Mạng và thiết bị siêu cao - Chương 2

Tài liệu tham khảo Mạng và thiết bị siêu cao

Mảng & thiãút bë siãu cao. Bäü män Hãû thäúng âiãûn. Biãn soản: Âinh Thnh Viãût Trang 1 Chỉång 2 TRUƯN TI ÂIÃÛN ÂI XA Chụ : Trong chỉång ny ta quy ỉåïc k hiãûu U l âiãûn ạp dáy v V l âiãûn ạp pha. 2.1. ÂỈÅÌNG DÁY NGÀÕN: Âỉåìng dáy âỉåüc coi l ngàõn nãúu cọ chiãưu di tỉì 80Km tråí xúng, dung dáùn âỉåìng dáy cọ thãø b qua. Så âäư thay thãú âỉåìng dáy chè cn cọ täøng tråí âỉåüc xạc âënh båíi cäng thỉïc: lLjrZ )(0ω+= jXRZ += (2.1) våïi: r0 (Ω/km): âiãûn tråí trãn 1 km âỉåìng dáy l (km): chiãưu di âỉåìng dáy Mä hçnh âỉåìng dáy ngàõn âỉåüc thãø hiãûn trong hçnh 2.1. Hçnh 2.1: Mä hçnh âỉåìng dáy ngàõn. Khi biãút âỉåüc cäng sút truưn ti cúi âỉåìng dáy thç chụng ta s tênh âỉåüc dng âiãûn cúi âỉåìng dáy theo cäng thỉïc: VSI**3222= (2.2) Âiãûn ạp pha âáưu âỉåìng dáy truưn ti âiãûn: IZVV221+= (2.3) + 2S + - 1V 1I jXRZ += 2I - 2V Mảng & thiãút bë siãu cao. Bäü män Hãû thäúng âiãûn. Biãn soản: Âinh Thnh Viãût Trang 2 Khi khäng tênh âãún âiãûn dung ca âỉåìng dáy, ta cọ thãø coi mäüt cạch gáưn âụng ràòng dng âiãûn âáưu âỉåìng dáy v dng âiãûn cúi âỉåìng dáy bàòng nhau. II21= (2.4) Âỉåìng dáy truưn ti âiãûn cọ thãø âỉåüc biãøu diãùn dỉåïi dảng mảng hai cỉía nhỉ åí hçnh 2.2 âàûc trỉng båíi cạc thäng säú A, B, C, D. Hçnh 2.2: Mä hçnh mảng hai cỉía ca âỉåìng dáy truưn ti âiãûn. IBAVV221+= (2.5) IDVCI221+= (2.6) Hồûc viãút lải dỉåïi dảng ma tráûn: =IVDCBAIV2211 (2.7) Theo (2.3) v (2.4) cho mä hçnh âỉåìng dáy ngàõn A = 1 B = Z C = 0 D = 1 (2.8) Tè lãû pháưn tràm âäü lãûch âiãûn ạp cúi âỉåìng dáy lục khäng ti v lục phủ ti cỉûc âải: 100222VVVktV(max)(max))(%−=∆ (2.9) trong âọ: V2(kt): âiãûn ạp cúi âỉåìng dáy lục khäng ti, V2(max): âiãûn ạp cúi âỉåìng dáy lục phủ ti cỉûc âải. Khi âỉåìng dáy khäng ti I2= 0 v tỉì (2.5) ta cọ AVV12= (2.10) - - + + 2I 1I ABCD 1V 2V Mảng & thiãút bë siãu cao. Bäü män Hãû thäúng âiãûn. Biãn soản: Âinh Thnh Viãût Trang 3 Âäúi våïi âỉåìng dáy ngàõn, A = 1 v V2 = V1. Âäü lãûch âiãûn ạp cúi âỉåìng dáy phủ thüc vo âàûc tênh ti. Khi phủ ti mang tênh cm thç âiãûn ạp cúi âỉåìng dáy gim, do váûy phi âiãưu chènh âiãûn ạp cúi âỉåìng dáy theo hỉåïng tàng lãn. Khi phủ ti mang tênh dung âiãûn ạp cúi âỉåìng dáy s tàng lãn so våïi âiãûn ạp âáưu âỉåìng dáy, do váûy phi âiãưu chènh âiãûn ạp cúi âỉåìng dáy theo hỉåïng gim xúng. Cäng sút âáưu âỉåìng dáy khi biãút âiãûn ạp âáưu âỉåìng