,159 17, 474
9,378 0,552 110
dm
dm
P Q
U
P Q
U
- Công suất ở cuối tổng trở Z12 :
12
'' ''
20,159 17, 474 0,355 0,552 0,368 15,103 13,064 0,551 35,617 30,171
S S P j Q j Q S j Q
- Tổn thất công suất trên đường dây N1:
35, 617 30,171
4,174 0, 752 110
35, 617 30,171
12,563 2, 262 110
dm
dm
P Q
U
P Q
U
- Tổng công suất cung cấp cho nút N12:
35,617 30,171 0,752 2, 262 0,551 36,369 29,882
S S P j Q j Q
−
b) Tính phân bố công suất và tổn thất công suất trên lưới N34
Sơ đồ lưới:
15,103+ j13,064 MVA
20,159+ j17,842 MVA
0,551
2"
S
•
1"
S
•
Trang 4
Dựa trên các thông số tính trong các chương 2, 3 và 4, ta có:
*Tổn thất công suất trạm biến áp 3 và 4
- Trạm biến áp T3:
- Công suất đi qua trạm biến áp 3 sau khi bù kinh tế là :
3
T
S
•
=S t3
•
- jQb3 =15+j13,23-j3,808 = 15 + j9,422 MVA
3
4,391 86,789
2,196 43,395
T
B
- Tổn thất công suất trạm T3:
15 9, 422
2,196 0,057 110
dm
P Q
U
15 9, 422
43.395 1,125 110
dm
P Q
U
- Tổng công suất cung cấp đầu trạm T3:
15 0,057 0,042 9, 422 1,125 0, 272 15,099 10,819
- Trạm biến áp T4:
3
15 + j9,422 MVA
T3
15 + j9,422 MVA
ZB3
42 + j272 kVA
15 + j9,422MVA
j0,667 MVAr
j0,667 MVAr
j0,669 MVAr
15 + j7,444MVA
Z T3
Z N4
Z 34
N
3
4
Z N3
Z T4
Trang 5ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
- Công suất đi qua trạm biến áp 4 sau khi bù kinh tế là :
4
T
S
•
=S t4
•
- jQb4 =15+j11,25-j3,806= 15 + j8,164 MVA
4
4,391 86,789
2,196 43,395
T
B
- Tổn thất công suất trạm biến áp T2:
15 7, 444
2,196 0,051 110
dm
P Q
U
15 7, 444
43,395 1,006 110
dm
P Q
U
- Tổng công suất cung cấp đầu trạm biến áp T4:
15 0,051 0,042 7, 444 1,006 0, 272 15,093 8,722
- Tổn thất trên đường dây N34
Sơ đồ tương đương:
15,099+ j10,819 MVA
j0,667 MVAr
j0,667 MVAr
j0,669 MVAr
15,093+ j8,722 MVA
Z N4
Z 34
N
3
4
Z N3
4
15 + j7,444 MVA
T4
15 + j7,444 MVA
ZB4
42 + j272 kVA
Trang 6- Công suất do phân nửa điện dung của đường dây N3 sinh ra :
6
03 3 3
2,673.10 41, 2311
110 0,667
b l
−
−
- Công suất do phân nửa điện dung của đường dây 12 sinh ra :
6
34 34
34
2,606.10 42, 4264
110 0,669
b l
−
−
- Công suất do phân nửa điện dung của đường dây N2 sinh ra :
6
04 4 4
2,673.10 41, 2311
110 0,667
b l
−
−
- Công suất tính toán ở nút 3:
3'
S
•
=S3
•
- j QΔ C N− 3- j QΔ C−34=15,099+ j10,819 - j0,667 - j0,669=15,099 + j9,483
MVA
- Công suất ở tính toán ở nút 4 :
4'
S
•
=S4
•
- j QΔ C N− 4- j QΔ C−34=15,093+ j8,722 - j0,667 - j0,669=15,093 + j7,386
MVA
- Công suất ở cuối tổng trở ZN3 :
3
N
S
(15,093 - j7,386 ) (13, 606 17, 729) (15,099 - j9,483 ) (13, 606 17, 729 19,516 18, 71)
15,0597 - j8,8291MVA
=
Suy ra: S N3 15,0597 + j8,8291MVA
•
=
- Công suất ở cuối tổng trở ZN4 :
15,093 + j7,386 MVA
N
3
4
15,099 + j9,483 MVA
ZN3
Z34
ZN4
Trang 7ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
4
15,099 - j9,483 13,606 17,729 15,093 - j7,386 13,606 17,729 19,516 18,71
13,606 17,729 13,606 17,729 19,516 18,71 15,1323 - j8,0399
N
S Z S Z Z
S
Z Z Z
MVA
=
Suy ra: S N4 15,1323 + j8,0399MVA
•
=
Và S34 S N3 S3' 15,0597 + j8,8291 15,099 - j9,483 - 0.0393 - j0.6539MVA
- Tính tổn thất công suất trên tổng trở đường dây N3:
15,099 9,483
13, 606 0.3427 110
15,099 9,483
17, 729 0.4465 110
dm
dm
P Q
U
P Q
U
- Tính tổn thất công suất trên tổng trở đường dây 34:
4
4
0.0393 0.6539
19,516 6.9218.10 110
0.0393 0.6539
18, 71 6.6359.10 110
dm
dm
P Q
U
P Q
U
−
−
- Tính tổn thất công suất trên tổng trở đường dây N4:
15,1323 8,0399
13, 606 0,3302 110
11,119 7, 436
17, 729 0,4302 110
dm
dm
P Q
U
P Q
U
- Tổng công suất cung cấp cho lưới N34:
