CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ PHẢN KHÁNG pps

1.SỰ PHỤ THUỘC CỦA TẦN SỐ VÀ ĐIỆN ÁP VÀO CÂN BẰNG CÔNG SUẤT. Trong hệ thống điện cần phải có sự cân bằng công suất tác dụng và phản kháng..  Tổng công suất tác dụng và phản kháng của t

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG ViỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

CHƯƠNG 9:

CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ PHẢN KHÁNG

 9.1 Sự phụ thuộc của tần số và điện áp vào cân bằng công suất

 9.2 Sự cân bằng và dự trữ công suất tác dụng

 9.3 Sự cân bằng và dự trữ công suất phản kháng

1.SỰ PHỤ THUỘC CỦA TẦN SỐ VÀ ĐIỆN ÁP VÀO CÂN BẰNG CÔNG SUẤT.

 Trong hệ thống điện cần phải có sự cân bằng công suất tác dụng và phản kháng

 Tổng công suất tác dụng và phản kháng của tất cả các máy phát phải bằng tổng công suất tác dụng và phản kháng của tất

cả các phụ tải cộng với tổn thất công suất tác dụng và phản kháng của tất cả các phần tử trong mạng điện

- Do đó, tần số trong toàn hệ thống cũng như biên độ và góc pha điện áp tại mỗi điểm nút được xác lập theo điều kiện cân bằng công suất

 Kết hợp với mỗi động cơ sơ cấp là đặc tính tần số (hay tốc

độ) theo công suất tác dụng (watt) Tổng trở của phụ tải sẽ xác định công suất của phụ tải trong đó, PL = P1 + P2

 Cả hai máy phát có chung tần số

 Cùng một tốc độ nếu cả hai tổ máy cùng số cực từ vì: tốc độ

(vòng/phút) = 120f/số cực

1.SỰ PHỤ THUỘC CỦA TẦN SỐ VÀ ĐIỆN ÁP VÀO CÂN BẰNG CÔNG SUẤT.

2Tần số

Giả sử điều khiển động cơ sơ cấp của MP2 được điều chỉnh lại để máy phát này nhận thêm tải dịch chuyển đặc tính f-tải của MP2 đến một vị trí mới 2’ song song với đường cũ

 Với tổng công suất PL = P1 + P2 không đổi, tần số bị cưỡng bức đến giá trị f’ cao hơn f.

 Để phân bố lại phụ tải các máy phát nhằm giữ tần số không đổi, kích thích của động cơ M2 được giảm xuống (dịch chuyển theo chiều có tốc độ tăng) trong khi đó kích thích của động cơ M1 được tăng lên (dịch chuyển theo chiều có tốc độ giảm)

 Sự điều chỉnh đối ngược này cho phép chuyển tải từ máy phát 1 sang máy phát 2

 Tổng quát, để chuyển từ máy phát này sang máy phát khác, điều chỉnh tốc độ phải dịch chuyển theo hướng ngược lại nếu như tần số được duy trì

 Trong trường hợp của thí nghiệm này, phải cho góc điện của E2 tiến tới trong khi góc điện của E1 phải lùi lại

1.SỰ PHỤ THUỘC CỦA TẦN SỐ VÀ ĐIỆN ÁP VÀO CÂN BẰNG CÔNG SUẤT.

 Giả thiết ngắt điện SL cắt phụ tải đột ngột

 Trong tình trạng mới này, phụ tải bằng không và sự phân bố mới giữa 2 máy phát là P’1 và P’2 sao cho P’1 + P’2 = 0 nghĩa là P’1 = - P’2, hai máy phát sẽ tăng tốc và sẽ đạt đến tần số f’ > f, hình vẽ cho thấy P1’ < 0 và lần này máy phát 1 nhận công

suất tác dụng từ máy phát 2 và làm việc như một động cơ

 Để ý rằng, máy phát nào có đường đặc tính ít dốc nhất, máy

đó sẽ mất tải nhanh hơn

1.SỰ PHỤ THUỘC CỦA TẦN SỐ VÀ ĐIỆN

ÁP VÀO CÂN BẰNG CÔNG SUẤT.

Ė = Ůt + jXİ

H.11.3a và b

1.SỰ PHỤ THUỘC CỦA TẦN SỐ VÀ ĐIỆN ÁP VÀO CÂN BẰNG CÔNG SUẤT.

Trong H.11.3c điện áp đầu cực bằng nhau trên hai máy

phát và công suất được phân chia thành Q1 và Q2 sao

cho QL = Q1 + Q2

Đối với một tải phản kháng QL cho trước có thể thay

đổi kích từ ở hai máy phát theo hai hướng ngược chiều

nhau để dịch chuyển tải phản kháng giữa hai máy phát

Nói cách khác, điện áp đầu cực sẽ thay đổi

Chẳng hạn, để cho máy phát 2 phát thêm công suất Q

phải tăng kích từ máy phát 2 đồng thời giảm kích từ mày

phát 1

Điều này làm dịch chuyển các đường đặc tính mới song

song với đường đặc tính cũ

1.SỰ PHỤ THUỘC CỦA TẦN SỐ VÀ ĐIỆN ÁP VÀO CÂN BẰNG CÔNG SUẤT.

