nghiên cứu, thiết kế và thi công mô hình thí nghiệm đường dây truyền tải điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN S K C 0 5 S KC 0 5 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM  ĐỀ TÀI NCKH (CẤP BỘ/CẤP TRƯỜNG/SINH VIÊN) NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN NGƯỜI CHỦ TRÌ NGƯỜI THAM GIA ĐƠN VỊ : : : NGUYỄN THỚI NGUYỄN HỮU TRÍ KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ TP HỒ CHÍ MINH – 2009 MỤC LỤC A THƠNG TIN CHUNG B TĨM TĂT NỘI DUNG CƠNG TRÌNH .1 Tóm tắt nội dung .1 Kết đạt đƣợc Điểm - điểm sáng tạo Hậu kinh tế - xã hội Khả triển vọng ứng dụng C MƠ TẢI NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI ĐẶT VẤN ĐỀ 2 MỤC TIÊU, NHIÊM VỤ CỦA CƠNG TRÌNH 2.1 Mục tiêu: .2 2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu:……………………………………………………………… 3 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 4.1 Ý nghĩa việc xây dựng sơ đồ 4.2 Các giả thiết 4.3 Các thơng số dây dẫn 4.3.1 Sơ đồ mạch tƣơng đƣơng 4.3.2 Sự tồn thơng số .6 4.3.3 Tính tốn giá trị thơng số 4.3.4 Sơ đồ thay phân tử……………………………………………………… 4.4 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA ĐƢỜNG DÂY…………………………………………….10 4.4.1 CÁC ĐẶC TÍNH SỬ DỤNG Ở CHẾ ĐỘ XÁC LẬP………………………….10 4.4.1.1 Sử dụng tải thích hợp………………………………………………………… 10 4.4.1.2 Đặc tính vận hành khơng tải……………………………………………….12 4.4.2 TỔN THẤT CƠNG SUẤT VÀ TỔN THẤT ĐIỆN ÁP……………………… 13 4.4.2.1 Tổn thất cơng suất………………………………………………………………13 4.4.2.2 Tổn thất điện áp……………………………………………………………… 13 4.5 XÂY DỰNG MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM………… …………………………… 14 4.5.1 Giới thiệu modules đƣợc xây dựng………………………………………….14 4.5.2 Tỷ lệ an tồn thí nghiệm……………………………………………….15 4.5.3 Module đƣờng dây…………………………………………………………….… 15 4.5.4 Tụ đƣờng dây………………………………………………………………….… 18 4.5.5 Tải trở………………………………………………………………….… 19 4.5.6 Tải cảm………………………………………………………………….….20 4.5.7 Tải dung………………………………………………………………… 21 4.6 BÀI TẬP THÍ NGHIỆM……………………………………………………….… 22 4.6.1 Thí nghiệm chế độ khơng tải………………………………………………… 22 4.6.2 Thí nghiệm chế độ tải trở……………………………………………….24 4.6.3 Thí nghiệm chế độ tải cảm - điện trở………………………………………….26 4.6.4 Thí nghiệm chế độ tải dung - trở…………………………………………… 28 4.6.5 Thí nghiệm chế độ tải cảm - dung - trở………………………………….……30 4.6.6 THÍ NGHIỆM Ở CHẾ ĐỘ NGẮN MẠCH BA PHA……………………….…32 4.6.7 THÍ NGHIỆM NGẮN MẠCH KHƠNG ĐỐI XỨNG……………………… 34 4.6.7.1 Thí nghiệm ngắn mạch hai pha có khơng có chạm đất………………… 35 4.6.7.2 Thí nghiệm ngắn mạch pha…………………………………………… 35 4.7 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM…………………………………………………………35 4.7.1 Thí nghiệm chế độ khơng tải………………………………………………… 35 4.7.2 Thí nghiệm chế độ tải trở…………………………………………… 36 4.7.3 Thí nghiệm chế độ tải cảm - điện trở………………………………………….37 4.7.4 Thí nghiệm chế độ tải dung - trở………………………………………… …38 4.7.5 Thí nghiệm chế độ tải cảm - dung - trở………………………………………39 4.7.6 THÍ NGHIỆM Ở CHẾ ĐỘ NGẮN MẠCH BA PHA………………………….40 4.7.7 THÍ NGHIỆM NGẮN MẠCH KHƠNG ĐỐI XỨNG…………………….……40 4.7.7.1 Thí nghiệm ngắn mạch hai pha có khơng có chạm đất……………………40 4.7.7.2 Thí nghiệm ngắn mạch pha………………………………………………41 D KẾT LUẬN………………………………………………………………………….42 E HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI……………………………………………42 F TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………… 43 A THƠNG TIN CHUNG Tên cơng trình: Nghiên cứu, thiết kế thi cơng mơ hình thí nghiệm đƣờng dây truyền tải điện Lĩnh vực: Điện cơng nghiệp Nhóm dự thi: Nguyễn Thới (0955.63.60.61), Nguyễn Hữu Trí (0909.377.664) B TĨM TẮT NỘI DUNG CƠNG TRÌNH Tóm tắt nội dung Cho đến nay, giáo dục coi quốc sách hàng đầu, trường dạy nghề, trung cấp chun nghiệp, cao đẳng, đại học thành lập nên nhiều Song song với vần đề thiết bị, phương tiện dạy học thực hành cần phải trang bị thêm, đổi Cơng trình trình bày cách xây dựng xây dựng modules cho mơ hình thí nghiệm đường dây truyền tải điện để phục vụ cho cơng tác dạy học thực hành ngành điện cơng nghiệp Dựa vào thí nghiệm này, sinh viên áp dụng cho việc định tính định lượng thí nghiệm đường dây truyền tải điện kiểm tra tổn thất điện áp, tổn thất cơng suất, tăng áp, ngắn mạch, pha, bù cơng suất phản kháng cân tải Nội dung cơng việc cụ thể:  Khảo sát, nghiên sơ đồ đường dây truyền tải loại tải;  Thiết kế thi cơng module đường dây truyền tải;  Thiết kế thi cơng module tải trở;  Thiết kế thi cơng module tải cảm;  Thiết kế thi cơng module tải dung;  Thiết kế thi cơng module tụ đường dây;  Ghi nhận thơng số, số liệu thí nghiệm từ mơ hình giải thích  Lập bảng hướng dẫn chi tiết cho nội dung  Xây dựng thực tập dựa mơ hình thi cơng Kết đạt đƣợc - Sản phẩm: bao gồm modules: STT Tên sản phẩm Số lượng Module đường dây truyền tải; 1 Module tải trở; Module tải cảm; Module tải dung; Module tụ đường dây; - Tài liệu: Các tập hướng dẫn thí nghiệm kết thí nghiệm Điểm - điểm sáng tạo  Đề tài sử dụng linh kiện vật liệu có sẵn thị trường Việt Nam  Các tải cảm cảm kháng đường dây xây dựng tuyến tính  Các modules thiết kế đẹp, rõ ràng  Có phận bảo vệ cầu chì, máy cắt thay nhanh bị hư hỏng  Có phận giải nhiệt cho linh kiện bên mơ hình Hậu kinh tế - xã hội  Sản phẩm sử dụng linh kiện vật liệu có sẵn thị trường Việt Nam  Chi phí thực giá modules rẻ nhiều so với sản phẩm xuất xứ từ nước ngồi chất lượng sản phẩm Đây điểm cần nhấn mạnh đề tài Khả triển vọng ứng dụng  Mở rộng sản xuất hàng loạt modules để phục vụ cho trường có nhóm ngành  