Bài giảng Thiết kế đường dây và trạm biến áp: Chapter 1 - TS. Nguyễn Nhật Nam, TS. Huỳnh Quốc Việt

Bài giảng Thiết kế đường dây và trạm biến áp - Chapter 1: Các thông số đường dây truyền tải trên không cung cấp cho người học các kiến thức: Các phần tử chính của đường dây, điện trở, điện cảm, điện dung, mô hình đường dây. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chapter CÁC THÔNG SỐ DƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI TRÊN KHƠNG 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Các phần tử đường dây Điện trở Điện cảm Điện dung Mô hình đường dây CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.1 Các phần tử đường dây Dây chống sét Cách điện Dây dẫn Trụ điện * Thông số đường dây: R, L, C CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2/58 1.2 Điện trở 3/53 o Các loại dây dẫn ACSR (Aluminium Conductor Steel Reinforced) ACAR (Aluminium Conductor Alloy Reinforced) AAAC (All Aluminium Alloy Conductor) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.2 Điện trở 4/53 o Điện trở DC RDC   l A  - điện trở suất (Ω.m), () l - chiều dài (m), A - tiết diện dây dẫn (m2) (/km)  (Ω.m) a (1/ºC) Đồng thường 1,72×10-8 0,00393 Đồng cứng 1,77×10-8 0,00382 Nhơm 2,83×10-8 0,00390 Thép 12-88×10-8 Kim loại Ở 20ºC CuuDuongThanCong.com 0,001-0,005 https://fb.com/tailieudientucntt 1.2 Điện trở 5/53 o Điện trở AC Hiệu ứng mặt dây dẫn tần số RDC điện trở DC m chiều dài dây Khi dòng điện xoay chiều qua dây dẫn, mật độ dịng điện mặt ngồi cao mật độ dòng điện trung tâm dây dẫn Tỉ số điện trở hiệu dụng mặt CuuDuongThanCong.com X RAC RDC 1 https://fb.com/tailieudientucntt 1.2 Điện trở 6/53 * Ảnh hưởng nhiệt độ Rt  R20C 1 at  20a a - hệ số nhiệt điện trở 20ºC Rt - điện trở tºC R20ºC - điện trở 20ºC Khi một dây dẫn mang điện, nhiệt độ của nó sẽ đạt đến giá trị ổn định theo phương trình sau: (Nhiệt lượng sinh I2R)+(Nhiệt lượng hấp thụ từ bức xạ mặt trời) = (Nhiệt lượng tỏa quá trình đối lưu không khí)+(Nhiệt lượng tỏa bức xạ) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.2 Điện trở 7/53 * Ảnh hưởng nhiệt độ (Nhiệt lượng sinh I2R) (W/m) 1 at   Wi   R20C  I  20a   (Nhiệt lượng hấp thụ từ bức xạ mặt trời) (W/m) Ws  s a  I s  dm dm : đường kính dây dẫn sa : hệ số hấp thụ (1 cho vật đen, 0.6 cho dây dẫn mới) Is : cường độ bức xạ mặt trời (W/m2), 1000-1500 W/m2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.2 Điện trở 8/53 * Ảnh hưởng nhiệt độ (Nhiệt lượng tỏa đối lưu không khí) (W/m) Wc  5.73t pvm dm   d m  18t pvm d m Δt = t-tmôi trường: độ chênh lệch nhiệt độ so với môi trường p: áp suất khí quyển (atmorpheres) vm: vận tốc gió (m/s) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.2 Điện trở 9/53 * Ảnh hưởng nhiệt độ (Nhiệt lượng tỏa bức xạ) (W/m) Wr  5.702 10-8 ar (T - Tmoi _ truong )    T 4  Tmoi _ truong 4   17.9ar d m       100   100   ar : hệ số bức xạ bề mặt (1 cho vật đen, 0.5 cho oxit nhôm hoặc đồng) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.2 Điện trở 10/53 o Ảnh hưởng của điện trở đường dây -Tổn thất đường dây RI2 -Giảm khả mang dòng đường dây, đặc biệt vùng có nhiệt độ cao -Làm giảm điện áp sét hoạt động đóng cắt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.5 Mơ hình đường dây 44/53 Bên cạnh cách tính thơng thường số phức cho mạch tương đương, tính đơn giản số thực theo phương pháp bước từ liệu điện áp công suất đầu nhận PN R  QN X U  UN PN X - QN R U  UN U P  (U N  U )  ( U )   tan -1 CuuDuongThanCong.com U U N  U https://fb.com/tailieudientucntt 1.5 Mơ hình đường dây 45/53 Tởn thất cơng suất tác dụng (3 pha) P Q P  R UN N N Tổn thất công suất phản kháng (3 pha) PN2  QN2 Q  X UN (PN QN công suất pha tại đầu nhận) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.5 Mơ hình đường dây 46/53 Cơng suất tại đầu phát PP  PN  P QP  QN  Q S  P  jQ P P P Hiệu suất tải điện PN  PN  P CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.5 Mơ hình đường dây 47/53 o Bài tập 4: cho l = 10 km, r0 = 0,1 Ω/km, x0 = 0,2 Ω/km SP  