dáy: IVS*1113= (2.11) Täøng täøn tháút cäng sút: SSS21−=∆ (2.12) Hiãûu sút truưn ti ca âỉåìng dáy : PP12=η (2.13) Trong âọ P1 v P2 láưn lỉåüt l cäng sút tạc dủng âáưu âỉåìng dáy v cúi âỉåìng dáy. Vê dủ 2.1: Âỉåìng dáy truưn ti ba pha âiãûn ạp âënh mỉïc 220 kV, di 40 km. Âiãûn tråí trãn mäüt âån vë chiãưu di r = 0.15 Ω/km v âiãûn khạng trãn mäüt âån vë di l L = 1.3263 mH/km. B qua âiãûn dung ca âỉåìng dáy. Sỉí dủng mä hçnh âỉåìng dáy ngàõn âãø tênh: âiãûn ạp, dng âiãûn âáưu âỉåìng dáy, täøn tháút âiãûn ạp pháưn tràm v hiãûu sút truưn ti khi âỉåìng dáy cung cáúp âiãûn cho phủ ti ba pha trong hai trỉåìng håüp: a) Phủ ti mang tênh cm våïi cäng sút 381 MVA v hãû säú cäng sút cosϕ = 0.8 âiãûn ạp 220 kV. b) Phủ ti mang tênh dung våïi cäng sút 381 MVA v hãû säú cäng sút cosϕ = 0.8 âiãûn ạp 220 kV. Bi gii: a) Phủ ti mang tênh cm: Täøng tråí ca âỉåìng dáy )(.) ()(Ω+=×××+=+=−6671664010326315021503jjlLjrZπω Mảng & thiãút bë siãu cao. Bäü män Hãû thäúng âiãûn. Biãn soản: Âinh Thnh Viãût Trang 4 Âiãûn ạp pha cúi âỉåìng dáy l )(kVV002012730220∠=∠= Cäng sút biãøu kiãún ca phủ ti )( .cos MVAjS 622883048038112+=∠=− Dng âiãûn cúi âỉåìng dáy )( **AjVSI003022287361000600800012731087363813∠=−=∠××−∠== Tỉì (2.3) ta cọ âiãûn ạp âáưu âỉåìng dáy )( ))(.)(.(kVjjZIVV030022192673133814273369800214110873610006671660127∠=+=−∠++∠=+=− Âäü låïn ca âiãûn ạp dáy âáưu âỉåìng dáy )(. kVVU 2087246311== Cäng sút biãøu kiãún âáưu âỉåìng dáy )( .*MVAjIVS5912788322108736100092673133814233300111+=×∠×∠×==− Täøn tháút âiãûn ạp pháưn tràm % % 9131111002202202087246=×−=∆U Hiãûu sút truưn ti ca âỉåìng dáy % .4941008322830412=×==PPη b) Khi phủ ti cúi âỉåìng dáy mang tênh dung Dng âiãûn cúi âỉåìng dáy )( **AjVSI003022287361000600800012731087363813∠=+=∠××∠== Âiãûn ạp âáưu âỉåìng dáy: Mảng & thiãút bë siãu cao. Bäü män Hãû thäúng âiãûn. Biãn soản: Âinh Thnh Viãût Trang 5 )( ))(.)(.(kVjjZIVV9149979713122933616799812110873610006671660127300221∠=+=∠++∠=+=− Âäü låïn âiãûn ạp dáy âáưu âỉåìng dáy )(. kVVU 0226213311== Cäng sút biãøu kiãún âáưu âỉåìng dáy )( .*MVAjIVS59917883221087361000914997971312233300111−=×−∠×∠×==− Täøn tháút âiãûn ạp pháưn tràm % %V715310022022000262122−=×−=∆ Hiãûu sút truưn ti ca âỉåìng dáy % .PP4941008322830412=×==η 2.2. ÂỈÅÌNG DÁY TRUNG BÇNH: Âäúi våïi âỉåìng dáy trãn khäng cọ chiãưu di tỉì 80 km âãún 250 km, ta cọ thãø sỉí dủng så âäư thay thãú hçnh Π. Mä hçnh âỉåìng dáy l mäüt chùi cạc