Lập tập hướng dẫn chi tiết tuỳ thuộc vào đối tượng học sinh – sinh viên C MƠ TẢI NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI ĐẶT VẤN ĐỀ Hệ thống điện bao gồm tập hợp tất thiết bị điện dùng để sản xuất, biến đổi, truyền tải, phân phối tiêu thụ điện năng, tức hệ thống điện bao gồm tất nhà máy, trạm biến áp, đường dây hộ tiêu dùng điện Hệ thống điện phận hệ thống lượng Mỗi phận cấu thành hệ thống điện gọi phần tử hệ thống Mục đích việc nghiên cứu, thiết kế xây dựng hệ thống cung cấp điện truyền tải phân phối điện với chất lượng tốt cho đối tượng tiêu thụ, đáp ứng nhu cầu tiêu thụ liên tục, an tồn họ Điện phát ra, truyền tải nơi tiêu thụ phải trải qua nhiều cấp phân phối, mạng phân phối Mạng điện tập hợp trạm biến áp, trạm phấn phối, đường dây khơng, đường dây cáp.v.v… có nhiệm vụ tiếp nhận, biến đổi từ cấp điện áp sang cấp điện áp khác cho phù hợp phân phối điện cho hộ tiêu dùng điện Cấu trúc mạng điện phân loại mạng điện hở, mạng điện kín, mạng điện hình tia, v.v… Các q trình vật lý diễn biến hệ thống phức tạp, cần tìm hiểu, tính tốn kỹ lưỡng để giải thích, đưa phướng án thiết kế, sửa chữa cơng tác vận hành quản lý hệ thống điện Trong giảng đường thực tế, khơng thể nhìn nhận tất q trình xảy hệ thống tri giác Trên đường dây dẫn đặc trưng thơng số như: điện trở, điện kháng, điện dung điện dẫn rải tồn dây dẫn Việc tính tốn tốn xác mức độ ảnh hưởng thơng số đường dây máy biến áp trở nên phức tạp, khó khăn Khi thiết kế, việc tính tốn quan trọng Do vậy, việc mơ hình hóa phần tử hệ thống điện góp phần đơn giản hóa việc tính tốn, lựa chọn thiết bị mạng Nhờ việc mơ hình hóa phần tử nên đơn giản dễ dàng việc tính tốn tổn hao cơng suất, điện năng, độ sụt áp hay tăng áp Những phần tử mạng điện bao gồm đường dây, máy biến áp, phụ tải nguồn Sơ đồ tương đương phần tử hệ thống điện sơ đồ thay cho q trình vật lý xảy mạng điện, dùng q trình tính tốn lưới cung cấp điện, người ta thay phần tử lưới điện đại lượng đặc trưng cho q trình truyền tải điện Từ sơ đồ, xây dựng cơng thức tính tốn cho thơng số, cơng thức tính tốn tổn thất…Sơ đồ thay bao gồm sơ đồ thay đường dây tải điện, sơ đồ thay máy biến áp Mơ hình phương tiện trực quan nhằm cung cấp kinh nghiệm giả tạo qua việc phản ánh cấu trúc khơng gian thực tế đối tượng cần nghiên cứu Từ sâu vào nghiên cứu chất bên vật Hệ thống điện hệ thống lớn qui mơ, phức tạp việc kết nối Mơ hình hệ thống điện thuộc loại mơ hình tạo, tức kết hợp số vật thực số phận biến đổi để nhấn mạnh đặc điểm hoạt động hệ thống Trong mơ hình hệ thống điện thể phần tử tướng ứng với thơng số Dựa vào mơ hình, thí nghiệm để thấy rõ q trình xảy tổn thất cơng suất, tổn thất điện áp, độ tăng áp; cố xảy ngắn mạch, pha, cân tải; trường hợp khác bù cơng suất phản kháng Nhờ vào sử dụng sơ đồ thay thí nghiệm mơ hình giả tạo, có nắm vững lý luận thực tiễn Từ việc tính tốn đó, dễ dàng đưa phương án thiết kế lắp đặt tốt kỹ thuật, kinh tế, giá thành …và tìm biện pháp làm giảm bớt tổn thất, điều chỉnh điện áp, lựa chọn dây dẫn, thiết bị, nâng cao suất, hiệu để đáp ứng nhu cầu tối đa điện cho nhân dân Chính nhũng yếu tố trên, nhóm nghiên cứu đến định tìm hiểu sơ đồ tương đương thiết kế, thi cơng mơ hình hệ thống truyền tải phục vụ cho thí nghiệm MỤC TIÊU, NHIÊM VỤ CỦA CƠNG TRÌNH 2.1 Mục tiêu: Đề tài tập trung nghiên cứu, thiết kế thi cơng mơ hình đường dây truyền tải nhằm phục vụ cho việc huấn luyện sinh viên ngành điện hình thành kỹ vận hành đường dây truyền tải điện Bên cạnh đó, thí nghiệm giúp người vận hành có thao tác đắn, hiều rõ q trình vật lý xảy đường dây hoạt động cố gặp Từ áp dụng cho việc định tính định lượng tốn tổn thất điện áp, tổn thất cơng suất, tăng áp, ngắn mạch, pha, bù cơng suất phản kháng cân tải Ngồi mơ hình dùng làm thí nghiệm có tài liệu hướng dẫn cách thực tập, làm thí nghiệm Tài liệu dùng cho việc nghiên cứu huấn luyện sinh viên q trình thực tập mơn cung cấp điện Đồng thời làm tài liệu tham khảo cho đề tài nghiên cứu thi cơng thiết bị dạy học cho học sinh – sinh viên 2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu: - Tìm hiểu kiến thức đường dây truyền tải, phân phối, cáp ngầm  Các cơng thức tính tốn có liên quan  Các q trình vật lý hệ thống điện, xác định thơng số cần thiết - Xây dựng mơ hình đường dây truyền tải phép tính có liên quan; - Thiết kế thi cơng mơ hình đường dây, tụ đường dây, tải R, L, C; - Tìm hiểu quan hệ đại lượng vật lý đường dây tải điện thơ qua khảo sát thực nghiệm mơ hình đường dây; - Kiểm tra độ sụt áp, tổn thất cơng suất hiệu ứng thay đổi tải; - Thí nghiệm ngắn mạch bù cơng suất phản kháng; - Xây dựng tập thí nghiệm, thực hành:  Lắp đặt thí nghiệm theo sơ đề dẫn;  Đo mức sụt áp, tổn thất cơng suất tác dụng phản kháng đường dây; tương ứng với chiều dài đường dây tải;  Các đặc tuyến điện áp cuối đường dây theo loại tải có tính trở, tính kháng tính dung;  Các bảng câu hỏi nhận xét PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Việc nghiên cứu, thiết kế thi cơng mơ hình hệ thống điện truyền tải phân phối thuộc loại nghiên cứu ứng dụng lẽ việc nghiên cứu nhằm tạo sản phẩm nhằm phục vụ cho thí nghiệm đào tạo nguồn nhân lực Tồn nội dung đề tài nghiên cứu theo phương pháp tham khảo tài liệu phương pháp thực nghiệm Q trình nghiên cứu theo trình tự sau:  Phân tích tổng hợp lý thuyết: tìm hiểu q trình thơng số phần tử hệ thống cơng thức tính tốn liên quan  Hình thành thơng số ứng với số giá trị thực tế: từ cơng