PP  jQP Đường dây UP PN = 5000 kW cosN = 0,8 trễ UN = 11 kV Tìm U P , U %, SP ,cos P , theo cách ĐS: UP = 12,149 (kV) S  5,323  j 4,396 (MVA) P ∆U% = 10,45 % cosP = 0,771 (trễ) η = 93,93 % CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.5 Mơ hình đường dây 48/53 Đường dây trung bình: bỏ qua điện trở rò điện dung G  o Giả sử điện dung đường dây tập trung đường dây Mơ hình hình T o Giả sử nửa điện dung đường dây đặt đầu đường dây Mơ hình hình Π (Được sử dụng phổ biến) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.5 Mơ hình đường dây Mơ hình hình T      YZ  YZ    U P  U N 1    I N 1       I  U Y  I 1  YZ   A  D  1  YZ         YZ B  Z 1     C  Y P IP U P CuuDuongThanCong.com 49/53 N N Z R  jX  2 Z R  jX  2 Y  jB U N https://fb.com/tailieudientucntt IN 1.5 Mơ hình đường dây Mơ hình hình Π    YZ A  D  1     B  Z    YZ C  Y 1        YZ   U P  U N 1    IN Z         YZ YZ  IP  U N Y 1    I N 1       IP U P CuuDuongThanCong.com 50/53 IL Y jB  2 Z  R  jX Y jB  2 https://fb.com/tailieudientucntt IN U N 1.5 Mơ hình đường dây 51/53 Phương pháp bước cho mơ hình hình Π SP SP U P - jQCP jB QCP B  U P2 CuuDuongThanCong.com Z  R  jX SN SN - jQCN QCN jB B  UN https://fb.com/tailieudientucntt U N 1.5 Mơ hình đường dây 52/53 Phương pháp bước cho mơ hình hình Π Các bước tính: B1: Cơng suất đầu nhận: SN N SN  PN  jQN PN Cho PN , cosN => QN = PN.tg N Cho SN , cos N => PN = SN.cos N QN = SN.sin N CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt QN 1.5 Mơ hình đường dây 53/53 Phương pháp bước cho mơ hình hình Π B2: Cơng suất cuối tổng trở Z SN  PN  jQN - jQCN  PN  jQN B3: Sụt áp tổng trở Z (tương tự đường dây ngắn) PN R  QN X U  UN PN X - QN R U  UN CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.5 Mơ hình đường dây B4: Điện áp tại đầu phát P 54/53 U P  (U N  U )2  ( U )2 Góc lệch UP UN   tan -1 U U N  U B5: Tổn thất CS tổng trở Z (tương tự đường dây ngắn) PN2  QN2 P  R UN PN2  QN2 Q  X UN CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.5 Mơ hình đường dây 55/53 B6: Công suất đầu tổng trở Z SP  SN  (P  jQ)  PP  jQP B7: Công suất đầu phát SP  SP  (- jQCP )  PP  jQP CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.5 Mơ hình đường dây 56/53 Bài tập 5: Giải lại tập mơ hình hình Π l = 10 km, r0 = 0,1 Ω/km, x0 = 0,2 Ω/km, b0 = 4×10-6 (1/Ωkm) SP  PP  jQP Đường dây UP ĐS: PN = 5000 kW cosN = 0,8 trễ UN = 11 kV UP = 12,149 (kV) S  5,323  j 4,395 (MVA) P ∆U% = 10,445 % cosP = 0,771 (trễ) η = 93,93 % CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.5 Mơ hình đường dây 57/53 Bài tập 6: r0 = 0,1Ω/km, l0 = 1,1mH/km, c0 = 0,02μF/km, f = 60 Hz o Dùng mơ hình Π - Tính tốn số phức thơng thường - Áp dụng phương pháp bước U P , U %, SP , cos  P , ? o Dùng mơ hình thơng số rải tởng qt l = 150 km UP ĐS: PN = 180 MW cosN = 0,9 trễ UN = 345 kV UP = 357.8 kV, ΔU% = 3.71% SP = 184.13 – j35.4 MVA, hiệu suất: 0.98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.5 Mơ hình đường dây 58/53 Bài tập 7: Cho dây AC-70 (7 sợi, đường kính ngồi 11,4 mm) dài 150 km, bố trí trụ hình vẽ, hốn vị đầy đủ, f = 50 Hz Tải có cơng suất S = 50+j45 MVA Điện áp đầu nhận 110kV Tính cơng suất phát hiệu suất đường dây Cho r0 = 0,1 Ω/km 5m 5m 8m l = 150 km UP SN = 50 + j45 MWA UN = 110 kV CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... bình hình học Dm Dm  DAB DBC DCA A1 Trong DAB  DA1B1 DA1B2 DA2 B1 DA2 B2 DBC  DB1C1 DB1C2 DB2C1 DB2C2 DA1B2 DA1B1 B1 DA2B2 DA2B1 DCA  DC1 A1 DC1 A2 DC2 A1 DC2 A2 CuuDuongThanCong.com A2 https://fb.com/tailieudientucntt... https://fb.com/tailieudientucntt 1. 3 Điện cảm 14 /53 o Trường hợp 1: đường dây pha dây dẫn bán kính r cách khoảng D * Điện cảm dây dẫn  D L  ? ?10 ln   r  -7 ( H m) D I1 r I2 I1 + I = * Điện cảm hai dây dẫn: dây dẫn... https://fb.com/tailieudientucntt 1. 2 Điện trở 4/53 o Điện trở DC RDC   l A  - điện trở suất (Ω.m), () l - chiều dài (m), A - tiết diện dây dẫn (m2) (/km)  (Ω.m) a (1/ ºC) Đồng thường 1, 72? ?10 -8 0,00393 Đồng cứng 1, 77? ?10 -8