2- Đường dây truyền tải điện
1.2.9 Bù và điều chỉnh điện áp, [1], [2]
Xét một mô hình hệ thống điện đơn giản với hai phân đoạn được mô tả dưới dạng sơ đồ một sợi và sơ đồ pha được biểu diễn tương ứng như trên hình 1.19
Hình 1.19 Mô hình hệ thống điện đơn giản
Khi phụ tải hấp thụ công suất phản kháng, điện áp V trên thiết bị giảm xuống nhỏ hơn giá trị điện áp hở mạch E. Mối quan hệ giữa V và dòng điện tải I được gọi là đường tải hệ thống.
Hình 1.20 Quan hệ dòng áp truyền dẫn của hệ thống
Các tải có thể được đo bằng dòng của nó, nhưng trong hệ thống điện khi nói là volt-ampe để chỉ công suất phản kháng Q đại diện cho mức độ sụt giảm điện áp. Từ hình 1. 20
ΔV=E- V=ZSI (1.11) trong đó I là giá trị tải hiện tại:
P jQ
I V
(1.12) và nếu V = V + j0 được lấy làm pha chuẩn, có thể viết và nếu V = V + j0 được lấy làm pha chuẩn, có thể viết
( s s) P jQ RsP XsQ XsP RsQ R X V j V V R jX V V V j (1.13)
Độ sụt giảm điện áp AV có một thành phần ΔVr trùng pha với V và một thành phần ΔVx vuông góc với V như chỉ ra trên hình 1.21. Cả biên độ và pha của V, so với điện áp E, là hàm của độ lớn và pha của tải trọng hiện tại, và của Rs cung cấp trở kháng + jXs. Như vậy ΔV phụ thuộc vào cả hai thành phần công suất tác dụng và công suất phản kháng của tải.
Bằng cách thêm một trở kháng bù hoặc 'bù' song song với tải, nó có thể duy trì |V| = |E|. Trong hình 1.21 này được thực hiện với một bộ bù hoàn toàn. Tải công suất phản kháng được thay thế bởi tổng Qs = Q + Q, và Q (bù công suất phản kháng) được điều chỉnh trong một cách nào đó để xoay ΔV pha cho đến |V| = |E|. Từ phương trình trên: 2 2 2 RsP XsQs XsP RsQs E V V V (1.14)
Giá trị của Q cần thiết để đạt được điều này điều kiện "điện áp không đổi’' được tìm thấy bằng cách giải phương trình (2.13) cho Qs với V = | E |; sau đó Q = Qs - Q. Trong thực tế giá trị có thể được xác định tự động bởi một điều khiển vòng kín mà vẫn duy trì liên tục điện áp V.
Chúng ta đã thấy rằng một bù có thể được sử dụng để hiệu chỉnh hệ số công suất. Ví dụ, nếu hệ số công suất được điều chỉnh để thống nhất, Qs = 0 và Q = Q. Mặt khác, ΔV = (Rs + jXs) P/V (1.15)
Như vậy: bù hoàn toàn công suất phản kháng không thể duy trì cả hai mục tiêu là điện áp không đổi đồng thời giữ nguyên hệ số công suất tại một thời điểm. Ngoại lệ duy nhất là khi P = 0, nhưng điều này không phải là mối quan tâm thiết thực.