thức tính tốn giá trị thơng số điện trở, điện kháng, điện dẫn, dung dẫn đường dây thơng số tải  Tiến hành xác định vật tư cần thiết: từ thơng số trên, tiến hành tính tốn dòng áp định mức Từ đó, chọn dây dẫn, vật liệu sắt từ, board…  Xây dựng mơ hình: từ vật liệu tiến hành xây dựng mơ hình đồng thời với việc thử nghiệm  Kiểm tra hoạt động mơ hình, vận hành thử  Tiến hành thí nghiệm  Từ số liệu thí ngiệm, phân tích giải thích lý truyết tìm hiểu trước  Xây dựng tập thí nghiệm NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 4.1 Ý nghĩa việc xây dựng sơ đồ Những phần tử mạng điện bao gồm đường dây, máy biến áp, phụ tải nguồn Sơ đồ tương đương phần tử hệ thống điện sơ đồ thay cho q trình vật lý xảy mạng điện, dùng q trình tính tốn lưới cung cấp điện, người ta thay phần tử lưới điện đại lượng đặc trưng cho q trình truyền tải điện Sơ đồ thay bao gồm sơ đồ thay đường dây tải điện, sơ đồ thay máy biến áp Mơ hình phương tiện trực quan nhằm cung cấp kinh nghiệm giả tạo qua việc phản ánh cấu trúc khơng gian thực tế đối tượng cần nghiên cứu Từ sâu vào nghiên cứu chất bên vật Hệ thống điện hệ thống lớn qui mơ, phức tạp việc kết nối Mơ hình hệ thống điện thuộc loại mơ hình tạo, tức kết hợp số vật thực số phận biến đổi để nhấn mạnh đặc điểm hoạt động hệ thống Việc truyền tải phân phối hệ thống điện với đích cuối mạng điện đến nơi tiêu thụ với hiệu tốt Khi xây dựng, thiết kế hệ thống cần tính tốn kỹ lưỡng xác Các q trình vật lý xảy hệ thống mạng phức tạp Trên đường dây dẫn đặc trưng thơng số như: điện trở, điện kháng, điện dung điện dẫn rải tồn dây dẫn Việc tính tốn tốn xác mức độ ảnh hưởng thơng số đường dây máy biến áp trở nên phức tạp, khó khăn Khi thiết kế, việc tính tốn quan trọng Do vậy, việc mơ hình hóa phần tử góp phần đơn giản hóa việc tính tốn, lựa chọn thiết bị mạng Nhờ việc mơ hình hóa phần tử nên đơn giản dễ dàng việc tính tốn tổn hao cơng suất, điện năng, độ sụt áp… Bởi lẽ, việc nghiên cứu, tính tốn tổn thất quan trọng có nắm vững lý luận tính tốn tổn thất Cũng nhờ mà việc tính tốn tổng cơng suất phụ tải, xác định nhu cầu điện tính tốn thiết kế; lựa chọn dây dẫn, thiết bị; điều chỉnh điện áp.v.v…chính xác phù hợp Từ việc tính tốn đó, dễ dàng đưa phương án thiết kế lắp đặt tốt kỹ thuật, kinh tế, giá thành …và tìm biện pháp làm giảm bớt tổn thất, nâng cao suất, hiệu - vấn đề cấp bách, thời người thiết kế người quản lý vận hành lưới điện - để đáp ứng nhu cầu tối đa điện cho nhân dân 4.2 Các giả thiết Các giả thiết tính tốn vận hành hệ thống:  Cấp điện áp 380 kV trở xuống;  Chiều dài đường dây khơng q 400 km  Mạng điện pha ;  Mạng hình tia, hở;  Một cấp điện áp nguồn; 4.3 Các thơng số dây dẫn 4.3.1 Sơ đồ mạch tƣơng đƣơng Mạng điện pha thực với dây pha dây trung tính biểu diễn hình 3.a Upn Pha A Dây trung tính Upn Upn Pha B Up Pha C a) Up Tải Up Upn Pha A Nguồn Up Tải Dây trung tính b) Nguồn Upn Up Tải c) Hình Các sơ đồ tương đương hệ thống điện pha dây Trong chế độ đối xứng, điện áp pha nguồn Nếu phụ tải đối xứng dòng điện dây trung tính coi 0, dòng điện I pha Vì vậy, tổn thất điện áp, tổn thất cơng suất tổn thất điện pha điện áp phụ tải Vì tính đối xứng nên tính tốn cần pha đủ Do đó, sơ đồ thay cần pha hình 1.b Khi tính tốn tổn thất khơng vẽ thêm dây trung tính dây trung tính dòng điện 0, khơng có tổn thất điện áp cơng suất đường dây nên bỏ qua dây trung tính sơ đồ hình 1.c Trên sơ đồ đơn giản mơ tả hệ thống mạng lưới Thực chất q trình vật lý xảy đường dây phức tạp Hơn nữa, mạng điện thực tế khơng thể đối xứng mong muốn Do ảnh hưởng trường điện từ xung quanh dây dẫn vật liệu tạo nên dây dẫn mà đường dây xuất điện kháng, điện dung điện trở Các thơng số dây dẫn rải tồn chiều dài đường dây Nếu để mà tốn khó khăn Trong q trình nghiên cứu cần phải mơ hình hóa xây dựng sơ đồ tương đương, sơ đồ tính tốn có đủ phần tử phục vụ cho việc nghiên cứu, mơ phỏng, tính tốn giá trị cần thiết Mơ hình đầy đủ đường dây đặc trưng thơng số điện trở, điện kháng, điện dung dung dẫn Sơ đồ tương đương thơng số đường dây thể hình Khi đường dây truyền tải vận hành với dòng điện ba pha, tổn hao rò (G) phân bố thuộc tính điện cảm điện dung ( L C), điện trở vật liệu dẫn điện (R) phải đưa xem xét Vì giá trị phân bố dọc theo đường dây truyền tải dạng trị số đơn vị chiều dài, sơ đồ mạch tương đương sau với thành phần mạch tập trung áp dụng cho đường dây ngắn, trung bình L1 CL L2 CL L3 G N CE G CE G CL R L R L R L RE LE CE Hình Sơ đồ mạch tương đương đường dây truyền tải ba pha dây thơng số đường dây Giá trị điện dẫn rò G gây tổn hao rò giới hạn khả cách điện cáp dòng rò dọc theo cách điện tổn hao vầng quang bề mặt tao dây đường dây truyền tải khơng Điện cảm đường dây L gồm từ trường hình thành dạng dòng điện tần số định mức Điện kháng cảm ứng độ lớn cáp đường dây dẫn khơng; giá trị đường dây khơng có phần cao hơn, khoảng cách dây dẫn lớn Các điện dung đường dây CE CL mơ tả từ trường tạo có điện áp tần số định mức đặt vào Vài điểm khác phải đưa xem xét : Điện dung cáp lớn đáng kể so với đường dây khơng, khoảng cách dây dẫn gần với nhau, vật liệu cách điện Điều giới hạn nghiêm ngặt khu vùng mà cáp sử dụng Hơn nữa, câu hỏi liệu dây dẫn cáp có chắn riêng (cáp dây dẫn) liệu có phải tất ba dây dẫn có chung (cáp ba dây dẫn), có vai trò quan trọng phương diện Mặt khác, đường dây điện lực khơng, điện dung dây dẫn (CL) điện dung dây dẫn đất (CE) ln ln hữu (xem hình 2) Theo lý thuyết điện dung dây dẫn