biểu diễn các phần tử của lưới điện

a Sơ đồ thay thế máy biến áp 2 dây quấnNgười kỹ sư hệ thống cần thiết phải làm quen với một số mạch tương đương của MBA.. d Tham số của MBA tự ngẫu ttSơ đồ tương đương một pha của MBA tự

Môn học:

LƯỚI ĐIỆN 2 TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Một hệ thống 3 pha thường được biểu diễn trên cơ sở một pha Cách biểu diễn một

pha, từ dây pha đến dây trung tính được

dùng đối với hệ thống đối xứng hoặc không đối xứng

Các hệ thống không đối xứng sẽ được khảo sát trong các môn học ngắn mạch…khi đó, các hệ thống không đối xứng sẽ được phân tích thành các phần tử đối xứng

Ở đây, ta chỉ khảo sát việc biểu diễn hệ

thống trong tình trạng ba pha đối xứng.

1 Máy phát điện đồng bộ

Trong hệ thống điện, máy phát điện đồng bộ được thay thế tương đương bằng một sức điện động nối tiếp với tổng trở đồng bộ.

2 Thanh cái vô hạn

Thanh cái vô hạn có khả năng phát hay thu

công suất không giới hạn Sơ đồ tương

đương được biểu diễn như hình sau:

Mạch tương đương của máy phát nối đến thanh

thống

2 Thanh cái vô hạn

o

X X

V

E P







: góc lệch pha giữa Eo và V

3 Máy biến áp (MBA)

a) Sơ đồ thay thế máy biến áp 2 dây quấn b) Cách tính tham số của MBA 2 dây quấn c) Tham số của MBA 3 dây quấn

d) Tham số của MBA tự ngẫu

a) Sơ đồ thay thế máy biến áp 2 dây quấn

Người kỹ sư hệ thống cần thiết phải làm quen với một số mạch tương đương của MBA Loại MBA thông dụng nhất hiện nay là MBA 02 cuộn dây Mạch tương đương như sau:

Mạch tương đương của MBA 02 dây quấn qui đổi về phía sơ cấp

2 1

MBA 02 dây quấn

a) Sơ đồ thay thế máy biến áp 2 dây quấn (tt)

Mạch tương đương của MBA 02 dây quấn qui đổi về phía sơ cấp

Mạch tương đương của MBA

02 dây quấn qui đổi về phía sơ

cấp khi bỏ qua tổn hao sắt

b) Cách tính tham số của MBA 2 dây quấn

Thông thường, Nhà chế tạo cung cấp 04 thông số:

%

đm

o kt

I I

i 

b) Cách tính tham số của MBA 2 dây quấn (tt)

Từ đó tính được:

) ( 10

2

2 ,

Cu B

S

U

U X

)

1 ( 10

U

Q B

)

( 100

+ Đối với MBA 3 pha 02 dây quấn, Uđm là điện áp dây,

Sđm là công suất 3 pha

b) Cách tính tham số của MBA 2 dây quấn (tt)

Ví dụ:

Một trạm biến áp có đặt 1 MBA 3 pha 2 dây quấn, điện áp 35/6,6kV, công suất định mức 7500kVA Các tham số MBA như sau:

UN% = 7,5%; ikt%= 3,5%

Tính RB, XB, GB, BB,  QFe ?

c) Tham số của MBA 3 dây quấn

MBA 3 dây quấn có thể là MBA một pha có

2 cuộn thứ cấp hoặc là MBA 3 pha 3 dây

quấn Sơ đồ thay thế hình sao quy về phía

cao áp như sau:

3

1

MBA 03 dây quấn

2 (C)

c) Tham số của MBA 3 dây quấn (tt)

U U

U U

U U

c) Tham số của MBA 3 dây quấn (tt)

Từ đó ta tính được XB1, XB2, XB3:

) ( 10

S

U

U X

) ( 10

S

U

U X

) ( 10

c) Tham số của MBA 3 dây quấn (tt)

