Hệ thống điện 2 - Vương Văn Hùng pptx

GIÁO TRÌNH Hệ thống điện 2 ĐH Công Nghệ Sài Gòn Vương Văn Hùng ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN #" HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-1 I. PHẦN 1: TÍNH TOÁN ĐƯỜNG DÂY NGẮN THEO ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐIỆN ĐẦU NHẬN A. PHẦN LÝ THUYẾT: 1) Truyền tải điện 3 pha: a. Hệ thống tải 3 pha cân bằng: Tải mắc Y, Nguồn mắc Y ây 3. dpha UU= b. Mạch tương đương 1 pha của hệ thống 3 pha cân bằng: ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN #" HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-2 2) Đặc điểm của đường dây ngắn: ¾ Cấp điện áp phân phối ( 15kv – 22kv ), Hạ áp 0,4kv. ¾ Chiều dài đường dây L < 50km. 3) Sơ đồ thay thế của đường dây ngắn: ¾ Khoảng cách trung bình pha: 3 tb m ab bc ca D DDDD== ¾ Cảm kháng: 0 0,144log 0,016 tb D x rkm Ω ⎛⎞ =+= ⎜⎟ ⎝⎠ r: bán kính ngoài đường dây. ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN #" HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-3 4) Trình tự các bức tính toán trên đường dây ngắn: . p U , . p I : điện áp và dòng điện đầu phát dạng phức. . N U , . N I : điện áp và dòng điện đầu nhận dạng phức. Đồ thị vector : ¾ Bước 1:  Điện trở của đường dây: 0 .( )RrL=Ω  Điện kháng của đường dây: 0 .( )XxL=Ω  Tổng trở của đường dây: ()ZRjX − =+ Ω ¾ Bước 2: dựa vào các thong số đã cho : U N , P N , N Cos ϕ tính :  Điện áp pha phức đầu nhận: . 0 . 0 3 Nd Nfa U U =∠  Dòng điện đầu nhận: . 3 N N N Nd N p I xU xCos ϕ ϕ =∠− Đơn vị : P N - MW, U Nd – KV, I N - KA ¾ Bước 3:  điện áp pha đầu phát: . N p N UUZxI − =+ ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN #" HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-4  điện áp dây đầu phát: 3 Pd P UxU=  Phần trăm sụt áp: % 100% Pd Nd Nd UU Ux U − Δ= ¾ Bước 4:xác định tổn thất công suất  Tổn thất công suất tác dụng: 2 3() N PxRxIMWΔ=  Tổn thất công suất phản kháng 2 3. . ( ) N Q X I MVArΔ= B. PHẦN ÁP DỤNG: cho đường dây ngắn với các thông số sau : cos 0,8 N ϕ = trễ Tính : U P , %UΔ , QΔ , QΔ ? HD: ¾ Bước 1:  Điện trở của đường dây: 0 .0,1750,85()RrL x== = Ω  Điện kháng của đường dây: 0 .0,3551,75()XxL x== =Ω  Tổng trở của đường dây: 0 0,85 1,75 1,946 64,1 ( )ZRjX − =+ = + = ∠ Ω ¾ Bước 2: dựa vào các thong số đã cho : U N , P N , N Cos ϕ tính :  Điện áp pha phức đầu nhận: . 00 0 . 15 008,660() 33 Nd Nfa U UKV=∠=∠=∠ ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN #" HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-5  Dòng điện đầu nhận: . 0 . 0 3 36,87 33150,8 0,1443 36,87 ( ) N N N Nd N N p I xU xCos x x IKA ϕ ϕ =∠−=∠− =∠− Với 0 cos 0,8 36,87 N ϕϕ =⇒= ¾ Bước 3:  điện áp pha đầu phát: . 00 0 . 