thường coi điện dung ghép nối Trong thực tế, người ta cố gắng để xây dựng điện dung đối xứng đường dây truyền tải khơng Khi ba dây dẫn bố trí theo dạng tam giác đều, khoảng cách chúng nhau, khoảng cách từ dây dẫn đến mặt đất khơng Sự đối xứng đất có cách hốn vị tuần hồn dây dẫn khoảng định Trong trường hợp cố khơng đối xứng (và tải khơng đối xứng) dòng điện khơng chạy qua ba dây dẫn phía ngồi mà chạy ngược đường dây qua đất qua dây tiếp đất lớp vỏ bọc cáp truyền dẫn Đường dây có đặc tính điện trở cảm ứng Trong sơ đồ mạch tương đương hình nói đường dây đất đại diện điện trở RE điện cảm LE Việc xác định giá trị điện đường dây qua tính tốn phức tạp, vật liệu dây dẫn, hình dạng hình học vài trường hợp, vật liệu cách điện bao gồm phương trình Dưới giải thích tồn trình bày xác định thơng số đặc trưng đường dây 4.3.2 Sự tồn thơng số Thơng số dây dẫn đặc trưng cho q trình vật lý xảy dây dẫn có điện áp xoay chiều đặt dây dẫn có dòng điện xoay chiều qua Mơ hình đầy đủ đường dây phân phối có điện áp dòng điện xoay chiều qua đặc trưng thơng số như: điện trở, điện kháng, điện dung điện dẫn ứng với q trình vật lý xảy dây dẫn 1- Dây dẫn phát nóng hiệu ứng Joule Một phần cơng suất qua lưới tải bị để làm nóng dây dẫn phần điện áp bị tổn hao tượng Q trình đặc trưng điện trở dây dẫn r0 2- Dòng điện xoay chiều gây từ trường tự cảm dây dẫn hổ cảm dây dẫn với Từ trường gây tổn thất cơng suất phản kháng tổn thất điện áp đặc trưng điện kháng x0 3- Điện áp xoay chiều gây điện trường dây dẫn dây dẫn với đất dây dẫn với dây dẫn đất có chênh lệch điện áp tương đối lớn xem tụ điện Điện trường gây dòng điện điện dung có tác dụng làm triệt tiêu phần dòng điện cảm (của phụ tải) chạy dây dẫn Q trình đặc trưng dung dẫn b0 cơng suất phản kháng dung tính q0 (kVar/km) đường dây, cơng suất có giá trị đáng kể đường dây có điện áp định mức từ 110 kV trở lên 4-Điện áp cao gây bề mặt dây dẫn cường độ điện trường, cường độ điện trường lớn mức gây ion hóa khơng khí quanh dây dẫn gọi tượng "vầng quang" Vầng quang điện làm tổn thất phần điện gọi tổn thất vầng quang Điện áp cao gây dòng điện rò cách điện cáp bề mặt cách điện khác làm tổn thất phần điện Các tổn thất đặc trưng điện dẫn g0 Điện dẫn g0 tính đường dây điện có điện áp định mức từ 330 kV trở lên điện áp thấp nên tổn thất vầng quang rò điện nhỏ Các thơng số dây dẫn rải tồn độ dài dây 29 12 Ampe kế 2.5 A 13 Bộ dây nối đất an tồn 25 cm, đen 14 Tải trở 15 Tải dung - Sơ đồ lắp đặt thiết bị: thiết bị đặt sau: Đồng hồ U Đồng hồ P,Q Đồng hồ U Nguồn pha Mođun máy cắt Đồng hồ U Máy biến pha Đồng hồ I Mơ hình đường dây truyền tải Đồng hồ cosj Mơ hình tải trở Mơ hình tải cảm Hình 26 Sơ đồ đặt thiết bị thiết bị thí nghiệm tải dung - điện trở - Trình tự thí nghiệm: Cơng đoạn 1: Kết nối Lắp đặt mạch theo hình 27 Hình 27 Mạch thí nghiệm tải dung - điện trở Đặt điện áp máy biến ba pha tới giá trị UN -15 % Cơng đoạn 2: Đo đạc Bắt đầu với giá trị 2μF tải dung Tải trở bắt đầu nấc giảm giá trị tải trở xuống nấc 2, nấc nấc Ở bước, đo đại lượng sau: điện áp U1, dòng điện I1, cơng suất thực P1 cơng suất phản kháng Q1 đầu đường dây điện áp U2, dòng điện I2 hệ số cơng cosφ, cuối đường dây Điền kết phép đo vào bảng sau: R(nấc) U1(V) I1(A) P1(W) Q1(Var) U2(V) Lặp lại phép đo cho tải cảm với giá trị 4μF 6μF I2(A) cosφ 30 Đo đại lượng nêu với C = 4μF: R(nấc) U1(V) I1(A) P1(W) Đo đại lượng nêu với C = 6μF: R(nấc) U1(V) I1(A) P1(W) Q1(Var) U2(V) I2(A) cosφ Q1(Var) U2(V) I2(A) cosφ Cơng đoạn 3: Câu hỏi 1: Đặc tính điển hình chung điện áp tất phép đo nào? Trả lời : ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Câu hỏi 2: Vẽ định tính (khơng cần tỉ lệ) biểu đồ vector điện áp - dòng điện trường hợp pha gồm tải cảm tải trở với hệ số cơng suất 0,8 Điện dung vận hành đường dây truyền tải bỏ qua Trả lời: Câu hỏi 3: Loại bỏ tải trở lặp lại phép đo với C = μF U1 = _ V, I1 = _ A, P1 = W, Q1 = Var, U2 = _ V, I2 = _ A, cosφ2 = Câu hỏi 3: Tại tải dung, ngược với tải cảm, khơng tiêu thụ cơng suất tác dụng? Trả lời: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………… 4.6.5 THÍ NGHIỆM VỚI TẢI R – L – C - Mục tiêu thí nghiệm Khảo sát hiệu ứng bù song song thí nghiệm tải R - L –C để ổn định điện áp phụ tải tổn hao cơng suất truyền tải đường dây - Danh sách thiết bị 31 STT 10 11 12 13 14 15 16 Số lượng 1 1 1 1 4 1 Tên module Bộ phận cung cấp nguồn ba pha Mơ đun máy cắt Máy biến pha Mơ hình đường dây truyền tải Vơn kế 600 V Đồng hồ đo cơng suất phản kháng tác dụng Bộ dây nối an tồn Bộ cầu nối an tồn Bộ dây nối đất an tồn xanh lục / vàng Bộ cầu nối an tồn, đen Bộ cầu nối an tồn, xanh lục / vàng Ampe kế 2,5 A Bộ dây nối đất an tồn 25 cm, đen Tải trở Tải dung Tải cảm - Sơ đồ lắp đặt thiết bị: Mơ hình tải dung Đồng hồ U Nguồn pha Đồng hồ I Mođun máy cắt Đồng hồ P,Q Máy biến pha Đồng hồ U Đồng hồ I Mơ hình đường dây truyền tải Đồng hồ cosj Mơ hình tải trở Mơ hình tải cảm Hình 28 Sơ đồ lắp đặt thí nghiệm tải R – L –C - Trình tự thí nghiệm Cơng đoạn Lắp đặt mạch theo hình 29 Điểm xuất phát cho thí nghiệm kết hợp tải cảm tải trở Thành phần tải cảm bù cách sử dụng điện dung nối song song Để diễn tả đặc tính quan trọng kiểu bù này, cần khảo sát đường dây khơng có điện dung Loại bỏ tất cầu nối điện dung CE CL với mơ hình đường dây truyền tải, chưa làm Đặt điện áp máy biến ba pha tới giá trị UN + % Cơng đoạn Đo đạc Đặt giá trị 1,2 H tải cảm kháng Nối giá trị 2µF tải dung đo đại lượng sau với giá trị