Mạng Điện Cung Cấp Điện

Thông số máy biến áp• Ngoài công suất định mức Sđm điện áp định mức của 2 cuộn dây U1đm và U2đm, nhà chế tạo còn cho các tham số sau: Tổn thất công suất tác dụng khi không tải ∆P0  Tổn

Trang 1

CHƯƠNG V:

TÍNH TOÁN TỔN THẤT

Trang 2

5.1 Mô hình thay thế đường dây 3 pha

5.1.1 Điện trở đường dây

• Điện trở tác dụng của 1km dây dẫn ở nhiệt độ tiêu chuẩn 200C được xác định theo biểu thức:

Trang 3

5.1.1 Điện trở đường dây

• Điện trở thay đổi theo nhiệt độ, khi nhiệt môi trường khác 200C thì điện trở có giá trị

• r1 = r0 [1 + α (t-20)] [Ω/km]

 α là hệ số nhiệt của điện trở, với đồng và

nhôm đều có α = 0,0040C-1

Trang 4

A

B

C

Hình 5.1: Sơ đồ hoán vị pha

5.1.2 Điện kháng của đường dây

Trang 5

• D[mm] khoảng cách trung bình hình học giữa các dây dẫn:

• DAB, DBC, DCA là khoảng cách hình học

giữa các dây dẫn

•

DACHình 5.2 :Khoảng cách hình học

Trang 6

Trang 7

Thông số điện trở và điện kháng đường dây AC

Loại dây Điện trở (Ω/km) Điện kháng (Ω/km)

Trang 8

Ví dụ

• Một đường dây truyền tải ba pha 220kV (có hoán vị pha); tần số 50Hz được bố trí như hình 3.14 đường kính hình học của mỗi dây pha (2r) là 3.416(cm) Xác định điện cảm và cảm kháng trên mỗi km đường dây trên mỗi pha.

Hình 3.3: Đường dây ba pha lộ đơn

Trang 9

Ví dụ

• Xác định tham số hệ thống đường dây 22kV có dây dẫn AC-50, chiều dài l=25 km, khoảng cách giữa các pha là 2m đường kính trung bình hình học là r=0,48 cm

Trang 10

5.2 Thông số máy biến áp

• Ngoài công suất định mức Sđm điện áp định mức của 2 cuộn dây U1đm và U2đm, nhà chế tạo còn cho các tham số sau:

Tổn thất công suất tác dụng khi không tải ∆P0

 Tổn thất công suất tác dụng khi ngắn mạch ∆PN

Dòng điện không tải phần trăm so với dòng điện định mức i0%

Điện áp ngắn mạch phần trăm so với điện áp định mức UN%

Trang 11

5.2.1 Điện trở máy biến áp RBA

• Tổn thất công suất tác dụng trong các cuộn dây của MBA được xác định từ thí nghiệm ngắn mạch

∆PN = 3I1đm2 RBA

• Từ đó, chúng ta có :

•

Trang 12

5.2.1 Điện trở máy biến áp RBA

• Công suất định mức của máy biến áp

; Suy ra: Ω)

•

Trang 13

5.2.1 Điện trở máy biến áp XBA

• Điện kháng máy biến áp XBA là tổng điện kháng của bên sơ cấp và bên thứ cấp đã quy đổi về phía điện áp cao ( XBA = x1 + x2’ )

• Tổng trở máy biến áp:

Ω

• Suy ra

•

Trang 14

5.2.1 Điện dẫn tác dụng và phản kháng máy biến áp bBA

Điện dẫn tác dụng:

Điện dẫn phản kháng:

Ω-1 Với

Lưu ý: U(kV); (kVAR); (kW); (kW);

S(kVA)

•

Trang 15

Vi dụ

• Một máy biến áp 3 pha hai cuộn dây có Sđm

= 10MVA, Uđm = 110/15kV, UN = 10,5%,

∆PN = 60kW, ∆P0 = 14kW, I0 = 0,9%.Xác định RBA và XBA

Trang 16

5.3 TÍNH TỔN THẤT TRÊN ĐƯỜNG DÂY

5.3.1.Tính tổn thất điện áp đường dây phân phối có phụ tải tập trung

• Xét mô hình một đường dây cấp điện cho một phụ tải.

• Sơ đồ tính tổn thất điện áp

• Công suất ở phụ tải được ký hiệu lần lược là P2, Q2 và S2, ở đầu nguồn là P1, Q1 và S1, U là điện áp định mức đường dây (luôn hiểu là điện áp dây).