tråí khạng näúi tiãúp, dung dáùn âỉåìng dáy âỉåüc mä t bàòng hai nỉía âiãûn dung táûp trung åí hai âáưu âỉåìng dáy. B qua âiãûn dáùn r v täøn tháút váưng quang, ta cọ så âäư thay thãú åí hçnh 2.3. Hçnh 2.3: Mä hçnh mảng hçnh πca âỉåìng dáy trung bçnh. 1I jXRZ += 2I LI 1V 2V 2Y 2Y + + - - Mảng & thiãút bë siãu cao. Bäü män Hãû thäúng âiãûn. Biãn soản: Âinh Thnh Viãût Trang 6 Trong âọ lCjgY )(0ω+= (1/Ω.km): täøng dáùn âỉåìng dáy (2.14) ( )jXRlLjrZ +=+=ω0 våïi: r0, (Ω/km): âiãûn tråí trãn 1 km âỉåìng dáy, g0= 0 do b qua âiãûn dáùn r v täøn tháút váưng quang, l (km): chiãưu di âỉåìng dáy. Dng âiãûn truưn ti trãn âỉåìng dáy IL: 222VYIIL+= (2.15) Âiãûn ạp âáưu âỉåìng dáy l: LZIVV +=21 (2.16) Thãú IL tỉì (2.15) vo ta cọ: 22121 ZIVZYV ++= )( (2.17) Dng âiãûn âáưu âỉåìng dáy: 112VYIIL+= (2.18) Thãú IL v V1 tỉì (2.15) v (2.16) vo (2.18) 2212141 IZYVZYYI )()( +++= (2.19) So sạnh (2.17) v (2.19) våïi (2.5) v (2.6), cạc thäng säú A, B, C, D ca så âäư thay thãú hçnh π: )(21ZYA += ZB = (2.20) )(41ZYYC += )(21ZYD += (2.21) Mảng hai cỉía nọi trãn cọ cáúu trục âäúi xỉïng våïi: DA = 1=− BCAD (2.22) Quan hãû âiãûn ạp v dng âiãûn cúi âỉåìng dáy theo dng âiãûn v âiãûn ạp âáưu âỉåìng dáy cọ âỉåüc bàòng cạch gii hãû phỉång trçnh (2.7): =−11122IVDCBAIV Sau khi biãún âäøi ta âỉåüc: −−=1122IVACBDIV (2.23) Mảng & thiãút bë siãu cao. Bäü män Hãû thäúng âiãûn. Biãn soản: Âinh Thnh Viãût Trang 7 Vê dủ 2.2 Cho âỉåìng dáy truưn ti âiãûn ba pha âiãûn ạp 345 -kV, chiãưu di 130 km. Âiãûn tråí r= 0.036 ς/km v âiãûn khạng L=0.8 mH/km. Âiãûn dung ca âỉåìng dáy sinh ra C=0.0112 µF/km .Cäng sút ca phủ ti cúi âỉåìng dáy 270 MVA, hãû säú cäng sút cosω = 0.8 åí âiãûn ạp 325 kV, phủ ti mang tênh cm. Sỉí dủng mä hçnh âỉåìng dáy trung bçnh tênh: Âiãûn ạp, cäng sút âáưu âỉåìng dáy. Bi gii: Täøng tråí ca âỉåìng dáy )( ) ()(Ω+=×××+=+=−672632684130108050203603jjlLjrZπω Täøng dáùn ca âỉåìng dáy )/( )(Ω=××××=+=−1000457415013010011205026jjlCjgYπω Âiãûn ạp pha cúi âỉåìng dáy l )(. kVV0020638818730325∠=∠= Cäng sút biãøu kiãún ca phủ ti )(.cos MVAjS 1622168027012+=∠=− Dng âiãûn cúi âỉåìng dáy )( .**kAjjVSI38346028759006388187316221630222−−=∠×−== Tỉì (2.20) v (2.21), ta cọ cạc thäng säú ca mảng hai cỉía: 0010703510992527539020004574150672632684121 ).)( (jjjZYA+=++=+= 672632684 jZB +== Mảng & thiãút bë siãu cao. Bäü män Hãû thäúng âiãûn. Biãn soản: Âinh Thnh Viãût Trang 8 000455705000000024480400045741506726326841000457415041 )).)