THAM SỐ CÁC PHẦN TỬ TRONG MẠNG ĐIỆN
2.1.4 Điện dẫn phản kháng
Điện dẫn phản kháng do điện dung sinh ra giữa các dây dẫn với nhau và dây dẫn đối với đất. Tuy nhiên do giá trị điện dung giữa dây dẫn đối với đất nhỏ nên trong tính tốn bỏ qua.
Điện dẫn của dây dẫn tính theo biểu thức:
0 -6 tb tb = ( ) lg F/ km 0,024 C 10 D R Điện dẫn phản kháng của dây dẫn :
0 -6 0 tb tb = (S/ km) lg 7.58 b =ωC 10 D R Trong đó : ω = 2πf f = 50Hz
Dtb : Khoảng cách trung bình hình học các pha tính theo (2-6) Rđt : Bán kính đẳng trị dây dẫn tính theo cơng thức (2-8)
Sự tồn tại của điện dung đƣờng dây là nguyên nhân sinh ra dòng điện điện dung. Công suất phản kháng do điện dung đƣờng dây sinh ra là:
Qc = 3IcUp = 3Up2b0l =U2b0l (MVAr) Dung dẫn của đƣờng dây ít phụ thuộc vào khoảng cách của các dây dẫn và đƣờng kính của dây dẫn. Cơng suất phản kháng do đƣờng dây sinh ra phụ thuộc nhiều vào điện áp của đƣờng dây. Dây dẫn phân nhỏ cũng làm tăng điện dung của đƣờng dây.
Đối với dây dẫn trên không U 110 kV, đƣờng dây cáp U 20 kV cần xét đến giá trị b0 trong sơ đồ thay thế tính tốn của đƣờng dây. Đối với các đƣờng dây có chiều dài l < 300km, U 220 kV khi tính tốn chế độ làm việc của mạng dùng sơ đồ thay thế tham số tập trung. Thƣờng dùng sơ đồ với các tham số tập trung sau:
Z = (r0 + jx0).l = R + jX Y/2 = 1/2(g0 + jb0).l = 1/2(G + jB)
Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang 25
Đối với đƣờng dây siêu cao áp (U 330 kV) cũng có thể sử dụng sơ đồ thay thế thông số tập trung nếu chiều dài đƣờng dây không lớn (l 300 km), tuy nhiên kết quả tính tốn chỉ là gần đúng. Đối với đƣờng dây có chiều dài l > 300 km trong qúa trình tính tốn sử dụng phƣơng pháp thơng số rãi phân bố dọc theo chiều dài đƣờng dây.
Ví dụ 2-1: Xác định tham số đƣờng dây trên không điện áp 110 kV, dài 100
km, dây AC-150 bố trí trên đỉnh của tam giác đều cạnh 5m.
GIẢI :
Z=R+jX
j B/2 j B/2
Hình 2-5
Do tổn thất vầng quang trên đƣờng dây 110 kV nhỏ nên bỏ qua điện dẫn g0, tra phụ lục ta tìm đƣợc:
- r0 = 0,21 Ω/km - x0 = 0,41 Ω/km - b0 = 2,71.10-6 1/Ωkm
Từ đó ta tính đƣợc các tham số của đƣờng dây: - R = r0.l = 0,21.100 = 21 Ω
- X = x0.l = 0,41.100 = 41 Ω
- B = b0.l = 2,74.10-6.100 = 274.10-6 1/Ω Sơ đồ thay thế đƣờng dây cho trên hình 2-5
Ví dụ 2-2: Xác định tham số r0, x0, b0 của đƣờng dây trên không điện áp 500kV, dùng dây dẫn phân nhỏ loại ACO-3x500. Biết dây dẫn dây đặt trên mặt phẳng nằm ngang, khoảng cách giữa các pha là 12m, khoảng cách giữa các dây dẫn trong 1 pha là a = 40cm.
GIẢI :
Tra phụ lục đối với dây dẫn ACO-500 có r01 = 0,065 Ω/km, đƣờng kính dây dẫn d = 30,2 mm. Vì dây dẫn mỗi pha đƣợc phân thành 3, cho nên điện trở đơn vị của mỗi pha bằng:
Bán kính thƣc tế của mỗi dây dẫn bằng :
Bán kính đẳng trị của dây dẫn trong mỗi pha bằng :
√ √ Khoảng cách trung bình hình học giữa các pha :
Dt = 1,26D = 1,26.12 = 15,1m = 15100 mm Điện kháng trên 1km đƣờng dây bằng :
Điện dẫn phản kháng đơn vị là:
Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang 26 Z=R+jX
Ví dụ 2-3: Xác định các tham số của đƣờng dây cáp lõi đồng tiết diện F = 10 mm2 dài 4 km. Điện áp định mức 6kV, nhiệt độ môi trƣờng là 200
C.
GIẢI:
Do mạng cấp điện áp là 6kV cho nên không cần xét đến tổng dẫn Y. Theo phụ lục B-5 ta có : - r0 = 1,84Ω/km - x0 = 0,1 Ω/km Do đó tổng trở dây cáp bằng : - Z = (r0 + jx0).l = (1,84 + j0,1).4 = 7,34 + j0,4Ω Sơ đồ thay thế hình 2-6. 2.2. Máy biến áp
Việc phân tích, tính tốn các chế độ làm việc của máy biến áp trong mạng điện thƣờng đƣợc quy đổi về 1 cấp điện áp (điện áp quy đổi thƣờng là điện áp phía cao áp, ký hiệu là U).
Các thông số của máy biến áp bao gồm Rb, Xb là điện trở tác dụng và điện kháng của các cuộn dây máy biến áp, Gb điện dẫn tác dụng gây nên bởi tổn thất công suất tác dụng trong lõi thép máy biến áp; Bb điện dẫn phản kháng gây nên bởi dịng điện từ hóa. Dịng điện đi qua Gb và Bb rất nhỏ (khoảng mấy phần trăm dòng điện định mức).
Vì vậy trong tính tốn các mạng điện khu vực thƣờng dùng sơ đồ thay thế hình
г (hình 2-7) để làm đơn giản các tính tốn mạng điện, trong đó đặt mạch tổng dẫn vào cuộn dây sơ cấp máy biến áp, tức là cuộn cao áp của máy biến áp giảm áp và cuộn hạ áp của máy biến áp tăng áp.
Tính tốn càng đơn giản hơn nếu điện dẫn của máy biến áp đƣợc thay thế bằng một phụ tải cố định (hình 2- 8), phụ tải này bằng cơng suất khơng tải của máy biến áp (điều này ứng với khi xem điện áp đặt vào cuộn sơ cấp máy biến áp không đổi).