Chương 3: TÍNH TOÁN TỔN THẤT TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
3.4. Tổn thất điện năng
3.4.2. Tổn thất điện năng trong máy biến áp
Việc xác định tổn thất điện năng trong MBA được thực hiện dựa vào hao tổn công suất trong máy, nó cũng gồm hai thành phần: thành phần cố định và thành phần thay đổi : ∆ AT=∆P0.t + ∆PK(
dm pt
S
S )2. (KWh) Trong đó:
∆ P0; ∆ PK : Hao tổn không tải và hao tổn ngắn mạch của biến áp;
t : Thời gian lv của MBA ( nếu mba làm việc suốt năm thì t = 8760h) T : Thời gian hao tổn công suất cực đại.
Trong trường hợp có n máy biến áp giống nhau làm việc song song thì:
∆ AT = n.∆P0.t + n PK
(
dm pt
S
S )2. (KWh)
Ví dụ 6: Xác định tổn thất điện áp và công suất trong mạng điện có đường dây 10 kv, l=7,8km. Dây AC-70, trạm biến áp 10/0,4kv, ký hiệu TM 560/10. Công suất truyền tải đầu đường dây là S = 420+J310(KVA).
+ Với AC-70 tra bảng: r0= 0,46(/Km), x0=0,382(/Km)
+ Trạm biến áp TM 560/10 tra bảng ta có: UK= 4,5%, ∆PK=7,2(kw),
∆ P0=2(kw), I0=2%, U10=10/0,4(kv) Cách giải
+ Xác định tổng trở của đường dây:
ZAB = RAB +JXAB
Trong đó:
RAB = r0.l = 0,46.7,8 =3,588() XAB= x0.l = 0,328.7,8 =2,979() + Tổn thất điện áp trên đường dây là:
∆UAB =
UdmQX R
P. . = 231,2(V) + Tổn thất công suất tác dụng trong biến áp
∆PBA= ∆P0+∆PK(
dm pt
S
S )2= 8,8(kw) +Tổn thất công suất PK trong biến áp.
∆QBA= ∆Q0+∆QK(
dm pt
S S )2
=
dm pt dm K
S S S U
I
. 100
100. 2
0 = 7,3 (kvar) +Tổn thất công suất BK trong biến áp
∆SBA= ∆PBA +J∆QBA = 8,8 + j7,3 (kVA) +Tổn thất điện áp trong máy biến áp:
RB=
dmMBA dmMBA
SkU P
2
. 2
=2,3() ;
ZB=
dmMBA dmMBA kUS U
.
100. 2 = 8,02 ()
XB = Z2B R2B = 7,6 ()
∆UBA=
UQX R
P. B B = 316,15 (V) Vậy tổn thất trên đường dây và máy biến áp là:
U = UAB + UBA =0,547 (kV)
BÀI TẬP CHƯƠNG 3
Bài 3.1: Đường dây trên không có Uđm = 10(KV) cấp điện cho 3 phụ tải: S1= 640 + j480 (KVA); S2= 350 + j350 (KVA); S3= 240 + j180 (KVA); toàn bộ dùng dây AC- 70 có ro = 0,46(/Km); xo = 0,4(/Km). Số liệu cho như hình 3.11.
Yêu cầu:
- Vẽ mạch điện thay thế biểu diễn dạng tổng trở từng đoạn - Tính tổn hao công suất trên từng đoạn đường dây.
- Tính tổn thất điện áp trên từng đoạn đường dây.
Biết UCP = 5%Uđm
Hình 3.11
Bài 3.2: Đường dây trên không có Uđm = 22(KV) cấp điện cho 3 phụ tải: S1= 1400 + j1400 (KVA); S2= 800 + j600 (KVA); S3= 640 + j480 (KVA); toàn bộ dùng dây AC- 50 có ro = o,64(/Km); xo = 0,4(/Km). Số liệu cho như hình 3.12.
Yêu cầu:
-Vẽ mạch điện thay thế biểu diễn dạng tổng trở từng đoạn - Tính tổn thất công suất trên đường dây
- Tính tổn thất điện áp trên từng đoạn đường dây. Biết UCP = 5%Uđm
Hình 3.12
AC – 70 ; 2km 3 A 2AC – 70 ; 4km 1 AC – 70 ; 3km
S1 S2 S3
2
S3 3
1 2 A
S1
AC – 50 ; 5km AC – 50 ; 4km
2AC – 50 ; 6km
S2
Bài 3.3: Đường dây trên không có Uđm = 22(KV) cấp điện cho 3 phụ tải: S1= 300 + J400(KVA); S2= 560 + J420(KVA); S3= 320 + J240(KVA) ; S4= 180 + J240(KVA).