( ((.)(jjjjZYYC+−=++=+= 0010703510992527539020004574150672632684121 ).)( (jjjZYAD+=++=+== Âiãûn ạp âáưu âỉåìng dáy: )() ) )( (.) (kVjjjjBIAVV990228951041943619738346032502875952440672563632684638837517800107035109925275390221−=−−++×+=+= Âäü låïn âiãûn ạp dáy âáưu âỉåìng dáy )(. kVVU 5342311== Dng âiãûn âáưu âỉåìng dáy )( ) )( ( kAjjjjDICVI2953948040285390689038346032502875952440001070350992527539063883751780004557050221−−=−−++×=+= Cäng sút biãøu kiãún âáưu âỉåìng dáy )( *MVAjIVS 3171319092183111+== Vê dủ 2.3. Cho âỉåìng dáy truưn ti âiãûn ba pha âiãûn ạp 345 kV, chiãưu di 130 km. Täøng tråí ca âỉåìng dáy z = 0.036+j0.3 ς/km, v täøng dáùn âån vë: y = j4.22*10-6 (1/ς.km). Âiãûn ạp âáưu âỉåìng dáy 345 kV, dng âiãûn âáưu âỉåìng dáy I1=400 A cháûm pha hån âiãûn ạp, hãû säú cäng sút 0.95. Sỉí dủng mä hçnh âỉåìng dáy trung bçnh tênh: Âiãûn ạp, dng âiãûn, cäng sút åí cúi âỉåìng dáy. Mảng & thiãút bë siãu cao. Bäü män Hãû thäúng âiãûn. Biãn soản: Âinh Thnh Viãût Trang 9 Bi gii: Täøng tråí ca âỉåìng dáy: )(.) ( Ω+=+== 39684130300360 jjzlZ Täøng dáùn ca âỉåìng dáy: )/(.*. Ω=×==−100054860130102246jjylY Âiãûn ạp pha âáưu âỉåìng dáy l: )(. kVV0010185819930345∠=∠= Dng âiãûn âáưu âỉåìng dáy: )( .cos. kAjI 124903809504011−=−∠=− Tỉì (2.20) v (2.21), chụng ta cọ cạc thäng säú ca mảng hai cỉía: 001283709893020005486039684121 ).)(.(jjjZYA+=++=+= 39684 jZB +== . 0005456503000000352104000548603968410005486041 )).)(.((.)(jjjjZYYC+−=++=+= 001283709893020005486039684121 ).)(.(jjjZYAD+=++=+== Âiãûn ạp cúi âỉåìng dáy: )( ) )(.(.) (kVjjjjBIDVV361474174124903803968418581990012837098930112−=−+−×+=−= Âäü låïn âiãûn ạp dáy cúi âỉåìng dáy: )(. kVVU 68330322== Mảng & thiãút bë siãu cao. Bäü män Hãû thäúng âiãûn. Biãn soản: Âinh Thnh Viãût Trang 10 Dng âiãûn cúi âỉåìng dáy )( ) )( (.) (AjjjjAICVI2274096375101249038000128340989301871990005456503000000352103112−=−++×−=+−= Cäng sút biãøu kiãún cúi âỉåìng dáy )( *MVAjIVS6121165922243222+== 2.3. ÂỈÅÌNG DÁY DI: Chiãưu di âỉåìng dáy låïn hån hồûc bàòng 250 km. Ngỉåìi ta cáưn phi xẹt âãún tênh cháút sọng ca quạ trçnh truưn ti âiãûn nàng. Ta khäng thãø tênh toạn våïi cạc så âäư thäng säú táûp trung (R, L, C, G) nhỉ âäúi våïi âỉåìng dáy ngàõn v âỉåìng dáy trung bçnh m phi tênh toạn våïi thäng säú phán bäú ri hay mảng thäng säú ri dc theo âỉåìng dáy v âãø âån gin ta gi thiãút: Âiãûn tråí r0, âiãûn khạng x0, âiãûn dung C0, âiãûn