1.2.9 .Thiết bị bù ngang có điều khiển
2.2. Mô hình lưới điện trong bài toán tínhtoán hệ thống điện
2.2.1. Mô hình các phần tử lưới điện
Lưới điện hệ thống là lưới điện phức tạp, có nhiều nguồn điện, có nhiều đường dây cao áp và siêu cao áp nối các nhà máy điện và phụ tải, tạo thành nhiều mạch vòng kín và vận hành kín.
Cấu trúc của lưới điện bao gồm các nhánh và nút: Nhánh là phần tử nối giữa 2 nút. Nhánh có thể là đường dây trên không, tụ bù dọc, máy biến áp 2 dây quấn hay
3 dây quấn, các thiết bị linh hoạt hóa lưới điện (TCSC)… Nút có thể là các nút máy phát điện, nút phụ tải điện, các loại thiết bị bù không điều khiển hoặc có điều khiển: tụ bù, kháng bù, SVC,…
Thông số của lưới điện bao gồm 3 loại:
- Thông số định vị: cho biết loại thiết bị nhánh hoặc nút, vị trí của chúng trong lưới điện. Mọi nhánh và nút đều phải có thông số này.
- Thông số tính toán: dùng để tính chế độ làm việc của lưới điện.
- Thông số kiểm tra: các hạn chế khả năng tải của nhánh hay nút, do cấu tạo của thiết bị hay yêu cầu của hệ thống.
Chúng ta sẽ xem xét mô hình thay thế của các phần tử cơ bản trong hệ thống điện:
a. Đường dây cao áp:
Đường dây cao áp có các thông số là: điện trở tác dụng (r0), điện kháng (x0), dung dẫn (b0) và điện dẫn (g0). Các tham số này tham gia điều tiết dọc đường dây nên tính chính xác ảnh hưởng của chúng là rất phức tạp và chỉ cần thiết trong nghiên cứu chế độ của đường dây dài. Đối với các đường dây chiều dài không lớn hơn 300 km, khi phân tích thường dùng sơ đồ thay thế tập trung. Trong thực tế, sơ đồ thay thế hình П cho đường dây được sử dụng nhiều nhất, trong đó tổng trở Z được đặt tập trung giữa đường dây, còn tổng dẫn ngang được chia đều ở 2 đầu đường dây:
Hình 2.1: Sơ đồ thay thế đường dây b. Máy biến áp 2 dây quấn: b. Máy biến áp 2 dây quấn:
Trong hệ thống điện thường dùng máy biến áp điều áp dưới tải để điều chỉnh điện áp. Có 2 loại máy biến áp điều áp dưới tải được áp dụng, đó là: máy biến áp điều chỉnh dọc và máy biến áp điều chỉnh góc pha. Máy biến áp điều chỉnh dọc dùng để điều chỉnh công suất phản kháng, tức là mức điện áp trên lưới, hệ số biến áp là số thực. Máy biến áp điều chỉnh góc pha dùng để điều chỉnh công suất tác dụng trong hệ thống điện, có hệ số biến áp là số phức.
Máy biến áp nối giữa nút cao i và nút hạ j thường được thay thế bởi 1 tổng trở ZB tính về phía cao I nối với 1 máy biến áp lý tưởng (không có tổn thất) có hệ số biến áp KBA. Tổn thất không tải được cho ở nút cao áp i:
Hình 2.2: Sơ đồ thay thế máy biến áp 2 dây quấn c. Máy biến áp 3 dây quấn: c. Máy biến áp 3 dây quấn:
Mô hình thay thế của MBA 3 dây quấn như sau:
Hình 2.3: Sơ đồ thay thế máy biến áp 3 dây quấn
Trong đó, (R,X) tương ứng là điện trở và điện kháng tương ứng của MBA các phía cao, trung và hạ. KC-T và KC-H là tỷ số biến áp từ phía cao sang trung và từ phía cao sang hạ. Ta coi sơ đồ thay thế của máy biến áp ba cuộn dây như một sơ đồ
lưới đấu hình sao, với 1 nút phụ sẽ xuất hiện trong sơ đồ. Khi tính toán nhánh MBA 3 cuộn dây thì ta sẽ phải dùng phép khử Kron để khử nút phụ này đi.
d. Kháng điện và tụ điện:
Trong sơ đồ thay thế, các thiết bị này được biểu diễn bằng các thông số phản kháng tương ứng: dung kháng của các bộ tụ và điện dẫn phản kháng của các kháng điện.
Hình 2.4: Sơ đồ thay thế tụ điện và kháng điện