Tính điện trở:

+ Trường hợp cả 3 dây quấn đều có công suất bằng Sđm, gọi là MBA 100/100/100%, điện trở của các cuộn dây qui đổi về 1 cất điện áp đều bằng nhau:

) 100 ( 3

) 100 (

3 2

c) Tham số của MBA 3 dây quấn (tt)

+ Trường hợp công suất 3 cuộn dây là 100/100/66,7% Sđm, thì điện trở cuộn thứ ba (66,7%) qui về cấp điện áp và

công suất của cuộn thứ nhất như sau:

1 3

) 100 ( 2

.

83 , 1

3 2

2 ,

đm

đm đm

Cu B

S

U

P R

P cu,đm (kW);

U đm (kV); S đm (kVA);

1 3

Theo qui định, tổn thất đồng Pcu lớn nhất

khi cuộn 1 có dòng I đm , cuộn 2 có dòng 2/3

Iđm, cuộn 3 có dòng 1/3 Iđm Khi đó, tính được

R B1

d) Tham số của MBA tự ngẫu

MBA tự ngẫu có các ưu điểm:

- Tổn thất ít so với MBA

thường có cùng Sđm nhưng kích thước nhỏ hơn

- Chi phí đầu tư thấp hơn

- Trọng lượng nhỏ hơn

Giữa cuộn (C) và (T)được quấn

tự ngẫu; Giữa cuộn (C)-(H) hay

(T)-(H) liên lạc kiểm biến áp

Cuộn chung

Sơ đồ MBA tự ngẫu

d) Tham số của MBA tự ngẫu

d) Tham số của MBA tự ngẫu (tt)

Sơ đồ tương đương một pha của MBA tự ngẫu là hình sao giống như MBA 3 dây quấn

Sơ đồ thay thế hình sao quy về phía cao áp

c) Tham số của MBA tự ngẫu (tt)

Vì điện trở của các nhánh trong sơ đồ tương đương phải tính theo cùng công suất  qui đổi:

2

)

( )

c) Tham số của MBA tự ngẫu (tt)

Tính tổn thất ngắn mạch trên từng cuộn dây:

2

) (

) (

)

( )

(

H T H

C T

C C

Cu

P P

) (

)

( )

(

H C H

T T

C T

Cu

P P

) (

)

( )

(

T C H

T H

C H

Cu

P P

P





c) Tham số của MBA tự ngẫu (tt)

Điện trở của các nhánh trên sơ đồ tương đương:

) ( 10

.

2

2 )

Cu B

C

S

U

P R

R

) ( 10

.

2

2 )

Cu B

T

S

U

P R

R

) ( 10

.

2

2 )

Cu B

H

S

U

P R

R

c) Tham số của MBA tự ngẫu (tt)

Để tính điện áp ngắn mạch theo Sđm, phải qui đổi:

H C

N H

H T

N H

T N

U

c) Tham số của MBA tự ngẫu (tt)

Tương tự MBA 3 dây quấn, suy ra U(C)%, U(T)%,

U



c) Tham số của MBA tự ngẫu (tt)

Từ đó ta tính được XC, XT, XH:

) ( 10

C

S

U

U X

X

) ( 10

T

S

U

U X

X

) ( 10

H

S

U

U X

Sđm(kVA)

c) Tham số của MBA tự ngẫu (tt)

Tính G và B của MBA tự ngẫu được tính giống

như MBA 2 hoặc 3 dây quấn, nhưng thường được thay thế bằng tổn thất sắt (PFe + jQFe) hoặc bỏ

qua trong sơ đồ tương đương.

)

1 ( 10

U

Q B

)

( 100

c) Tham số của MBA tự ngẫu (tt)

4 Đường dây

Được khảo sát trong phần trước.

số phức

jQ P

UI

S   3 (cos   sin  )  

Sơ đồ một sợi

Sơ đồ một sợi hay còn gọi là sơ đồ đơn tuyến Trong đó, sơ đồ dùng một đường kẻ đơn nối liền

ký hiệu của các phần tử trong mạng điện.