dáùn g0 trãn mäüt âån vë di ca âỉåìng dáy l hàòng säú. Täøng tråí âån vë ca âỉåìng dáy di z = r0+jϖL (ς/km) Täøng dáùn âån vë ca âỉåìng dáy di y=g0+jϖC0 (1/ς.km) Xẹt vi phán âỉåìng dáy cọ chiãưu di dx nàòm cạch âáưu cúi âỉåìng dáy mäüt âoản x. Âỉåìng dáy cọ chiãưu di l km láúy trãn âỉåìng dáy mäüt âoản ∆x. Âãø âån gin ta xẹt mäüt pha ca âỉåìng dáy. Trong âọ: V1 l âiãûn ạp âáưu ngưn, V2 l âiãûn ạp cúi âỉåìng dáy, Âoản ∆x âỉåüc thay thãú bàòng mäüt så âäư nhỉ trãn hçnh 2.4. [...]... e I Z V e I Z V )x(I x c x c γγ − − − + = 22 2 2 2 2 (2. 40) Biãøu thỉïc dng âiãûn v âiãûn ạp âỉåüc viãút lải: I ee Z V ee )x(V xx c xx 2 2 22 γγγγ −− − + + = (2. 41) I ee V ee Z )x(I xxxx c 2 2 22 1 γγγγ −− + + − = (2. 42) Cạc biãøu thỉïc trãn cọ thãø viãút lải thäng qua cạc hm Hyperbolic: I xsinh Z V xcosh)x(V c 2 2 γγ += (2. 43) I xcosh V xsinh Z )x(I c 2 2 1 γγ += (2. 44) Biãøu thỉïc liãn hãû giỉỵa... 00107035109 925 275390 2 00045741506 726 326 84 1 2 1 ).)( ( j jj ZY AD += + += +== Âiãûn ạp âáưu âỉåìng dáy: )() ) )( ( .) ( kVj jj j BIAVV 99 022 89510419436197 383460 325 028 759 524 406 725 636 326 84 638837517800107035109 925 275390 22 1 −= −−++ ×+= += Âäü låïn âiãûn ạp dáy âáưu âỉåìng dáy )(. kVVU 53 423 11 == Dng âiãûn âáưu âỉåìng dáy )( ) )( ( kAj jj j DICVI 29 5394804 028 53906890 383460 325 028 759 524 400010703509 925 275390 63883751780004557050 22 1 −−= −−++ ×= += ... sút biãøu kiãún ca phủ ti )(.cos MVAjS 1 622 168 027 0 1 2 +=∠= − Dng âiãûn cúi âỉåìng dáy )( . * * kAj j V S I 38346 028 7590 063881873 1 622 16 3 0 2 2 2 −−= ∠× − = = Tỉì (2. 20) v (2. 21), ta cọ cạc thäng säú ca mảng hai cỉía: 00107035109 925 275390 2 00045741506 726 326 84 1 2 1 ).)( ( j jj ZY A += + += += 6 726 326 84 jZB +== Maûng & thiãút bë siãu cao. Bäü män Hãû thäúng âiãûn. Biãn soản:... & thiãút bë siãu cao. Bäü män Hãû thäúng âiãûn. Biãn soản: Âinh Thnh Viãût Trang 13 y z Z c = (2. 37) Cạc hãû säú A 1 v A 2 xạc âënh khi x=0, V(x) = V 2 , v I(x) = I 2 . Tỉì (2. 33) v (2. 36) ta cọ: 2 22 1 IZV A c + = 2 22 2 IZV A c − = (2. 38) Âiãûn ạp v dng âiãûn tải mäüt âiãøm báút k trãn âỉåìng dáy di e IZ V e IZ V )x(V x c x c γγ − − + + = 22 2 2 2 2 (2. 39) e I Z V e I Z V )x(I x c x c γγ − − − + = 22 2 2 2 2 ... dáy: q jX V I 2 2 = (2. 98) Thãú I 2 vo (2. 71) ta cọ 21 )sin(cos Vl X Z lV q c ββ += cq Z l V V l X β β cos sin 2 1 − = (2. 99) Gi sỉí khạng b ngang âỉåüc chn sao cho, V 1 =V 2 Z lcos lsin X cq β β − = 1 (2. 