khác tải trở R : Điện áp U1, dòng điện I1, cơng suất tác dụng P1, cơng suất phản kháng Q1 đầu đường dây điện áp U2, dòng điện I2 cos2 cuối đường dây Nhập vào giá trị đo vào bảng sau đây: 32 R(nấc) U1(V) I1(A) P1(W) Giá trị đo L = H, C = 4µF: R(nấc) U1(V) I1(A) P1(W) Q1(Var) U2(V) I2(A) cos2 Q1(Var) U2(V) I2(A) cos2 Giá trị đo L = 0,8 H, C = 8µF: R(nấc) U1(V) I1(A) P1(W) Q1(Var) U2(V) I2(A) cos2 Câu hỏi: So sánh kết phép đo với giá trị thu mục thí nghiệm tải cảm - điện trở Có nhận xét đặc biệt cos phụ tải? Kết quả: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Hình 29 Mạch thí nghiệm tải R – L – C 4.6.6 THÍ NGHIỆM Ở CHẾ ĐỘ NGẮN MẠCH BA PHA - Mục tiêu thí nghiệm 33 Đo lường giải thích hệ số điện áp dòng điện đường dây truyền tải thời gian ngắn mạch ba pha - Danh sách thiết bị Số lượng 1 1 1 1 STT 10 11 12 Tên module Bộ phận cung cấp nguồn ba pha Mơ đun máy cắt Máy biến pha Mơ hình đường dây truyền tải Vơn kế 600 V Đồng hồ đo cơng suất phản kháng tác dụng Bộ dây nối an tồn Bộ cầu nối an tồn Bộ dây nối đất an tồn xanh lục / vàng Bộ cầu nối an tồn, đen Bộ cầu nối an tồn, xanh lục / vàng Ampe kế 2,5 A - Sơ đồ lắp đặt thiết bị: Đồng hồ I Đồng hồ P,Q Nguồn pha Mođun máy cắt Đồng hồ U Máy biến pha Đồng hồ I Mơ hình đường dây truyền tải Hình 30 Sắp đặt thành phần thí nghiệm ngắn mạch pha - Trình tự thí nghiệm: Cơng đoạn 1: Kết nối Lắp đặt mạch theo hình 31 Vì dòng điện tải cao thiết bị thí nghiệm thời gian ngắn mạch, phép đo sau phải thực nhanh chóng, sử dụng với chiều dài đường dây 100 % với điện áp cung cấp thấp Đặt điện áp máy biến ba pha tới giá trị UN - 15 % Cơng đoạn 2: Đo đạc: Đo đạc điện áp đầu đường dây, dòng điện đầu đường dây lẫn cơng suất phản kháng tác dụng tiêu thụ mơ hình đường dây truyền tải : U1 = _ V, I1 = _ A, I2 = _ A P1 = W, Q1 = Var Hình 31 Mạch thí nghệm ngắn mạch ba pha (chiều dài 100%) Cơng đoạn 3: Xử lý số liệu Câu hỏi: Cơng suất lớn (Cơng suất tác dụng cơng suất phản kháng)? Trả lời: ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… 34 ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… Ghi chú: Nếu dòng ngắn mạch đo chuyển đổi tới mức 380 kV thực tế, kết thực chưa thực Những dòng điện cố xuất mức điện áp cao đáng kể bình thường giải mạng vòng với nhiều nguồn ni, bình thường có chiều dài ngắn 360 km Hơn nữa, bên thí nghiệm này, thay cho dòng ngắn mạch AC ban đầu, dòng ngắn mạch liên tục (dòng ngắn mạch sau thời kỳ q độ) đo Nếu có bảo vệ vận hành suốt q trình thí nghiệm, thành phần cố ngắt trước 4.6.7 THÍ NGHIỆM Ở CHẾ ĐỘ NGẮN KHƠNG ĐỐI XỨNG 4.6.7.1 Thí nghiệm ngắn mạch hai pha có khơng có chạm đất.(Hình 32) 4.6.7.2 Thí nghiệm ngắn mạch pha.(Hình 33) Hình 32 Mạch thí nghiệm ngắn mạch hai pha Hình 33 Mạch thí nghiệm ngắn mạch pha 35 4.7 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 4.7.1 THÍ NGHIỆM Ở CHẾ ĐỘ KHƠNG TẢI -Kết đo: sử dụng cầu nối đặt điện áp cuộn dây thứ cấp máy biến ba pha có UN - 10 %, điện áp đường dây đất bắt đầu kết thúc đường dây, cơng suất phản kháng tiêu thụ pha : U1 = 342 V, U2 = 370 V, U2/U1 = 1,08 QC = 20 Var Thay đổi chiều dài đường dây lên 216 km cách nối cầu nối hình 30b lặp lại phép đo U1 = 343 V, U2 = 378 V, U2/U1 = 1,10 QC = 34 Var Thay đổi chiều dài đường dây lên 360 km cách nối cầu nối hình 30c lặp lại phép đo U1 = 348 V, U2 = 400 V, U2/U1 = 1,15 QC = 61 Var Câu hỏi 1: Nhập cơng suất phản kháng QC nạp đường dây đo tính tốn tỷ số U1/U2 vào đồ thị hàm theo chiều dài tương ứng đường dây Nhận xét mối quan hệ này? Đồ thị: Q/ Var U1/U2 1.16 80 1.14 60 1.10 40 1.08 20 20 40 60 80 100 1/% 20 40 60 80 100 1/% Hình 34 Đồ thị quan hệ Nhận xét: Cơng suất phản kháng gia tăng theo chiều dài đường dây, q áp cuối đường dây Câu hỏi 2: So sánh cơng suất phản kháng nạp đường dây đo với giá trị theo tính tốn lý thuyết phụ thuộc vào chiều dài đường dây Kết quả: Cơng suất phản kháng nạp tính tốn theo cơng thức Qc = UN2..CB STT Chiều dài (km) Giá trị tính tốn (Var) Giá trị đo (Var) 144 73 60 216 110 102 360 190 183 Chú ý: Khi so sánh, nên lưu ý giá trị đo pha phải nhân với hệ số Câu hỏi 3: Mơ hình đường dây truyền tải u cầu cơng suất thực vận hành khơng tải khơng? Trả lời : 36 Dòng điện nhỏ chạy từ đầu đến cuối đường dây qua điện dung vận hành dụng gây tổn thất cơng suất tác dụng điện trở đường dây Đồng hồ đo cơng suất khơng cho thấy tiêu thụ cơng suất tác dụng 4.7.2 THÍ NGHIỆM VỚI TẢI THUẦN TRỞ - Kết đo Kết đo thể bảng sau: R(nấc) U1(V) I1 (A) P1(W) Q1(Var) U2(V) 360 0,27 55 60 (dung) 400 358 0,56 90 45 (dung) 385 352 0,69 127 26(dung) 368 350 0,74 158 340 15(cảm) 345 0,80 170 312 35(cảm) 345 0,89 185 300 58(cảm) 340 1,00 195 285 I2 (A) 0,13 0,27 0,65 0,75 0,86 1,02 1,15 Câu hỏi 1: Ở mức tải trở đường dây mang tính điện dung mức mang tính cảm kháng? Xác định giá trị đặc biệt tải trở mà đường dây khơng tiêu thụ cơng suất phản kháng (ở giá trị nào) so sánh điều với lý thuyết trở kháng sóng riêng đường dây Kết quả: Khi tải trở nấc (25% tải trở) đường dây khơng tiêu thụ cơng suất phản kháng Trở kháng sóng đặc trưng đường dây xác định khoảng (200 tới 300) Câu hỏi 2: Trở kháng sóng đặc trưng đường dây truyền tải độc lập với chiều dài Với tải trở (khoảng 240) điện áp cung cấp UN - % giữ khơng thay đổi, thay đổi chiều dài đường dây lần 40 % sau 60 % tồn chiều dài (tham khảo hình mơ tả mơ hình đường dây truyền tải) xác định liệu có phải mạch tiêu thụ lượng cơng suất phản kháng khơng? Kết quả: Sự phù hợp đạt hai trường hợp (khơng có tiêu thụ cơng suất phản kháng) Trở kháng sóng đặc trưng đường dây độc lập với chiều dài đường dây Đặt chiều dài mơ hình đường dây truyền tải 100 % lần để xác định tổn thất cơng suất truyền tải hiệu suất trường hợp vận hành tải phù hợp Để lại tải trở khơng thay đổi cho giá trị trở kháng sóng đặc trưng Đo điện áp dòng điện hai đường dây tất cấp điện áp cung cấp từ cuộn thứ cấp máy biến ba pha Điện áp U1(V) I1(A) U2(V) I2 (A) cung cấp UN+5% 400 0,90 378 0,90 UN 385 0,85 365 0,85 UN-5% 365 0,80 350 0,80 UN-10% 350 0,75 330 0,75 UN-15% 330 0,72 315 0,72 37 Dựa vào điện áp giá trị dòng điện đo tính tốn tồn cơng suất thực P1 đầu đường dây tồn cơng suất thực P2 cuối đường dây với điện áp liệt kê theo phương trình P = UI Sự khác P = P1 - P2, tổn hao truyền tải đường dây; tỷ lệ P2/P1 thể hiệu suất đường dây truyền tải Kết theo điện áp cung cấp vào bảng bên Điện áp Hiệu suất P1(W) P2(W) ∆P(W) cung cấp (%) UN+5% 623,5 589,2 34,3 94,5 UN 566,8 537,4 29,4 94,8 UN-5% 505,8 485,0 20,8 95,9 UN-10% 454,7 428,7 26,0 94,3 UN-15% 411,5 393,0 18,5 95,5 Câu hỏi 3: Hiệu tùy thuộc vào biên độ điện áp cung cấp? Kết quả: Đường dây tải hình thành mạch nối tiếp Tỷ lệ cơng suất truyền tải tiêu thụ hai phần tử hiệu suất độc lập với độ lớn điện áp cung cấp Tuy nhiên, giả thiết cơng suất truyền tải khơng thay đổi, điện áp cung cấp cao tốt hơn, tổn thất đường dây dòng điện giảm Ghi chú: Trong đường dây truyền tải thực tế tổn thất vầng quang xuất hiện, có hiệu ứng ngược tương đối đến hiệu suất Hơn nữa, giá trị xác định cho trường hợp khác thường tải phù hợp 4.7.3 THÍ NGHIỆM VỚI ĐIỆN TRỞ VÀ THUẤN CẢM - Kết phép đo vào bảng sau: Đặt điện áp máy biến ba pha tới giá trị UN + 0% Khi thực thí nghiệm, chắn tải cảm khơng bị q dòng Bắt đầu với giá trị 1,2 H tải cảm Tải trở bắt đầu nấc 1(100%), giảm giá trị tải trở xuống nấc 2, nấc nấc Ở bước, đo đại lượng sau: điện áp U1, dòng điện I1, cơng suất thực P1 cơng suất phản kháng Q1 đầu đường dây điện áp U2, dòng điện I2 hệ số cơng suất cos, cuối đường dây R(nấc) U1(V) 390 382 380 379 I1(A) 0,26 0,40 0,53 0,70 P1(W) 50 80 113 140 Q1(Var) 25 34 45 62 U2(V) 350 330 322 310 Lặp lại phép đo cho tải cảm với giá trị 1,0 H 0,8 H Đo đại lượng nêu với L = 1,0 H : R(nấc) U1(V) I1(A) P1(W) Q1(Var) U2(V) 385 0,31 50 45 330 383 0,41 75 50 320 380 0,53 105 60 312 379 0,70 135 75 300 I2(A) 0,52 0,60 0,74 0,84 cos 0,42 0,64 0,89 0,87 I2(A) 0,58 0,66 0,77 0,91 cos 0,39 0,57 0,74 0,82 38 Đo đại lượng nêu với L = 0,8 H : R(nấc) U1(V) I1(A) P1(W) 385 0,39 50 382 0,48 75 380 0,59 100 378 0,72 125 Q1(Var) 70 74 80 92 U2(V) 312 305 300 285 I2(A) 0,70 0,75 0,85 0,95 cos 0,24 0,50 0,64 0,77 Câu hỏi: Đặc tính điển hình chung điện áp tất phép đo nào? Trả lời: Điện áp cuối đường dây thấp đáng kể điện áp đầu đường dây Điện áp giảm dòng phụ tải tăng Vẽ định tính (ví dụ: khơng cần tỉ lệ) biểu đồ vector điện áp-dòng điện trường hợp pha gồm tải cảm tải trở với hệ số cơng suất 0,8 Điện dung vận hành đường dây truyền tải bỏ qua.(Hình vẽ chương 2) Loại bỏ tải trở lặp lại phép đo với L = H U1 = 405 V, I1 = 0,28 A, P1 = 20 W, Q1 = 62 Var U2 = 360 V, I2 = 0,60 A, cosφ2 = 0,12 (cảm) Câu hỏi 2: Tại tải cảm tiêu thụ cơng suất thực (cosφ2 khơng zêrơ)? Trả lời: Điện trở điện cảm tổn hao sắt dẫn tới tình trạng ngồi tiêu thụ cơng suất phản kháng, lượng định cơng suất tác dụng tiêu thụ 4.7.4 THÍ NGHIỆM VỚI TẢI DUNG - TRỞ - Kết phép đo vào bảng sau: Đặt điện áp máy biến ba pha tới giá trị UN -15 % Bắt đầu với giá trị 2µF tải dung Tải trở bắt đầu nấc 1(100%), giảm giá trị tải trở xuống nấc 2, nấc nấc U2(V) 378 358 338 310 I2(A) 0,16 0,38 0,55 0,70 cosφ2 0,88 0,96 0,98 0,99 Lặp lại phép đo cho tải cảm với giá trị 4µF 6µF Đo đại lượng nêu với C = 4µF: R(nấc) U1(V) I1(A) P1(W) Q1(Var) U2(V) 317 0365 60 100 410 312 0,70 95 83 384 311 0,78 125 56 360 308 0,87 150 25 330 I2(A) 0,30 0,48 0,62 0,76 cosφ2 0,57 0,82 0,91 0,95 I2(A) 0,58 cosφ2 0,50 R(nấc) U1(V) 319 315 312 310 I1(A) 0,45 0,60 0,68 0,76 P1(W) 46 80 110 130 Q1(Var) 66 55 35 10 Đo đại lượng nêu với C = 8µF: R(nấc) U1(V) 315 I1(A) 1,05 P1(W) 85 Q1(Var) 168 U2(V) 468 39 310 308 305 1,06 1,09 1,12 127 160 183 134 95 102 430 400 360 0,75 0,85 0,95 0,57 0,75 0,85 Câu hỏi 1: Tính điển hình chung điện áp tất phép đo nào? Trả lời : Điện áp cuối đường dây cao đáng kể điện áp đầu đường dây Điện áp giảm dòng phụ tải tăng Vẽ định tính (khơng cần tỉ lệ) biểu đồ vector điện áp - dòng điện trường hợp pha gồm tải cảm tải trở với hệ số cơng suất 0,8 Điện dung vận hành đường dây truyền tải bỏ qua Loại bỏ tải trở lặp lại phép đo với C = 4µF U1 = 370 V, I1 = 0,79 A, P1 = W, Q1= 150 Var U2 = 452 V, I2 = 0,34 A, cosφ2 = 0,10 (dung) Câu hỏi 2: Tại tải dung, ngược với tải cảm, khơng tiêu thụ cơng suất tác dụng? Trả lời: Khơng giống cuộn cảm, tụ điện khơng gây nên tổn hao điện trở khơng có tổn hao sắt để tiêu thụ cơng suất thực 4.7.5 THÍ NGHIỆM VỚI TẢI R – L – C (BÙ SONG SONG) Điểm xuất phát cho thí nghiệm kết hợp tải cảm tải trở Thành phần tải cảm bù cách sử dụng điện dung nối song song Để diễn tả đặc tính quan trọng kiểu bù này, cần khảo sát đường dây khơng có điện dung Loại bỏ tất cầu nối điện dung CE CL với mơ hình đường dây truyền tải Đặt điện áp máy biến ba pha tới giá trị UN + % Đặt giá trị 1,2 H tải cảm kháng Nối giá trị 2µF tải dung đo đại lượng sau với giá trị khác tải trở R : Điện áp U1, dòng điện I1, cơng suất tác dụng P1, cơng suất phản kháng Q1 đầu