Sơ đồ một sợi còn được là sơ đồ nguyên lý.

G3 G1

Biểu diễn các phần tử trong hệ đơn vị có tên

Quy đổi tất cả các phần tử về 1 cấp điện áp (tổng trở, tổng dẫn, dòng điện, điện áp)

Chẳng hạn như quy về phía cáo áp của MBA

Biểu diễn các phần tử trong hệ đơn vị có tên

Biểu diễn các phần tử của mạng điện trong hệ

đơn vị tương đối

a) Các đại lượng trong đơn vị tương đối:

Điện áp, dòng điện, công suất và tổng trở trong mạch điện thường được biểu diễn theo phần trăm hay đơn vị tương đối của các đại lượng lấy làm căn bản hay làm chuẩn

Ví dụ: nếu chọn điện áp cơ bản là 120kV thì các giá trị điện

áp 108kV, 120kV, 126kV lần lượt là 0,90, 1,0, 1,05 đơn vị tương đối hay 90%, 100%, 105% tính theo % điejen áp cơ bản

Cả hai phương pháp tương đối hay phần trăm đều cho phép tính toán đơn giản hơn đơn vị có tên ampe, volt, ohm…

cb

đvtđ

U

kV U

Biểu diễn các phần tử của mạng điện trong hệ

đơn vị tương đối

Trong hệ thống điện đưa ra 4 đại lượng cơ bản:

Scb, Ucb, Zcb, IcbTrong đó, Scb và Ucb là hai đại lượng cơ bản chính suy ra hai đại lượng cơ bản còn lại:

cb

cb cb

S

U Z

2



cb

cb cb

cb cb

U

S Z

U I

3



Ucb: (kV)Scb: (MVA)Zcb: ()

Biểu diễn các phần tử của mạng điện trong hệ

đơn vị tương đối

Từ đó tính ra đơn vị tương đối:

3

cos

3

3

I U Q

I U P

I U S

.

cos

.

đvtđ đvtđ

đvtđ đvtđ

đvtđ đvtđ

I U

Q

I U

P

I U

S







Biểu diễn các phần tử của mạng điện trong hệ

đơn vị tương đối

S

U Z

b) Đổi cơ bản:

Thông thường, một thiết bị được nhà sản xuất cho tổng trở trong đơn vị tương đối (hay theo %) trên cơ bản công suất định mức và điện áp định mức của thiết bị đó

Biểu diễn các phần tử của mạng điện trong hệ

đơn vị tương đối

XB%  UN% = 10%

Hay XB đvtđ = 0,1 trên cơ bản Scb = 25MVA

Trong hệ thống ráp nối nhiều thiết bị có công suất định mức khác nhau  khi tính trong đơn vị tương đối thì phải chọn

Scb chung cho toàn hệ thống và phải tính Ucb cho từng cấp điện áp

Biểu diễn các phần tử của mạng điện trong hệ

đơn vị tương đối

Biểu diễn các phần tử của mạng điện trong hệ

đơn vị tương đối

Như vậy có thể:

bị đó.

Công thức đổi cơ bản:

2

,

, ,

, ,

old cb old

cb

new

cb đvtđ

old đvtđ

new

U

U S

S Z

Z

Biểu diễn các phần tử của mạng điện trong hệ

đơn vị tương đối

Ví dụ: Vẽ sơ đồ điện kháng trong đơn vị tương đối, chọn các

định mức của máy phát làm cơ bản:

X = 10%

35.000kVA 115/13,2kV

X = 10%

10.000kVA X” = 20%

20.000kVA X” = 20%

CBGD: ThS Nguyễn Hữu Vinh Email: huuvinhdct@gmail.com