15,0597 + j8,8291 15,1323 + j8,0399 0,3427 0,4465 0,3302 0,4302 0,667 0,667 30,865 16, 412
S S S P j Q P j Q j Q j Q
j MVA
c) Tính phân bố công suất và tổn thất công suất trên lưới N56
Sơ đồ lưới:
Trang 8Dựa trên các thông số tính trong các chương 2, 3 và 4, ta có:
- Tổn thất công suất trạm biến áp 5 và 6
- Trạm biến áp T5:
- Công suất đi qua trạm biến áp 5 sau khi bù kinh tế là :
5
T
S
•
=S t5
•
- jQb5 =18+j13,5-j1,43 = 18 + 12,07 MVA
5
2,539 55,545
1, 27 27,773
T
B
- Tổn thất công suất trạm biến áp T5:
18 12,07
1, 27 0,049 110
dm
P Q
U
18 12,07
27,773 1,078 110
dm
P Q
U
- Tổng công suất cung cấp đầu trạm T5:
18 0,049 0,058 12,07 1,078 0, 4 18,107 13,548
- Trạm biến áp T6:
5
18 + j12,07 MVA
T5
18 + j12,07 MVA
ZB5
58 + j400 kVA
18 + j12,07 MVA
j0,521 MVAr
j0,788 MVAr
j0,65 MVAr
10 + j6,375 MVA
Z T5
Z N6
Z 56
N
5
6
Z N5
Z T6
Trang 9ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
- Công suất đi qua trạm biến áp T6 sau khi bù kinh tế là :
6
T
S
•
=S t6
•
- jQb6 =10 + j8,81 - j2,435 = 10 + j6,375 MVA
6
7,935 138,863
3,968 69, 431
T
B
- Tổn thất công suất trạm biến áp T6:
10 6,375
3,968 0,046 110
dm
P Q
U
10 6,375
69, 431 0,807 110
dm
P Q
U
- Tổng công suất cung cấp đầu trạm biến áp T6:
10 0,046 0,028 6,375 0,807 0,18 10,074 7,362
- Tổn thất trên đường dây N56
Sơ đồ tương đương:
18,107+ j13,548 MVA
j0,521 MVAr
j0,788 MVAr
j0,65 MVAr
10,074+ j7,362 MVA
Z N6
Z 56
N
5
6
Z N5
6
10 + j6,375 MVA
T6
10 + j6,375 MVA
ZB6
28 + j180 kVA
Trang 10- Công suất do phân nửa điện dung của đường dây N5 sinh ra :
6
5
2,723.10 31,622
110 0,521
N N
b l
−
−
- Công suất do phân nửa điện dung của đường dây 56 sinh ra :
6
56 56 56
2,606.10 41, 2311
110 0,65
o
b l
−
−
- Công suất do phân nửa điện dung của đường dây N6 sinh ra :
6
6
110 0,788
N N
b l
−
−
- Công suất ở cuối tổng trở ZN5 :
5'
S =S5- j QΔ C N− 5- j QΔ C−56=18,107+ j13,548 -j0,521-j0,65=18,107+j12,377 MVA
Công suất ở cuối tổng trở ZN6 :
6'
S =S6- j QΔ C N− 6- j QΔ C−56=10,074+ j7,362 - j0,788 - j0,65=10,074 + j5,924
MVA
5
10,074 - j5,924 23 22,05 18,107-j12,37 23 22,05 18,966 18,183
23 22,05 18,966 18,183 8,538 13, 262 18,0335 13,2611
N
S Z S Z Z
S
Z Z Z
Suy ra :S N5 18,0335 j13, 2611MVA
•
10,074 + j5,924 MVA
N
5
6
18,107+j12,377 MVA
ZN5
Z56
ZN6
Trang 11ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN
6
18,107 - j12,37 8,538 13, 262 10,074 - j5,924 18,966 18,183 8,538 13, 262
23 22,05 18,966 18,183 8,538 13, 262 10,1475 5,0399
N
S Z S Z Z
S
Z Z Z
j MVA
=
Suy ra :S N6 10,1475 j5,0399MVA
•
56 N5 5' 18,0335 13, 2611- (18,107+j12,377)= - 0.0735+ j0.8841MVA
- Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây N5:
18, 0335 13, 2611
8,538 0,3536 110
18, 0335 13, 2611
13, 262 0.5492 110
N dm
N dm
P Q
U
P Q
U
- Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây N6:
10,1475 5, 0399
23 0,244 110
10,1475 5, 0399
22, 05 0,2339 110
dm
dm
P Q
U
P Q
U
- Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây 56:
0, 0735 0,8841
18,966 0, 0012 110
0, 0735 0,8841
18,183 0, 0012 110
dm
dm
P Q
U
P Q
U
- Tổng công suất cung cấp cho lưới N56:
18,0335 13, 2611 10,1475 5,0399 0,3536 0,5492 0, 244 0, 2339 0,521 0,788 28,7786 17,7751
S S S P j Q P j Q j Q j Q
2 – Tính tổng công suất yêu cầu cần phát lên tại thanh cái cao áp
Tính tổng công suất nguồn phát yêu cầu cần phát lên tại thanh cái
12 34 56 36,369 29,882 30,865 16, 412 28,7786 17,7751
96,013 64,07
j MVA
Vì nguồn đảm bảo cung cấp công suất tác dụng yêu cầu nên công suất tác
Trang 12Do QF =72,01> QycΣ =64,07 nên không cần bù cưỡng bức
96,013
96,013 64,07
F
F
F
P
S
+