Trang 17

• Đối với đường dây ba pha

• Nếu phụ tải cho dưới dạng công suất thì:

(V) ,

Sụt áp theo phần tram:

Ở đây:R= r0.l(Ω); X= x0.l(Ω); P(kW); (V) Q(kVAR); S(kVA); Uđm(kV)

•

Trang 18

• Nếu đường dây có nhiều phụ tải:

Trong đó: là điện trở và điện kháng đường dây ij; là công suất tác dụng là phản kháng đường dây ij

•

Trang 20

Ví dụ

• Hãy xác định tổn hao điện áp trên đường dây 22

kV làm bằng dây dẫn AC-70 dài 4,5 km, công suất truyền tải trên đường dây S=340+j225 kVA

Trang 21

Ví dụ

• ĐDK – 10 (kV) cấp điện cho xí nghiệp, toàn

bộ đường dây dùng AC-50, các số liệu khác trên hình vẽ yêu cầu :

a Kiểm tra tổn thất điện áp khi không bị sự cố khi bị

sự cố

b Biết U1 = 10,250 (kV) cần xác định U2, UA

•

Trang 22

5.3.2.Tính tổn công suất đường dây phân phối

• Nguyên nhân của tổn thất công suất là do tổng trở của đường dây.

• Tổn thất công suất trên đường dây gồm tổn thất công suất tác dụng ∆ P

Trang 23

5.3.2.Tính tổn công suất

• Trường hợp đường dây có nhiều phụ tải phân

bố tập trung thì tổn thất công suất xác định như sau:

W

• Tổn thất công suất phản ∆Q

• (VAR)

•

Trang 24

Ví dụ

• ĐDK – 10 (kV) cấp điện cho xí nghiệp cơ khí

có phụ tải điện 2000 (kVA), cosφ = 0,6 Dây dẫn dùng AC – 70, dài 5 km Yêu cầu xác định tổn thất công suất trên đường dây

Trang 26

5.3.3.Tính tổn thất điện năng

• Tổn thất điện năng trong một năm :

Ở đây: (kW), là thời gian tổn thất công suất cực đại Có thể xác định τ theo công thức kinh nghiệm như sau:

τ = (0.124 + Tmax.10-4)2.8760 [giờ]

• Nếu phụ tải không thay đổi theo thời gian thì tổn thất:

•

Trang 28

Ví dụ:

• ĐDK – 10 (kV) cấp điện cho xí nghiệp dài 5

km dây AC-50 Phụ tải xí nghiệp Smax = 1000 (kVA), cosφ = 0,6.Tmax =5000 (h).Yêu cầu

xác định giá tiền tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây, cho biết c = 103 (đ/kWh)

Trang 29

5.3.4 Tổn thất điện áp trên đường dây có phụ tải phân bố đều

Xét đường dây chiều dài l có phụ tải phân bố

Trang 30

• Gọi po[kW/km], qo[kVAr/km], s0 = p0 + jq0 [kVA/km] là mật độ phụ tải, điện trở đơn vị

là r0 [Ω/km], điện kháng đơn vị xo[Ω/km]

Trang 31

• Trên chiều dài đường dây lấy một phần tử dx rất bé nằm cách đầu cuối của đường dây một đoạn x có tổn thất điện áp là dU như sau:

• P = p0.l, Q=qo.l là công suất yêu cầu, R = r0 l,

o o

U

X Q R

P U

l x

q U

l r

p dx

U

x x q r

x

p U

0

2

2 0

0 0

2

.

2

.

2

)

.

(

ñm ñm

ñm

Trang 32

Hình 5.11 Mô hình thay thế đường dây có phụ tải

phân bố đều thành phân bố tập trung

Trang 33

5.3.5 Tổn thất công suất trên đường dây có phụ tải phân bố đều

• Bây giờ chúng ta xét tổn thất công suất trên đường dây

có tải phân bố đều Phân tích tương tự ta có: tổn thất công suất tác dụng trên đoạn dx là:

• Tổn thất công suất tác dụng trên toàn đường dây là

dx

r U

x q

x

p P

d (( . ) 2 ( o. ) ) 0

2

2 0

0

0 2

2

2 0 2

0

2

2 0

3

).

