BÀI GIẢNG CUNG CẤP ĐIỆN

BÀI GIẢNG CUNG CẤP ĐIỆN Biên soạn: Phạm Khánh Tùng Bộ môn Kỹ thuật điện – Khoa Sư phạm kỹ thuật hnue.edu.vn\directory\tungpk CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG SƠ ĐỒ THAY THẾ MẠNG ĐIỆN 1.1 Sơ đồ thay đường dây không cáp Để mô tả trình lượng xảy lúc truyền tải người ta thường hay sử dụng sơ đồ thay hình Π CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG Z - tổng trở đường dây: phản ánh tổn thất công suất tác dụng công suất phản kháng đường dây Y - tổng dẫn đường dây: phản ánh lượng lượng bị tổn thất dọc theo tuyến dây bao gồm: lượng tổn thất rò qua sứ cách điện vầng quang điện Z  R  jX () Y  G  jB (1/ )(S) R, X, G, B – gọi thông số sơ đồ thay mạng điện CHƯƠNG : TÍNH TOÁN ĐIỆN TRONG MẠNG Trong thực tế mạng điện thường tính theo chiều dài đường dây nên thơng số mạng điện thường tính theo đơn vị cho km chiều dài: r0, x0, g0, b0 (Ω/km) Z  R  jX  r0  jx .l Y  G  jB  g  jb .l CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG a) Điện trở tác dụng Điện trở đơn vị chiều dài r0 tra bảng tương ứng với nhiệt độ tiêu chuẩn 20oC Thực tế phải hiệu chỉnh nhiệt độ môi trường nơi lắp đặt khác 20oC r0 t  r0 1   (t  20) α = 0,004 vật liệu làm dây kim loại mầu α = 0,0045 dây dẫn làm thép CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG Giá trị r0 tính theo vật liệu kích cỡ dây  r0   F  F ρ (mm2.Ω/km) - điện trở suất γ (m/Ω.mm2) - điện dẫn suất Đối với dây dẫn thép, giá trị r0 không phụ thuộc vào tiết diện mà phụ thuộc vào dòng điện chạy dây, khơng thể tính cơng thức cụ thể mà phải tra theo bảng đường cong CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG b) Cảm kháng Theo nguyên lý kỹ thuật điện điện kháng đơn vị chiều dài x0 - xác định pha đường dây tải điện pha 2D tb   4 x  . 4,6 log  0,5 10 d   ω = 2πf - tần số góc dòng điện xoay chiều μ - hệ số dẫn từ tương đối vật liệu làm dây Với kim loại mầu : μ = CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG Điện kháng cho đơn vị chiều dài đường dây vật liệu kim loại màu 2D tb x  0,144 log  0,016 ( / km ) d Dtb (mm) - khoảng cách trung bình hình học dây pha d (mm) - đường kính dây dẫn CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG Cách xác định khoảng cách trung bình hình học pha Dtb Dtb  D12D23D31 CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG Một số trường hợp đặc biệt D  D.D.D  D D  D.D.2D  1,26D CHƯƠNG : TÍNH TOÁN ĐIỆN TRONG MẠNG + Mạng đồng nhất: nhánh có tỷ số x0/r0 = const   x0  x0  ZiB  (r0  jx )L iB  1  j r0 L iB  1  j R iB r0  r0      x0  x0  n Z    ZiB   1  j r0 L iB  1  j r0  L iB r0  r0  i 1 i 1 i 1     x0  x0   1  j r0 L   1  j R  r0  r0    n n n SA1  S Z i 1 i Z n iB  S R i 1 i R iB Công suất phân bố theo điện trở tác dụng mạng CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG + Mạng có tiết diện: r0 = const, x0 = const n n n  Si ZiB  Si r0  jx L iB  Si LiB SA1  i 1  i 1  i 1 r0  jx L  Z L Công suất phân bố theo chiều dài đoạn CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG Ví dụ: Nguồn A cấp điện cho phụ tải S1 ; S2 theo mạng kín tồn đường dây AC-120 ; dây dẫn bố trí mặt phẳng ngang, Dtb = 3,5 m; Uđm = 35 kV Hãy xác định điểm phân cơng suất CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG Giải: Vì