BÁO cáo hệt HỐNG điện 1 CHƯƠNG IV mô HÌNH ĐƯỜNG dây tải điện

BÁO CÁO HỆ THỐNG ĐIỆN I Chương IV: MƠ HÌNH ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: NHÓM 7: TRẦN TRUNG TÍN NGUYỄN THẾ HIỂN 1081068 TRẦN ĐẠI MÃ 1081051 PHẠM HỮU TÂM 1081141 DIỆP VĂN TÂN 1081068 CAO MINH VŨ 1081088 Chương IV: MƠ HÌNH ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN 4.1 GIỚI THIỆU Nhiệm vụ đường dây: vận chuyển điện từ NMĐ đến nơi tiêu thụ Đường dây siêu cao áp: truyển tải công suất lớn với đường dây dài  Các thông số quan tâm đường dây: P, Q góc lệch điện áp đầu dây Các thông số đường dây sau: Điện trở đơn vị R0 [Ω/km]; Điện trở toàn đường dây R = R0 x l [Ω] Điện dẫn đơn vị G0 [1/Ω.km]; Điện dẫn toàn đường dây G = G0 x l [1/Ω] Điện kháng đơn vị X0 = ω L0 [Ω/km]; Điện kháng toàn đường dây X = X0 x l [Ω] Điện dẫn phản kháng đơn vị B0 = ωC0 [1/Ω.km] Z B==RB jX Điện dẫn phản kháng toàn đường dây: + x l [1/Ω]   = Z l Tổng trở phức đơn vị đườngZdây Tổng trở phức đường dây Y0 = G0 + jB0   l Y dây = Y0 Tổng dẫn đơn vị đường 4.2 Những quan hệ đạo hàm V I Giả sử tổng trở nối tiếp đơn vị chiều dài z = r + jωl Điện dẫn đơn vị chiều dài dây trung tính y = g + jω c 4.2 Quan hệ V I (tt) Xét đoạn dây có chiều dài dx, có tổng trở zdx tổng dẫn ydx Áp dụng định luật Kirchhoff voltage (KVL) (KCL) dV = I z.dx dI = (V + dV ) y.dx ≈ V y.dx Biến đổi dV = z I dx dI = y.V dx Lấy đạo hàm bậc hai V I theo x d 2V = z y V = γ V dx Trong đó: γ = y.z d 2I = y z I = γ I dx 4.2 Quan hệ V I (tt) Bỏ qua trở γ = − ω 2lc = jω lc Chú ý đến trở γ = ( g + jωc)(r + jωl ) = β + jα Nghiệm phương trình vi phân V = k1eγx + k2e −γx dV = z I dx eγx + e −γx eγx − e −γx = (k1 + k2 ) + (k1 − k2 ) 2 Hàm hyperbolas định nghĩa sau sinh = (e x − e − x ) / cosh = (e x + e − x ) / (e x − e − x ) = x (e + e − x ) Quan hệ V I (tt) Thế vào ta có V = K1 cosh γx + K sinh γx Trong K1 = k1 + k2 K = k1 − k2  Khi x = 0, V = V2 có nghĩa K1 = V2; tương tự, x = I = I2 cơng thức dV = z I dx dV (0) = z I dx K2 =  Đạo hàm công thức z I2 = γ z I2 = z y dV = − K1γ sinh γx + K 2γ cosh γx dx Trong ZC = z / y gọi trở kháng đặc tính dây dẫn z I = ZC I y Quan hệ V I (tt) Tổng quát có V1 = V2 cosh γx + Z C I sinh γx V2 I1 = I cosh γx + sinh γx ZC 4.3 MA TRẬN CỦA ĐƯỜNG DÂY V1 = AV2 + BI I1 = CV2 + DI IS VS Trong A = cosh γl C= sinh γl ZC B = Z C sinh γl D = cosh γl Ma trận hệ số đường dây A B T =  C D   IR A B C D VR 4.3 MA TRẬN CỦA ĐƯỜNG DÂY (tt) Quan hệ đầu gửi đầu nhận VS   A B  VR   I  = C D   I   R   S  Nối sơ đồ cực V1 T1 I1 A1 B1 C1 D1 V3  V1  V2   I  = T1  I  = T1T2  I   1  2  3 T2 I2 V2 A2 B2 C2 D2 I3 V3 4.3 MA TRẬN CỦA ĐƯỜNG DÂY (tt) Các thông số khác : Độ sụt áp đường dây truyền tải VS − VR ∆U = 100 [%] VR Tổn thất đường dây truyền tải ∆P = PS − PR [%] Đối với đường dây ngắn ∆P = 3RI Hiệu suất đường dây η = ( PR / PS ).100 4.4 MƠ HÌNH ĐƯỜNG DÂY ĐƠN GIẢN 4.4.2 đường dây ngắn Là đường dây có chiều dài < 80 km IS Z = zl = ( R + jωL)l IR VS VR Các thông số ABCD đường dây ngắn VS = VR + ZI R IS = IR