0 8,66 0 1,946 64,1 0,1443 36,87 8,91 0,83 ( ) N p N p UUZxI x UKV − =+ = ∠+ ∠ ∠− =∠  điện áp dây đầu phát: 00 3 3 8,91 0,83 15,43 0,83 ( ) Pd P UxUx KV== ∠=∠  Phần trăm sụt áp: 15,43 15 % 100% 100% 2,87% 15 Pd Nd Nd UU Ux x U − − Δ= = = ¾ Bước 4:xác định tổn thất công suất  Tổn thất công suất tác dụng: 22 3 3 0,85 0,1443 0,053( ) N PxRxI x x MWΔ= = =  Tổn thất công suất phản kháng 22 3. . 3 1,75 0,1443 0.1093( ) N Q X I x x MVArΔ= = = ************************************************* II. PHẦN 2 : TÍNH TOÁN ĐƯỜNG DÂY NGẮN THEO ĐIỆN ÁP DÂY VÀ CÔNG SUẤT ĐẦU NHẬN A. PHẦN LÝ THUYẾT: Cho đường dây ngắn sau: TRÌNH TỰ CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN: ¾ Bước 1: từ thông số ban đầu tính : ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN #" HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-6  Điện trở của đường dây: 0 .( )RrL=Ω  Điện kháng của đường dây: 0 .( )XxL=Ω  Tổng trở của đường dây: ()ZRjX − =+ Ω  Công suất phản kháng đầu nhận: () NN N QPxTgMVAr ϕ = ¾ Bước 2 : tính các thành phần vectơ sụt áp:  Độ sụt áp: () () NN N NN N PR QX UKV U PX QR UKV U δ + Δ= − = Đơn vị: P N - MW, U N – KV, Q N - MVAr ¾ Bước 3: điện áp đầu phát : 22 ()() PN UUUUKV δ =+Δ+ ¾ Bước 5: phần trăm sụt áp : % 100% Pd Nd Nd UU Ux U − Δ= ¾ Bước 6: góc lệch pha giữa U P và U N : N U Tg UU δ δ δ =⇒ +Δ ¾ Bước 7: tổn thất công suất :  Tổn thất công suất tác dụng: 22 2 () NN N PQ PxRMW U + Δ=  Tổn thất công suất phản kháng: 22 2 () NN N PQ Q xX MVAr U + Δ= ¾ Bước 8: công suất đầu phát : PN PN PP P QQ Q =+Δ =+Δ ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN #" HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-7 Hệ sô công suất đầu phát : P P P Q Cos Cos arctg P ϕ ⎡⎤ ⎛⎞ = ⎢⎥ ⎜⎟ ⎝⎠ ⎣⎦ ¾ Bước 9: hiệu suất tải : 100% 100% NN PN PP xx PPP η == +Δ B. PHẦN ÁP DỤNG: cho đường dây ngắn với các thông số sau : cos 0,8 N ϕ = trễ Tính : từ bước 1 Æbước 9 HD: ¾ Bước 1: từ thông số ban đầu tính :  Điện trở của đường dây: 0 .0,1750,85()RrL x== = Ω  Điện kháng của đường dây: 0 .0,3551,75()XxL x== =Ω  Công suất phản kháng đầu nhận: 30,75 2,25( ) NN N Q P xTg x MVAr ϕ === ¾ Bước 2 : tính các thành phần vectơ sụt áp:  Độ sụt áp: 30,85 2,251,75 0,4325( ) 15 31,75 2,250,85 0,225( ) 15 NN N NN N PR QX xx UKV U PX QR xx UKV U δ + + Δ= = = − − == = ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN #" HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-8 Đơn vị: P N - MW, U N – KV, Q N - MVAr ¾ Bước 3: điện áp đầu phát : 22 2 2 ( ) (15 0,4325) 0, 225 15,43( ) PN UUUU KV δ =+Δ+=+ + = ¾ Bước 5: phần trăm sụt áp : 15,43 15 % 100% 100% 2,87% 15 PN N UU Ux x U − − Δ= = = ¾ Bước 6: góc lệch pha giữa U P và U N : 0 0,225 0,0144 15 0,4325 0,83 N U Tg UU δ δ δ == = +Δ + ⇒= ¾ Bước 7: tổn thất công suất :  Tổn thất công suất tác dụng: 22 32 22 32,25 0,85 0,053( ) 15 NN N PQ P xR x MW U + + Δ= = =  Tổn thất công suất phản kháng: 22 32 22 32,25 1,75 0,1093( ) 15 NN N PQ Q xX x MVAr U + + Δ= = = ¾ Bước 8: công suất đầu