100) Tỉì (2. 72) v (2. 98) ta cọ mäúi quan hãû giỉỵa I 1 v I 2 theo V 2 : Âỉåìng dáy di 1 V 2 V + + - - q jX 1 I 2 I Maûng & thiãút bë siãu cao. Bäü män Hãû thäúng... theo nhổ caùc cọng thổùc (2. 17) vaỡ (2. 19) laì: 1 V 2 V 2 2tanh 22 ' λ λ γ γ YY = 2 'Y + + - - 1 I 2 I l l ZZ γ γ sinh '= Maûng & thiãút bë siãu cao. Bäü män Hãû thäúng âiãûn. Biãn soản: Âinh Thnh Viãût Trang 4 Âiãûn ạp pha cúi âỉåìng dáy l )(kVV 0 0 2 0 127 3 022 0 ∠= ∠ = Cäng sút biãøu kiãún ca phủ ti )( cos MVAjS 622 8830480381 1 2 +=∠= − Dng âiãûn cúi... hỗnh 2. 3. Hỗnh 2. 3: Mọ hỗnh maỷng hỗnh cuớa õổồỡng dỏy trung bỗnh. 1 I jXRZ += 2 I L I 1 V 2 V 2 Y 2 Y + + - - Maûng & thiãút bë siãu cao. Bäü män Hãû thäúng âiãûn. Biãn soản: Âinh Thnh Viãût Trang 12 )()()( xxxVyxIxxI ∆+∆+=∆+ (2. 27) Hoàûc )( )()( xxyV x xIxxI ∆+= ∆ −∆+ (2. 28) Khi cho 0→∆x , ta coï )( )( xyV dx xdI = (2. 29) Láúy vi phán cáúp hai (2. 26)... )(. . * * A j V S I 0 0 30 2 2 2 87361000 600800 0 127 3 108736381 3 ∠= −= ∠× ×−∠ == Tỉì (2. 3) ta cọ âiãûn ạp âáưu âỉåìng dáy )( ))(.)(.( kV j j ZIVV 0 300 22 1 926 7313381 42 7336980 021 41 10873610006671660 127 ∠= += −∠++∠= += − Âäü låïn ca âiãûn ạp dáy âáưu âỉåìng dáy )(. kVVU 20 8 724 63 11 == Cäng sút biãøu kiãún âáưu âỉåìng dáy )( * MVAj IVS 59 127 88 322 1087361000 926 7313381 423 3 300 111 += ×∠×∠×= = − ... di x. }{}{),( )()( xtjxxtjx eeAeeeAextv βωαβωα −−+ ℜ+ℜ= 21 22 (2. 55) ),(),(),( xtxtxtv vv 21 += (2. 56) Våïi )cos(),( xteAxtv x βω α += 11 2 (2. 57) )cos(),( xteAxtv x βω α −= − 22 2 (2. 58) Maûng & thiãút bë siãu cao. Bäü män Hãû thäúng âiãûn. Biãn soản: Âinh Thnh Viãût Trang 23 lZ U U U U U P C âm âmâm β δ sin sin 2 21 ⋅⋅= (2. 96) hay cọ thãø biãøu diãùn P thäng qua cạc âiãûn ạp trong... )(. . )( MVAr X U Q q âm 5747136 51830 500 2 2 === Maûng & thiãút bë siãu cao. Bäü män Hãû thäúng âiãûn. Biãn soản: Âinh Thnh Viãût Trang 15 IZ V ) YZ ( V ' '' 2 21 2 1 ++= (2. 50) I ) YZ ( V ) YZ ( YI '''' ' 2 2 1 2 1 4 1 +++= (2. 51) Tỉì (2. 50), (2. 51), (2. 45) v (2. 46) âäưng thåìi chụ quan hãû: lsinh lcoshl tanh γ γγ 1 2 − = (2. 52) ta cọ cạc hãû säú ca så âäư tỉång õổồng hỗnh . (2. 37) Cạc hãû säú A1 v A2 xạc âënh khi x=0, V(x) = V2, v I(x) = I2. Tỉì (2. 33) v (2. 36) ta cọ: 22 21IZVAc+= 22 22IZVAc−= . )(.....*MVAjIVS5991788 322 10873610009149979713 122 33300111−=×−∠×∠×==− Täøn tháút âiãûn ạp pháưn tràm %..%V715310 022 022 00 026 2 122 −=×−=∆ Hiãûu