đường dây điện áp U2, dòng điện I2 cos2 cuối đường dây Những giá trị đo vào bảng sau đây: Giá trị đo L = 1,2 H, C = 2µF: I1(A) P1(W) Q1(Var) U2(V) I2(A) R(nấc) U1(V) cos2 0,26 60 10 382 0,48 0,54 419 0,41 95 17 370 0,60 0,74 416 0,59 134 32 355 0,75 0,85 411 0,76 162 52 338 0,92 0,91 409 Giá trị đo L = 1,0 H, C = 4µF: R(nấc) U1(V) I1(A) P1(W) 419 0,27 65 415 0,45 100 412 0,60 140 408 0,78 170 Q1(Var) 25 45 U2(V) 390 375 360 340 I2(A) 0,45 0,58 0,75 0,92 cos2 0,62 0,81 0,89 0,94 Câu hỏi 1: So sánh kết phép đo với giá trị thu mục tải R - L Có nhận xét đặc biệt cos phụ tải? Kết quả: 40 Việc bù song song làm giảm bớt u cầu cơng suất phản kháng hệ thống tải đường dây Cùng lúc, điện áp phụ tải tăng lên cách đáng kể Trong tất trường hợp, bù cơng suất phản kháng thay đổi từ cos2 tải đến 4.7.6 THÍ NGHIỆM Ở CHẾ ĐỘ NGẮN MẠCH BA PHA Đặt điện áp máy biến ba pha tới giá trị UN - 15 % Vì dòng điện tải cao thiết bị thí nghiệm thời gian ngắn mạch, phép đo sau phải thực nhanh chóng, sử dụng với chiều dài đường dây 100 % với điện áp cung cấp thấp - Kết đo: Đo đạc điện áp đầu đường dây, dòng điện đầu đường dây lẫn cơng suất phản kháng tác dụng tiêu thụ mơ hình đường dây truyền tải : U1 = 302 V, I1 = 2,0 A, I2 = 2,15 A, P1 = 60 W, Q1 = 330 Var Câu hỏi: Cơng suất lớn hơn (Cơng suất tác dụng cơng suất phản kháng)? Kết quả: Chủ yếu có tiêu thụ cơng suất phản kháng cảm ứng Đối với tính tốn ngắn mạch gần cần sử dụng điện kháng mạng điện Kết thể điều này, ví dụ tính tốn dòng ngắn mạch phía cao áp Ghi chú: Nếu dòng ngắn mạch đo chuyển đổi tới mức 380 kV thực tế, kết thực chưa thực Những dòng điện cố xuất mức điện áp cao đáng kể bình thường giải mạng vòng với nhiều nguồn ni, bình thường có chiều dài ngắn 360 km Hơn nữa, bên thí nghiệm này, thay cho dòng ngắn mạch AC ban đầu, dòng ngắn mạch liên tục (dòng ngắn mạch sau thời kỳ q độ) đo Nếu có bảo vệ vận hành suốt q trình thí nghiệm, thành phần cố ngắt trước 4.7.7 THÍ NGHIỆM NGẮN MẠCH KHƠNG ĐỐI XỨNG 4.7.7.1 Thí nghiệm ngắn mạch hai pha có khơng có chạm đất Trước hết, khảo sát tất ngắn mạch hai pha chạm đất Vì dòng điện qua phần tử cao, nên thực thí nghiệm nhanh chóng với tồn chiều dài đường dây Đặt điện áp máy biến pha giá trị UN - 15 % Đo dòng ngắn mạch I1 I2 dây dẫn L1 L2 dòng ngắn mạch IK điện áp pha lại L3 với đất: I1 = 1,8 A, I2 = 1,8 A, IK = 0,75 A, U3 = 294 V Câu hỏi 1: Tại dòng ngắn mạch IK nhỏ hơn hai dòng ngắn mạch phận I1và I2 Trả lời : Hai dòng ngắn mạch phận cộng lại mặt hình học vào tồn dòng ngắn mạch chỗ cố Loại bỏ am-pe kế mạch theo hình 44 giá trị đo dòng cố Bây thí nghiệm với ngắn mạch hai pha khơng chạm đất Đo lường giá trị sau đây: I1 = 1,76 A, I2 = 1,76 A, U3 = 115 V Câu hỏi 2: So sánh giá trị đo cho hai kiểu ngắn mạch với với ngắn mạch ba pha Kết quả: Trong mơ hình đường dây truyền tải khảo sát đây, dòng đIện thành phần dòng ngắn mạch hai pha chạm đất lớn hơn dòng ngắn mạch hai pha khơng chạm 41 đất Tuy nhiên, tất dòng điện cố có giá trị bé dòng ngắn mạch ba pha Ghi chú: Những kết tìm thấy khơng thể ứng dụng mạng thực tế mà khơng có hạn chế, việc đo đạc xác định giá trị sau chế độ q độ với điện áp cung cấp cố định 4.7.7.2 Thí nghiệm ngắn mạch pha Lắp đặt thí nghiệm hình 46 để đo dòng điện áp ngắn mạch pha chạm đất Đo dòng điện Ik ngắn mạch pha chạm đất điện áp hai pha lại với đất: Ik = 1.2 A, U2 = 290 V, U3 = 290 V Câu hỏi 1: So sánh giá trị dòng ngắn mạch đo với cố ba pha Kết quả: Dòng ngắn mạch pha đơn nhỏ đáng kể dòng điiện ngắn mạch ba pha vị trí Ghi chú: Những kết tìm thấy khơng thể ứng dụng mạng thực tế mà khơng có hạn chế, việc đo đạc xác định giá trị sau chế độ q độ với điện áp cung cấp cố định D KẾT LUẬN Mỗi kỳ thi, đồ án mơn học tới hội tạo động lực để giúp sinh viên cần phải cố gắng để tìm hiểu, tìm tòi, khám phá tri thức học tri thức chưa học Hơn nữa, đề tài nghiên cứu khoa học thân sinh viên giúp họ phải làm việc thời gian ngắn ngủi cho phép để vận dụng kiến thức học, khám phá, phát hiện, tìm tri thức mới, góp phần nhỏ vào việc đóng góp cho tri thức nhân loại Qua đề đề tài nghiên cứu khoa học này, nhóm nghiên cứu hồn thành sản phẩm dành cho thí nghiệm mơ hình đường dây truyền tải Cụ thể sau: - Xây dựng mơ hình hệ thống điện truyền tải dành cho sinh viên thực tập bao gồm modules sau: STT Tên mơ hình (module) Số lượng Mơ hình đường dây pha Mơ hình tải trở R pha Mơ hình tải cảm L pha Mơ hình tải dung C pha Mơ hình tụ đường dây - Lập bảng hướng dẫn chi tiết cho nội dung Ghi nhận thơng số, số liệu thí nghiệm từ mơ hình giải thích Để hồn thành phần trên, nhóm nghiên cứu tập trung vào số cơng việc sau: - Tìm hiểu kiến thức đường dây truyền tải, phân phối, cáp ngầm  Các cơng thức tính tốn có liên quan  Các q trình vật lý hệ thống điện, xác định thơng số cần thiết - Xây dựng sơ đồ thay đường dây truyền tải phép tính có liên quan; - Thiết kế thi cơng mơ hình đường dây, tụ đường dây, tải R, L, C; - Tìm hiểu quan hệ đại lượng vật lý đường dây tải điện thơng qua khảo sát thực nghiệm mơ hình đường dây; - Kiểm tra độ sụt áp, tổn thất cơng suất hiệu ứng thay đổi tải; - Thí nghiệm ngắn mạch bù cơng suất phản kháng; 42 - Xây dựng tập thí nghiệm, thực hành Qua đó, khối kiến thức đường dây truyền tải hiểu sâu sắc hơn, sâu vào phân tích giản đồ vector tượng xảy ngồi thực tế Từ đáp ứng cho việc thiết kết, tính tốn, biện pháp đề phòng khắc phục vận hành hệ thống điện Với chi phí hạn hẹp sản phẩm hồn thành tốt, hoạt động tốt Do