phát : 3 0,053 3,053( ) 2,25 0,1093 2,3593( ) PN PN PP P MW QQ Q MVAr =+Δ=+ = =+Δ= + = Hệ sô công suất đầu phát : 2,3593 3, 053 0,79( ê) P P P P Q Cos Cos arctg Cos arctg P Cos tr ϕ ϕ ⎡⎤ ⎛⎞ ⎡ ⎤ ⎛⎞ == ⎢⎥ ⎜⎟ ⎢ ⎥ ⎜⎟ ⎝⎠ ⎣ ⎦ ⎝⎠ ⎣⎦ ⇒= ¾ Bước 9: hiệu suất tải : 3 100% 100% 98,3% 3, 053 N P P xx P η == = ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN #" HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-9 1 km I. PHẦN 1 : TÍNH TOÁN ĐƯỜNG DÂY CÓ CHIỀU DÀI TRUNG BÌNH THEO QUAN HỆ DÒNG VÀ ÁP 2 ĐẤU A. PHẦN LÝ THUYẾT: 1) Đặc điểm của đường dây có chiều dài trung bình: ¾ Là đường dây truyền tải cao áp : 110 KV, 220 KV ¾ Có chiều dài L < 250 Km ¾ Thông số đường dây :  Điện trở: 0 r km Ω ⎛⎞ = ⎜⎟ ⎝⎠  Điện kháng : 0 x km Ω ⎛⎞ = ⎜⎟ ⎝⎠  Dung dẫn: 0 11 . an b Ckm ω ⎛⎞ = ⎜⎟ Ω ⎝⎠ Sơ đồ thay thế : 0 r 0 jx 0 jb 2) Mạch hình Π chuẩn của đường dây có chiều dài trung bình tập trung điện dung về 2 đầu đường dây : [...]... làm 2 đoạn: Đoạn 1 : Sở đồ mạch Π chuẩn : Trong đó : S N = PN + jQN = P3 + jQ3 ( MAV ) U N = U 3 ( KV ) R + jX = r 023 L23 + j.x 023 L23 (Ω) Y Y23 b 023 L ⎛ 1 ⎞ = = ⎜ ⎟ 2 2 2 ⎝Ω⎠ SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN HỆ THỐNG ĐIỆN 2 Trang -2 7 Doạn 2: Sở đồ mạch Π chuẩn: SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN HỆ THỐNG ĐIỆN 2 Trang -2 8 Trong đó : S N = PN + jQN = ( P2... trăm sụt áp ΔU % = UP −U N 23 6,13 − 22 0 x100% = x100% = 7,3% 22 0 UN Góc lệch pha giữa UP và UN : δU 15,33 = = 0,065 Tgδ = U N + ΔU 22 0 + 15,63 ⇒ δ = 3, 720 Bước 7: Tổn thất công suất • Tổn thất công suất tác dụng: P' 2 + Q' 2 6 02 + 32, 29 2 x 21 = 2, 01( MW ) ΔP = N 2 N xR = 22 02 UN • Tổn thất công suất phản kháng: ' ' PN2 + QN2 6 02 + 32, 29 2 xX = x67,5 = 6, 47( MVAr ) ΔQ = 2 220 2 UN Bước 8: Công suất ở... áp: ' P ' R + QN X 60 x 21 + 32, 29 x67,5 ΔU = N = = 15,63( KV ) UN 22 0 δU = ' ' PN X − QN R 60 x67,5 − 32, 29 x 21 = = 15,33( KV ) UN 22 0 Đơn vị: ' ' PN − ( MW ), QN − ( MVAr ) ΔU , δ U − ( KV );U N − ( KV ) Bước 5: Điện áp đầu phát: SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN HỆ THỐNG ĐIỆN 2 Trang -2 2 U P = (U N + ΔU ) 2 + δ U 2 = (22 0 + 15,63) 2 + 15,3 32 U P = 23 6,13( KV ) Bước 6: phần... xuống SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN HỆ THỐNG ĐIỆN 2 Trang -2 4 b L Y 2 2 xU N = 0 xU N 2 2 −6 = 320 x10 x 22 02 = 15, 49( MVAr ) ΔQC 2 = ΔQC 2 Bước 3:Công suất ở cuối tổng trở Z: ' ' ' S N = PN + j (QN − ΔQC 2 ) = PN + jQN ' S N = 50 + j (24 , 22 − 15, 49) = 50 + j8,73 Bước 4: các thành phần sụt áp: ' ' PN R + QN X 50 x30 + 8,73 x86 ΔU = = = 10, 23 ( KV ) UN 22 0 ' ' PN X... + 10, 23 ⇒ δ = 4,560 Bước 7: Tổn thất công suất • Tổn thất công suất tác dụng: ' ' PN2 + QN2 5 02 + 8,7 32 xR = 30 = 1,6( MW ) ΔP = 2 UN 22 02 • Tổn thất công suất phản kháng: SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN HỆ THỐNG ĐIỆN 2 Trang -2 5 ' ' PN2 + QN2 5 02 + 8,7 32 xX = 86 = 4,58( MVAr ) ΔQ = 2 UN 22 02 Bước 8: Công suất ở đầu tổng trở Z: ' S P = S N + (ΔP + j ΔQ ) ' ' ' S P = ( PN +... 