2- Đường dây truyền tải điện
1.2 TRUYỀN TẢI CÔNG SUẤT
1.2.7 Tải sớm pha và tải chậm pha, [1], [2], [5]
Hình 1.16. Mơ hình mạch một pha
(a) Tải điện trở (b) tải điện cảm (c) Sơ đồ pha Hình 1.17 Đồ thị vecter dịng áp với các loại tải khác nhau
Hình 1.16 và hình 1.17 cho thấy một mạch với một hệ thống cung cấp mà mở mạch điện áp là E và ngắn mạch trở kháng là Zs = 0 + jXs, khi Xs = 0,1 Q. Trở kháng tải là Z = 1 Q nhưng hệ số cơng suất có thể được thống nhất trễ pha 0.8 hoặc sớm pha 0.8. Đối với một trong ba trường hợp, điện áp cung cấp điện có thể được điều chỉnh để giữ cho điện áp hai đầu V = 100 V. Đối với mỗi trường hợp I sẽ xác định giá trị của E, hệ số cơng suất Ф, các góc δ, P, cơng suất phản kháng Q, và công suất biểu kiến S.
Hệ số cơng suất. Trong hình 2.8, ta có E cos δ = V = 100 và E sin δ = XsI = 0,1 x 100/1 = 10 V. Do đó E = 100 + J10 = 100.5ej5.71° V. Các hệ số công suất là Ф= cos(1)-1 = 0, δ = 5.71 °, và S = P + JQ = VI * = 100 x 100eJ0 ° = 10kVA, với P = 10 kW và Q = 0.
Hệ số cơng suất cuối. Trong hình 1.17, dịng điện xoay tiêu cực (tức là chiều kim đồng hồ) để một góc pha của Ф = cos-1 (0,8) = -36,87 °. Mặc dù I = 100 A và XSI vẫn là 10 V, định hướng mới của 'kéo dài' các pha E để có cường độ lớn hơn: E = V + jXsI = (100 + j0) + j0.1 x 100e -J36.87 ° = 106,3 e j4.32 V. Khi hệ số công suất là tụt một cao hơn điện áp cung cấp điện là cần thiết cho điện áp tải cùng. Các góc độ
tải là δ = 4,32 ° và S = VI * = 100 x 100E + J36 87 = 8000 + j6000VA. Do đó S = 10kVA, P = 8kW và Q = + 6kVAr (hấp thụ).
Hệ số cơng suất đầu. Góc cơng suất đầu gây ra một sự giảm giá trị của E cần thiết để giữ không đổi V: E = 100 + j0.1 x 100E + J36 87 ° = 86 ° 94.3eJ4 V. Các góc độ tải là δ = 4.86 °, và S = 10000e -'36-87 ° = 8000 - j6000; nghĩa là P = 8kW và Q = 6 kVAr (tạo ra).
Như vậy, khi nạp năng lượng và hiện đang giữ như cũ, các tải cảm ứng với hệ số cơng suất của nó trễ địi hỏi một nguồn điện áp cao hơn E, và các tải điện dung với cơng suất đầu của nó địi hỏi một nguồn điện áp thấp hơn. Ngược lại, nếu các nguồn điện áp E được giữ khơng đổi, sau đó tải điện dung sẽ có một điện áp hai đầu thấp V và tải điện dung sẽ có một điện áp hai đầu cao hơn. Như một bài tập, lặp lại các tính tốn cho E = 100 V và V xác định trong mỗi trường hợp, giả định rằng Z = 1 Q với mỗi một trong ba hệ số công suất khác nhau. Tương tự, có thể tụ điều chỉnh hệ số cơng suất (kết nối song song với tải dung) sẽ không chỉ nâng cao hệ số công suất mà đồng thời sẽ làm tăng điện áp. Mặt khác, nếu điện áp quá cao, nó có thể được giảm bằng cách kết nối cuộn cảm song song. Trong các hệ thống điện cao áp hiện đại, nó có thể điều khiển điện áp bằng cách thay đổi số lượng quy nạp hoặc điện dung hiện tại rút ra từ hệ thống vào thời điểm mà điện áp cần phải được điều chỉnh. Điều này được gọi là bồi thường phản ứng hoặc kiểm soát VAR tĩnh. Trong hệ thống nhỏ, cô lập (như một hệ thống điện ô tô hoặc máy bay được cung cấp từ một hoặc hai máy phát điện) điều này nói chung khơng cần thiết bởi vì điện áp hở mạch của máy phát điện E có thể được thay đổi bằng cách điều chỉnh tải hoặc bằng cách sử dụng một bộ điều chỉnh điện áp máy phát.