(

3

) ) ( )

((

) ( )

((

ñm ñm

R Q

P r

l U

l q l

p dx

U

r x

q x

p P

Trang 34

• Cho một đường dây một pha hai dây có phụ tải phân bố đều như hình 2.10:

• Mật độ phụ tải của đường dây là Io=1600A/km, giả thiết phụ tải trên đường dây có hệ số công suất bằng 1 và bỏ qua cảm kháng đường dây

Ví dụ

Trang 35

• Cho một đường dây ba pha có phụ tải phân bố đều như hình vẽ 2.11 Mật độ phụ tải trên đường dây po = 1(kW/m), qo = 0,2(kVAr/m) Chiều dài đường dây l = 10km, điện trở và điện kháng trên mỗi km đường dây là ro=0,46(Ω/km),

xo=0,42(Ω/km) Điện áp định mức của đường dây là 15kV

Ví dụ

Trang 36

a.Xác định độ sụt áp trên đường dây Tìm điện áp đầu đường dây để điện áp cuối đường dây là

Trang 37

5.4 Tổn thất trong máy biến áp

•

Trang 38

•

Trang 39

5.4.1 Tổn thất công suất

• Thành phần tổn thất thứ hai phụ thuộc vào công suất truyền qua máy biến áp, được gọi là tổn hao đồng

∆SCu và được xác định như sau:

• Trong đó:RBA và XBA phải tương thích với U;

nghĩa là khi tính RBA và XBA theo điện áp nào thì phải sử dụng điện áp đó trong

•

Trang 40

Trang 41

Trang 42

Trang 43

5.4.2 Tổn thất điện năng

Trong trường hợp có nhiều máy biến áp như nhau làm việc song song thì tổn thất điện năng phải tình trình tự như sau:

Xác định vận hành kinh tế trạm

Xác định khoảng thời gian vận hành 1 máy và n máy

Tổn thất trong khoản thời gian có phụ khi vận hành 1 máy:

• khi vận hành n máy:

• phụ tải trong khoảng thời gian

• Tính tổn thất trong một năm là tổng các tổn thất điện năng

•

Trang 44

5.4.3 Vận hành kinh tế trạm

• Xét trường hợp 2 MBA giống nhau vận hành

song song, tổn thất công suất trong 2 trường hợp

Trang 45

Đường cong tổn thất trạm biến áp

Trang 46

5.4.3 Vận hành kinh tế trạm

• Vận hành 1 máy sẽ kinh tế

Vậy ta có thể tính toán công suất tối ưu để chuyển

từ máy n sang máy thứ n+1

•

Trang 47

Ví dụ

Trạm biến áp cấp điện cho phân xưởng có một máy biến áp 1000 kVA-10/0,4kV có thông số kỹ thuật sau =5 (kW), %=3%,U%=5%, phụ tải nhà máy không đổi bằng 800 kVA, cos Yêu cầu xác định tổn thất công suất của trạm

•

Trang 48

Ví dụ

Trạm biến áp cấp điện cho phân xưởng có 2 máy biến áp 1000 kVA-10/0,4kV có thông số kỹ thuật một máy như sau: =5 (kW), %=3%,U%=5%,

phụ tải nhà máy không đổi bằng1800 kVA, cos yêu cầu xác định tổn thất công suất của trạm

trạm

•

Trang 49

Ví dụ

Trạm biến áp cấp điện cho phân xưởng có 1 máy biến áp, mỗi máy

có công suất 1000 kVA-10/0,4kV

có thông số kỹ thuật sau =5 (kW),

%=3%,U%=5%, phụ tải cho trên hình vẽ.Yêu cầu xác định tổn thất điện năng trong một năm của trạm

•

Trang 50

Ví dụ

Trạm biến áp cấp điện cho phân xưởng có 1 máy biến áp, mỗi máy có công suất 1000 kVA-

10/0,4kV có thông số kỹ thuật sau =5 (kW),

%=3%,U%=5%, phụ tải nhà máy Smax =900

kVA, Tmax =4500 giờ.Yêu cầu xác định tổn thất điện năng trong một năm của trạm

•

Trang 51

Ví dụ

Trạm biến áp cấp điện cho phân xưởng có 2

máy biến áp, mỗi máy có công suất 1000 kVA-

10/0,4kV có thông số kỹ thuật sau =5 (kW),

%=3%,U%=5%, phụ tải cho trên hình vẽ.Yêu cầu xác định tổn thất điện

năng trong một năm của trạm

•

Định dạng
Số trang	51
Dung lượng	2,28 MB