Hình 1 6 Điện áp trên đường dây dài ở chế độ hở mạch
Hình 1.7 Tác dụng tăng độ ổn định của tụ bù dọc
Công suất phản kháng sinh ra bởi các tụ bù dọc [3]:
Qc= , (1.19)
với Xc là giá trị dung kháng tổng cộng mà đường dây được bù, k là hệ số bù nói ở phần b) dưới đây.
*) Đối với đường dây dài trên 1000km
Pmax Ptải 2 1
Chứng minh được công suất giới hạn truyền tải trên đường dây có điện áp 2 đầu là U1, U2 là [4]:
Pgh = (1.20)
Với là tổng trở sóng của đường dây (ôm) và là độ dài sóng (độ) Có thể tăng khả năng tải bằng cách dùng biện pháp bù để rút ngắn hoặc tăng lên một cách nhân tạo độ dài đường dây, tức là tác động vào thành phần =
Hình 1.8 Quan hệ giữa công suất giới hạn tương đối (cơ sở là công suất tự nhiên và độ dài đường dây
- Muốn giảm đến 0 (giảm 1 đến 0) thì phải bù hoàn toàn điện kháng và điện dung của đường dây, đường dây chỉ còn lại điện trở rất nhỏ.
- Muốn tăng sao cho l = 1800 (tăng 1 đến 3000 km) thì phải bù để cùng tăng điện kháng và dung dẫn lên một số lần như nhau để không ảnh hưởng đến tổng trở sóng.
Hai cách bù trên là bù độ dài sóng .
- Một cách khác để tăng Pgh là giảm tổng trở sóng Zso, với Zso =
Do đó muốn giảm tổng trở sóng mà không làm thay đổi thì phải tăng B0 và giảm X0 cùng một số lần như nhau.
Trong thực tế các biện pháp riêng biệt tăng khả năng tải bằng cách dùng biện pháp bù để rút ngắn hoặc tăng lên một cách nhân tạo độ dài đường dây không được áp dụng vì chúng không hợp lý về phương diện kinh tế, về chi phí xây dựng cũng như tổn thất điện năng trong vận hành. Trên thực tế cũng chưa có đường dây nào dài trên 2000 km để có thể áp dụng phương pháp hiệu chỉnh độ dài l lên 3000 km [4].
*) Tụ bù dọc có tác dụng cải thiện phân bố điện áp trên đường dây dài siêu cao áp.
Thể hiện hình 1.9, khi mắc thêm tụ điện nối tiếp vào đường dây thì điện kháng tổng đường dây X = X L – XC sẽ giảm xuống. Nếu ta giả thiết góc lệch pha φ giữa dòng điện phụ tải và điện áp U2 ở cuối đường dây không đổi thì độ lệch điện áp và góc lệch pha δ giữa véc tơ điện áp đầu đường dây và cuối đường dây giảm xuống đáng kể. Trên đồ thị hình hình 2.17 ta thấy trước khi mắc tụ bù dọc thì điện áp đầu đường dây là U1 và góc lệch pha so với U2 là δ, sau khi mắc tụ bù dọc thì điện áp đầu đường dây là góc lệch pha so với U2 là δ' . Ta nhận thấy: δ' < δ , ΔU ' < ΔU , Trong đó: ΔU= U1 - U2
ΔU'= U1 - U2
*)Tụ bù dọc làm giảm điện kháng của đường dây hay nói cách khác tụ bù dọc làm giảm tổng trở sóng của đường dây [4]
*)Tụ bù dọc còn làm giảm tổn thất công suất phản kháng
Ta thấy khi có dòng điện chạy qua tụ bù dọc sẽ sinh ra một lượng CSPK. Lượng CSPK này sẽ bù lại phần tổn thất CSPK tiêu thụ trên điện kháng đường dây
khi có dòng điện chạy qua. Cả hai lượng CSPK trên đều phụ thuộc vào dòng điện cho nên tụ bù dọc có khả năng tự điều chỉnh làm giảm bớt sự thừa và thiếu CSPK ở các chế độ khác nhau[4].