VII. Dự kiến kế hoạch thực hiện đề tài
2.5. Tính toán lựa chọn công suất và vị trí bù tối ưu trong mạng điện phân phối
Đường dây thực tế bao gồm nhiều nhánh có phụ tải tập trung và phân bố đều (hình 2-12). Dòng điện phụ tải chạy trên đường dây gây ra tổn thất trên mỗi pha là
thành phần tác dụng và thành phần vuông góc với điện áp U gọi là thành phần phản kháng của dòng điện. Việc bù không có ảnh hưởng gì tổn thất công suất do thành phần tác dụng của dòng điện gây ra.
Khi có dòng điện cảm ứng chạy trên đường dây có điện trở R sẽ gây ra tổn thất trên một pha bằng:
∆𝑃ɸ = 𝐼2. 𝑅 = (𝐼𝑐𝑜𝑠𝜑)2. 𝑅 + (𝐼𝑠𝑖𝑛𝜑)2. 𝑅 (2.38)
Sau khi có bù ngang với dòng điện dung Ic thì dòng điện trên đường dây bây giờ sẽ là 𝐼1 và tổn thất công suất là 𝐼12. 𝑅
Vậy ∆𝑃′ɸ = 𝐼12. 𝑅 = (𝐼𝑐𝑜𝑠𝜑)2. 𝑅 + (𝐼𝑠𝑖𝑛𝜑 − 𝐼𝐶)2. 𝑅 (2.39)
Như vậy do có bù nên giảm được lượng tổn thất bằng:
∆𝑃𝑔 = 𝐼2. 𝑅 − 𝐼12. 𝑅 (2.40) Thay giá trị từ (2.38) và (2.39) vào biểu thức (2.40) ta có:
∆𝑃𝑔 = 2𝐼𝑠𝑖𝑛𝜑𝐼𝐶. 𝑅 − 𝐼𝐶2. 𝑅 (2.41) Như vậy chỉ có thành phần phản kháng của dòng điện 𝐼𝑠𝑖𝑛𝜑 và dòng điện bù
𝐼𝐶 có quan hệ đến việc giảm tổn thất công suất
Để phân tích và biểu thị trên đồ thị được rõ ràng, ta sử dụng hệ đơn vị tương đối. Giả thiết chiều dài của tuyến đường dây là 0.1pu, mô tả trên hình vẽ sau đây.
Hình 2-12: Đường dây chính có phụ tải phân bố đều và tập trung
Từ sự biến thiên dòng điện dọc theo đường dây, thì dòng điện tại một điểm bất kỳ là hàm của khoảng cách từ điểm đó đến đầu đường dây. Do đó vi phân tổn thất
𝑑∆𝑃 trên vi phân dx của đường dây tại khoảng cách x được thể hiện như sau:
Và tổn thất trên đường dây sẽ bằng:
∆𝑃 = ∫1.0 𝑑∆𝑃
𝑥=0 = 3. ∫1.0[𝐼1− (𝐼1− 𝐼2)]2. 𝑅. 𝑑𝑥
𝑥=0 = 𝐼12+ 𝐼1𝐼2+ 𝐼22 (2.43) Trong đó:
- ∆𝑃 là tổn thất trên toàn bộ đường dây trước khi bù - 𝐼1 là dòng điện phản kháng ở đầu đường dây - 𝐼2 là dòng điện phản kháng ở cuối đường dây - 𝑅 là điện trở toàn bộ đường dây
- 𝑥 là khoảng cách từ đầu đường dây tính trong hệ đơn vị tương đối