VS  1 Z  VR   I  = 0   I   R   S  Các thông số đường dây ngắn A = D =1 B=Z C =0 4.4 MƠ HÌNH ĐƯỜNG DÂY ĐƠN GIẢN(TT) 4.4.2 đường dây trung bình: 80 km ≤ chiều dài đường dây < 250 km IS VS Z = zl = ( R + jωL)l Y y.l = 2   YZ   + Z    VR  VS      I  =   YZ   YZ   I   S  Y 1 +  1 +   R       IR Y A = D =1+ B=Z VR YZ  YZ  C = Y 1 +    4.4 MÔ HÌNH ĐƯỜNG DÂY ĐƠN GIẢN(TT) Mạch chuẩn Z IS 1 Z  0    IR VS VR IS  0 Y 1   IR VS Y IS Z1 VR Z2 VS VS Z Y1 (1 + YZ1 ) ( Z1 + Z + YZ1Z   Y  ( + YZ )   IR VR Y IS IS VS Ma trận ABCD IR Y2 (1 + Y2 Z Z   (Y + Y + Y Y Z ) (1 + Y Z )  2  VR IR A1B1C1D1 A2B2C2D2 VR  A1 C  B1   A2 D1  C2 B2   ( A1 A2 + B1C2 ) ( A1 B2 + B1 D2 )  = D2  (C1 A2 + D1C2 ) (C1 B2 + D1 D2 ) 4.4 MƠ HÌNH ĐƯỜNG DÂY ĐƠN GIẢN(TT) 4.4 MƠ HÌNH ĐƯỜNG DÂY ĐƠN GIẢN(TT) 4.4.3 Mơ hình tương đương mạch π  sinh γl   z sinh γl  Z ' = zl  = zl   = ZF1   y zl   zy l  F1 = sinh(γl ) γl     Y ' yl  tanh(γl / 2)  yl  tanh(γl / 2)  Y = =   = F2   2  zy l /  z yl   y   F2 = tanh(γl / 2) γl / 4.5 Những đặc tính đường dây 4.5.1 Dịng cơng suất đường dây Công suất tác dụng vào đường dây Pin = 3VS I S cosθ S Hoặc Pin = 3.VLL , S I S cosθ S Trong VS: điện áp line-neutral VLL,S: điện áp line - line Công suất tác dụng cuối đường dây Pout = 3VR I R cos θ R Hoặc Pout = 3.VLL , R I R cosθ R Công suất biểu kiến đầu đường dây Qin = 3VS I S sin θ S Hoặc Qin = 3.VLL ,S I S sin θ S Công suất biểu kiến cuối đường dây Qout = 3VR I R sin θ R Hoặc Qout = 3.VLL , R I R sin θ R 4.5 Những đặc tính đường dây(tt) VS Công suất biểu kiến đầu đường dây Sin = 3VS I S Hoặc Sin = 3.VLL ,S I S c θ VS sin δ = X L I cosθ Công suất biểu kiến cuối đường dây Sout = 3VR I R Hoặc Sout = 3.VLL , R I R  Nếu XL >> R, công suất tác dụng vào đường dây xác định sau P= 3VSVR sin δ XL 4.5.2 Hiệu suất đường dây Pout η= 100% Pin γ δ θ VR a I I cosθ = b VS sin δ XL 4.5 Những đặc tính đường dây(tt) 4.5.3 Những giới h hạn đường dây n  Dòng điện trạng thái ổn định đường dây phải giới hạn → ngăn ngừa nhiệt đường dây Ploss = 3I R L  Độ sụt áp đường dây thực tế nên giới hạn khoảng 5% VR / VS ≤ 0.95  Góc lệch đường δ ≤ 300 → giới hạn dịng cơng suất đường dây ln trạng thái ổn định giới hạn 4.9 bù đường dây Đường dây truyền tải có nhiệm vụ vận chuyển điện từ nguồn điện đến nơi tiêu thụ với tổn thất tải thấp nhất, hiệu suất cao nhất.do ta chọn giá trị công suất truyền tải, chọn điện áp đầu dương dây vận hành thiết bị bù để giảm tối đa tổn thất Công suất tổng trở xung: Vo2 SIL = Zc Nếu tổng trở phụ tải cuối dây có giá trị tổng trở sóng đường dây cơng suất đường dây cơng suất tự nhiên • Nếu Vo điện áp định mức pha SIL pha • Nếu Vo điện áp định mức dây SIL pha 4.9 bù đường dây(tt) Công suất truyền tải P>SIL có tượng sụt áp dọc theo đường dây.để trì điện áp khơng đổi cải thiện hệ số công suất đường dây ta phải bù công suất phản kháng tổn hao điện cảm đường dây công suất dung kháng thông qua thiết bị bù tụ bù ngang, máy bù đồng kích từ, máy bù tĩnh SVC hoạt động tính dung kháng(bù phát) Cơng suất truyền tải P