26 2,5 x10−6 ( ) Ω 2 2 2 • Công suất phản kháng đầu nhận: QN = PN xTgϕ N = 60 x0,75 = 45( MVAr ) Bước 2: công suất kháng do điện dung ở cuối tổng trở Z: Dấu âm “ - ” ứng với chiều đi xuống b L Y 2 2 ΔQC 2 = xU N = 0 xU N 2 2 −6 ΔQC 2 = 26 2,5 x10 x 22 02 = 12, 71( MVAr ) Bước 3:Công suất ở cuối tổng trở Z: ' N ' ' S = PN + j (QN − ΔQC 2 ) = PN + jQN ' N S = 60 + j (45 − 12, 71) = 60 + j 32, 29 Bước 4: các... hiệu U N fa = U N Dòng điện đầu nhận: SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN HỆ THỐNG ĐIỆN 2 Trang-17 pN 80 ∠ − ϕN = ∠ − 36,87 0 3xU Nd xCosϕ N 3 x 22 0 x0,8 IN = I N = 0, 26 2∠ − 36,87 0 ( KA) Đơn vị : PN - MW, UNd – KV, IN - KA Bước 3: điện áp pha phức đầu phát : − − U P fa = U P = A U N + B I N = 0,984∠ 0,3 02 0 x 127 ∠ 0 0 + 66, 41∠ 71, 750 x 0, 26 2∠ − 36,87 0 U P fa =... x86 − 8,73x30 δU = = = 18,36( KV ) UN 22 0 Đơn vị: ' ' PN − ( MW ), QN − ( MVAr ) ΔU , δ U − ( KV );U N − ( KV ) Bước 5: Điện áp đầu phát: U P = (U N + ΔU ) 2 + δ U 2 = (22 0 + 10, 23 ) 2 + 18,3 62 U P = 23 0,96( KV ) Bước 6: phần trăm sụt áp ΔU % = UP −U N 23 0,96 − 22 0 x100% = x100% = 4,98% 22 0 UN Góc lệch pha giữa UP và UN : δU 18,36 = = 0,0797 Tgδ = U N + ΔU 22 0 + 10, 23 ⇒ δ = 4,560 Bước 7: Tổn thất công... (QN + ΔQ) = (60 + 2, 01) + j ( 32, 29 + 6, 47) ' S P = 62, 01 + j 38,76( MVA) Bước 9: : công suất kháng do điện dung ở đầu tổng trở Z: Dấu âm “ - ” ứng với chiều đi xuống b L Y 2 2 ΔQC1 = xU P = 0 xU P = 26 2,5 x10−6 x 23 6,1 32 2 2 ΔQC1 = 14,64( MVAr ) Bước 10: Công suất đầu phát : ' S p = Pp' + j (Q p − ΔQC1 ) = Pp + jQ p S p = 62, 01 + j (38,76 − 14,64) = 62, 01 + j 24 , 12( MVA) Bước 11: Hệ sô công suất... KV ) Bước 5: Điện áp đầu phát: U P = (U N + ΔU ) 2 + δ U 2 ( KV ) Bước 6: phần trăm sụt áp ΔU % = UP −UN x100% UN Góc lệch pha giữa UP và UN : δU Tgδ = ⇒δ U N + ΔU Bước 7: Tổn thất công suất • Tổn thất công suất tác dụng: SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN HỆ THỐNG ĐIỆN 2 Trang -2 0 ' ' PN2 + QN2 ΔP = xR ( MW ) 2 UN • Tổn thất công suất phản kháng: P' 2 + Q' 2 ΔQ = N 2 N xX ( MVAr . GÒN #" HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-8 Đơn vị: P N - MW, U N – KV, Q N - MVAr ¾ Bước 3: điện áp đầu phát : 22 2 2 ( ) (15 0,4 325 ) 0, 22 5 15,43( ) PN UUUU. GIÁO TRÌNH Hệ thống điện 2 ĐH Công Nghệ Sài Gòn Vương Văn Hùng ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN #" HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-1 I. PHẦN. điện đầu nhận: 0 21 63 66,41 71,75 ( )ZRjX j − =+ = + = ∠ Ω ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN #" HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-17 . 0 . 0 80 36,87 3 3 22 0 0,8 0 ,26 2