2Tần số

U’t

Q’1 Q’2

1.SỰ PHỤ THUỘC CỦA TẦN SỐ VÀ ĐIỆN

ÁP VÀO CÂN BẰNG CÔNG SUẤT.

Phần a Phần b

Điều khiển tốc độ động cơ sơ cấp Điều khiển kích từ máy phát

Phân bố lại công suất P, giữ tần số f

không đổi: tác động bộ điều tốc theo

hướng ngược chiều nhau.

Phân bố lại công suất Q, giữ điện áp đầu cực không đổi: tác động điều chỉnh kích từ theo hướng ngược chiều nhau.

Chỉ tăng điều chỉnh tốc độ trên một

máy phát: tần số tăng. Chỉ tăng kích từ trên một máy phát: điện áp đầu cực tăng Giảm phụ tải PL

 Tần số f tăng.

 Tổ máy nào có đường đặc tính

ít dốc nhất mất tải P nhanh hơn

Giảm phụ tải QL

 Điện áp U tăng

 Tổ máy nào có đường đặc tính

ít dốc, mất tải Q nhanh hơn

 Cân bằng công suất tác dụng cần thiết để giữ tần sốtrog

hệ thống.Cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống

được biểu diễn như sau

 ∑Pmd – tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường

dây và của máy biến áp

 ∑Ptd - tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện

 ∑Pdt -tổng cống suất dự trữ

2 SỰ CÂN BẰNG VÀ DỰ TRỮ CÔNG SUẤT TÁC DỤNG

 a) Xác định hệ số đồng thời của một khu vực phải căn cứ

vào tình hình thực tế của các phụ tải

 b) Tổn thất công suất tác dụng tên đường dây và máy biến

áp ∑Pmd

 c) Công suất tự dùng của các nhà máy điện

 Tính theo phần trăm của (m∑P pt + ∑P md )

- Nhà máy nhiệt điện 3- 7%

- Nhà máy thủy điện 1-2%

2 SỰ CÂN BẰNG VÀ DỰ TRỮ CÔNG SUẤT TÁC DỤNG

 d) Công suất dự trữ của hệ thống

 Dự trữ sự cố thường bằng công suất của một tổ máy lớn nhất trong hệ thống điện

 Dự trữ phụ tải dự trù cho phụ tải tăng bất thường ngoài dự báo

 Ngoài dự trữ công suất cho nhà máy còn dự trữ năng lượng

như nhà máy phát điện phải có dự trữ về nhiên liệu, nhà máy thủy điện có dự trữ nước

2 SỰ CÂN BẰNG VÀ DỰ TRỮ CÔNG SUẤT TÁC DỤNG

3 SỰ CÂN BẰNG VÀ DỰ TRỮ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

 Cân bằng công suất phản kháng nhằm giữ điện áp

bình thường trong hệ thống.Cân bằng công suất phản kháng được biểu diễn bằng biểu thức sau:

 ∑Q F =m∑Q pt +∑∆Q B +∑∆Q L +∑Q C -∑Q td +∑Q dt

 Trong đó:

 ∑QF -tổng công suất phát ra của các máy phát điện

Khi tính toán sơ bộ có thế tính:

 ∑∆QB-tổng tổn suất phản kháng trong máy biến áp có thể ước lượng:

∑∆Q B =(8—>12%).k.∑S pt với k là số cấp điện áp.

 ∑∆QL-tổng tổn thất công suất kháng trên các đoạn đường dây của mạng điện.Trong tính toán sơ bộ có thể coi tổn thất công suất phản kháng trên cảm kháng đường dây bằng công suất phản kháng do đện dung đường dây cao áp sinh ra

 ∑Qtd-tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện trong hệ

thống: ∑Q td =∑P td tgφ td

 ∑Qdt-công suất phản kháng dự trữ của hệ thống:

∑Q dt =(5->10%)∑(mQ pt +∑∆Q mđ ) với

∑∆Q mđ =∑∆Q B +∑∆Q L -∑Q C:tổng tổn thất công suất phản kháng trong mạng điện

3 SỰ CÂN BẰNG VÀ DỰ TRỮ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

 Tại các nhà máy điện thường có dự trữ về công suất tác dụng do đó cũng có dự trữ về công suất phản kháng.

 Nhưng trong mạng điện ,tổn thất công suất phản kháng lớn hơn tổn thất công suất tác dụng

 Để giải quyết sự thiếu hụt công suất kháng, việc bù công suất phản kháng ngay tại phụ tải tiêu thụ là hợp lý nhất

 Dùng máy bù đồng bộ hay tụ điện tĩnh để phát công suất phản kháng sao dảm bảo cân bằng công suất kháng