vậy, việc tiếp tục làm nhân rộng mơ hình để phục vụ cho thí nghiệm nhà trường trường khác tính kinh tế hiệu Nhóm nghiên cứu E HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI  Sử dụng linh kiện vật liệu có sẵn thị trường Việt Nam, Chi phí thực giá rẻ  Mở rộng sản xuất hàng loạt modules để phục vụ cho trường có nhóm ngành  Lập tập hướng dẫn chi tiết tuỳ thuộc vào đối tượng học sinh – sinh viên F TÀI LIỆU THAM KHẢO T.S Nguyễn Văn Tuấn (chủ biên), Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Giáo Dục, ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, 2006 Hồ Văn Hiến, Hệ Thống Điện, Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TP.HCM, 2005 Nguyễn Văn Đạm, Mạng Lưới Điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2005 Trần Bách, Lưới Điện Hệ Thống Điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2006 Đức Minh - Trần Thọ, Truyền Tải Điện Năng Tiêu Thụ Điện, Nhà xuất Giao thơng vận tải, 2007 Phan Thị Thanh Bình - Hồ Văn Hiến - Nguyễn Hồng Việt, Thiết Kế Hệ Thống Điện, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP.HCM, 2003 Schneider Electric S.A, Hướng Dẫn Thiết Kế Lắp Đặt Điện Theo Tiêu Chuẩn IEC, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2007 Tài liệu từ websites ngồi nước [...]... 174 116 Số vòng dây 480 370 300 Số vòng dây trung 445 tính(250mH) Module đường dây được thi t kế và xây dựng như hình sau 18 MÔ HÌNH ĐƯỜNG DÂY TRUYỀNCẢM TẢI TẢI THUẦN Hình 14a Module đường dây truyền tải - bản vẽ Hình 14b Module đường dây truyền tải -Module thật 4.5.4 Tụ đƣờng dây Thành phần này gồm có ba tụ điện 2,5µF riêng lẻ, phù hợp với một nửa điện dung của mô hình đường dây truyền tải với chiều... điện dung đường dây, có thể lắp thành một mạch mô tả các trạng thái vận hành như mô hình đường dây truyền tải với nhiều điện dung đường dây với đất 19 Nếu cả hai điện dung đường dây được sử dụng cùng với những điện dung của mô hình đường dây truyền tải, có thể mô hình như thật về sự tiêu thụ công suất phản kháng chính xác trong đường dây cáp ngầm Module tụ đường dây được thi t kế và xây dựng như hình. .. ………………………………………………………… 4.6.3 THÍ NGHIỆM VỚI TẢI CẢM - ĐIỆN TRỞ - Mục tiêu thí nghiệm: Đo lường và giải thích những hệ số điện áp và dòng điện của đường dây truyền tải với tải cảm có tải trở và tải thần cảm - Danh sách thi t bị STT Số lượng Tên module 1 1 Bộ phận cung cấp nguồn ba pha 2 1 Mô đun máy cắt 3 1 Máy biến thế 3 pha 4 1 Mô hình đường dây truyền tải 5 2 Vôn kế 600 V 6 1 Đồng hồ đo công suất phản kháng và tác dụng... Đồng hồ I Mô hình đường dây truyền tải Đồng hồ cosj Mô hình tải thuần trở Mô hình tải thuần cảm Hình 24: Sắp đặt những thành phần trong thí nghiệm của tải cảm - điện trở 27 - Trình tự thí nghiệm: Công đoạn 1: Kết nối: Lắp đặt mạch theo hình 25 Hình 25 Mạch thí nghiệm tải điện cảm - thuần trở Đặt điện áp trên máy biến thế ba pha tới một giá trị UN + 0 % Khi thực hiện thí nghiệm, chắc chắn rằng tải cảm... 4.6.4 THÍ NGHIỆM VỚI TẢI DUNG - TRỞ - Mục tiêu thí nghiệm: Đo lường và giải thích những hệ số điện áp và dòng điện của đường dây truyền tải với tải dung - trở và tải thuần dung - Danh sách thi t bị STT Số lượng Tên module 1 1 Bộ phận cung cấp nguồn ba pha 2 1 Mô đun máy cắt 3 1 Máy biến thế 3 pha 4 1 Mô hình đường dây truyền tải 5 2 Vôn kế 600 V 6 1 Đồng hồ đo công suất phản kháng và tác dụng 7 1 Bộ dây. .. truyền tải Đồng hồ cosj Mô hình tải thuần trở Mô hình tải thuần cảm Hình 26 Sơ đồ sắp đặt thi t bị thi t bị thí nghiệm tải thuần dung - điện trở - Trình tự thí nghiệm: Công đoạn 1: Kết nối Lắp đặt mạch theo hình 27 Hình 27 Mạch thí nghiệm tải thuần dung - điện trở Đặt điện áp trên máy biến thế ba pha tới một giá trị UN -15 % Công đoạn 2: Đo đạc Bắt đầu với giá trị 2μF của tải dung Tải thuần trở được bắt... P,Q Máy biến thế 3 pha Đồng hồ U Đồng hồ I Mô hình đường dây truyền tải Đồng hồ cosj Mô hình tải thuần trở Mô hình tải thuần cảm Hình 28 Sơ đồ lắp đặt thí nghiệm tải R – L –C - Trình tự thí nghiệm Công đoạn 1 Lắp đặt mạch theo hình 29 Điểm xuất phát cho thí nghiệm này là kết hợp tải cảm và tải thuần trở Thành phần tải cảm sẽ được bù bằng cách sử dụng một điện dung nối song song Để diễn tả những đặc... điện áp trên đường dây lúc này bằng: P R  Q12b X U = Ud = 12b U2 (28) 4.5 XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM 4.5.1 Giới thi u các modules đƣợc xây dựng Nhiệm vụ chính trong đề tài này là nghiên cứu, thi t kế và thi công 6 mô hình sau: STT Tên module Số lượng 1 Module đường dây 3 pha 1 2 Module tải thuần trở R 3 pha 1 3 Module tải thuần cảm L 3 pha 1 4 Module tải thuần dung C 3 pha 1 5 Module tụ đường dây. ..  Dòng điện cuối đường dây (dòng điện phụ tải) I 2 ;  Dòng điện chạy trên đường dây I12 ;  Dòng điện dung ở đầu đường dây I10 ;  Dòng điện dung ở cuối đường dây I 20 ;   Điện áp đầu đường dây U1 , điện áp cuối đường dây U 2 ;   Tổng trở và tổng dẫn của đường dây Z  R  jX , Y  jB - Tải mang tính cảm: - 900 < φ2 < 00 Để đơn giản khi tính, chúng ta sử dụng dòng điện và điện áp là các giá trị... nạp công suất cho đường dây với những chiều dài khác nhau trong chế độ vận hành không tải  Giải thích khái niệm điện dung vận hành Những đặc trưng sử dụng khác nhau của đường dây truyền tải trên không và cáp ngầm - Danh sách thi t bị STT Số lượng Tên module 1 1 Bộ phận cung cấp nguồn ba pha 2 1 Mô đun máy cắt 3 1 Máy biến thế 3 pha 4 1 Mô hình đường dây truyền tải 5 2 Tụ điện đường dây 6 2 Vôn kế 600