mạng đồng (cùng tiết diện) Công suất nhánh A-1: P1L12 A  P2 L A 10(4  8)  11.8 PA1    10,4(MW ) L 8 48 Q A1  Q1L12 A  Q L A  10(4  8)  4.8   7,6(MVAr ) L 848 SA1  PA1  jQ A1  10,4  j7,6(MVA ) CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG Công suất nhánh A-2: PA  P2 R 21A  P1R 1A 11(4  8)  10.8   10,6(MW ) L 848 QA2  Q L 21A  Q1L1A  4(4  8)  10.8   6,4(MVAr ) L 848 SA  PA  jQ A  10,6  j6,4(MVA ) CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG + Cơng suất nhánh 1-2: S12 với chiều giả thiết S12 = SA1 - S1 = 10,4 - j7,6 – (10 - j10) = 0,4 + j 2,4 Như đoạn 1- ta có P12 từ điểm → 2, Q12 từ điểm → Vậy ta có điểm phân công suất: - Điểm điểm phân công suất tác dụng ▼ - Điểm điểm phân công suất phản kháng  CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG 4.4 Xác định tổn thất điện áp mạng điện kín a Trường hợp vận hành bình thường - Xác định cơng suất nhánh - Xác định điểm phân công suất - Trường hợp điểm phân công suất cho P Q điểm có điện áp thấp mạng - Nếu điện áp hai nguồn (UA = UB) ∆Umax tính tổn thất điện áp từ điểm A đến điểm phân công suất CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG - Trường hợp điểm phân công suất tác dụng phản kháng không trùng nhau, chưa rõ điểm có điện áp thấp hơn, lúc phải tính ∆U từ nguồn đến điểm, sau so sánh chọn điểm có ∆U lớn Để minh họa cho trường hợp ta xét ví dụ phần trên, điểm phân công suất tác dụng (1) điểm phân công suất phản kháng (2) khác Như cần xác định ∆Umax lúc bình thường: Tra bảng AC-120 ta có r0 = 0,27 Ω/km x0 = 0,4 Ω/km Vì mạng có điểm phân cơng suất nên ta phải tính tổn thất điện áp từ nguồn đến điểm CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG PA1R A1  Q A1X A1 10,4.0,27.8  7,6.0,4.8 U A1    1,345(kV) U đm 35 U A PA R A  Q A X A 10,6.0,27.8  6,4.0,4.8    1,245(kV) U đm 35 Vậy ∆Umax = 1,345 kV điểm có điện áp thất điểm CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG b Trường hợp cố Trong mạng điện kín ngồi ∆Umax lúc vận hành bình thường phải xác định ∆Umax lúc cố Thường trường hợp đứt dây mạng điện kín, lúc mạng trở thành hở, phụ tải lớn phải cấp điện từ nguồn, phải xét cố đoạn nguy hiểm CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG - Khi đứt đoạn A-1: (đang vận hành với phụ tải lớn lúc lưới trở thành hở) U A1 PA R A  Q A X A P21R 21  Q 21X 21   U đm U đm  21.0,27.8  14.0,4.8 10.0,20.4  10.0,4.4   3,35(kV) 35 35 CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG - Khi đứt đoạn A-2: mạng có dạng U A   PA1R A1  Q A1X A1 P12 R 12  Q12 X12  U đm U đm 21.0,27.8  14.0,4.8 11.0,27.4  4.0,4.4   3,1(kV) 35 35 Vậy ΔUmax cố = 3,35 (kV) CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG c) Trường hợp mạng có rẽ nhánh + Xác định phân bố cơng suất lúc bình thường (tìm SA1; SA2; S12 S23) + Trong tính tốn nhập S3 vào nút + Xác định điểm phân cơng suất điểm hoặc CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG + Nếu điểm điểm phân cơng suất tính từ A → → có ∆Umax + Nếu điểm điểm phân cơng suất tính ∆UA1 ∆UA23 so sánh + Trường hợp cố: Giả sử đứt đoạn A-2 lúc ∆Umax cố = ∆UA123 , điều chưa khẳng định tổn thất điện áp lớn cố, điều thấy giả thiết đứt đoạn A-1 lúc tổn thất điện áp lớn phải so sánh ∆UA21 ∆UA23 khẳng định CHƯƠNG : TÍNH TỐN ĐIỆN TRONG MẠNG