Đoạn A-1 = 7km; đoạn 1-2 = 3km; đoạn 2-3 = 2km; đoạn 2-4 = 2km. Dùng dây A50 có ro = 0,64(/Km); xo = 0,32(/Km).
Yêu cầu:
- Vẽ mạch điện thay thế biểu diễn dạng tổng trở từng đoạn - Tính tổn thất công suất trên từng đoạn đường dây.
- Tính tổn thất điện áp trên từng đoạn đường dây.
- Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp. Biết UCP = 5%Uđm
Bài 3.4: Đường dây trên không có Uđm = 22(KV) cấp điện cho 3 phụ tải: S1= 700 + j700 (KVA); S2= 400 + j300 (KVA); S3= 320 + j240 (KVA); toàn bộ dùng dây AC- 50 có ro = 0,64(/Km); xo = 0,4(/Km). Số liệu cho như hình 3.13.
Yêu cầu: - Vẽ mạch điện thay thế biểu diễn dạng tổng trở từng đoạn - Tính tổn hao công suất trên từng đường dây.
- Tính tổn thất điện áp trên từng đoạn đường dây. Biết UCP = 5%Uđm
Hình 3.13
Bài 3.5: Đường dây trên không có Uđm = 10(KV) cấp điện cho 3 phụ tải: S1= 640 + j480 (KVA); S2= 350 + j350 (KVA); S3= 240 + j180 (KVA); Đoạn A-1 = 4km, dây 2AC-70; đoạn 1-2 =3km; đoạn 1-3 = 2km. Dùng dây AC-70; có ro = 0,46(/Km); xo
= 0,4(/Km).
Yêu cầu: - Vẽ mạch điện thay thế biểu diễn dạng tổng trở từng đoạn - Tính tổn hao công suất trên từng đoạn đường dây.
- Tính tổn thất điện áp trên từng đoạn đường dây.
- Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp. Biết UCP = 5%Uđm A
S3
3
1 2 S1
AC – 50 ; 3km AC – 50 ; 2km
2AC – 50 ; 5km
S2
Bài 3.6: Cho mạng cung cấp như (hình 3.14). Biết Udm = 110 kV. Hãy xác định công suất nguồn cung cấp cho mạng (công suất đầu vào của mạng)?
Hình 3.14
Đường dây là AC-120; Dtb = 4m ; chiều dài 80 km. Trạm có 2 máy biến áp có tham số như sau: Sdm = 31,5 MVA; PFe = 86 kW ; PCu đm = 200 kW; UN% = 10,5 %; i0%
= 2,7 %. Biết U0 = 116,7 kV; U1 = 109,3 kV; U2 = 10,5 kV. Xác định công suất đầu vào của mạng.
Bài 3.7: Hãy xác định tổn thất điện năng trong một năm của mạng phân phối 10 kV (hình 3.15). Tính theo A%.
Biết: Smax1 = 2 + j1 ( MVA) Smax2 = 1 + j0,5 ( MVA ) Tmax = 2700 (giờ)
Hình 3.15
Bài 3.8: Cho một đường dây cung cấp như hình vẽ. Chiều dài đường dây là 60 km; Dtb
= 5m , cung cấp điện cho một khu công nghiệp có phụ tải cho trên sơ đồ. Biết U2 = 110 kV. Hãy xác định U1 và góc lệch giữa chúng (hình 3.16).
Với dây M – 120 (Dtb = 5 m) tra bảng có: r0 = 0,158 /km.
x0 = 0,426 /km.
b0 = 2,75 . 10-6 1/.km
Hình 3.16
2
Smax2
1 0
Smax1
A-150 A-50
2 km 1 km
1 M - 120 2
60 km
S2 = 40 +j30 MVA
Smax = 40+j20 MVA 1 2
0
80 km AC-120
Bài 3. 9: Cho mạng điện phân phối như hình 3.17. Dây dẫn trong mạng là dây A-50;
Dtb = 1 m; Udm = 10 kV. Hãy xác định Umax = ? Tra bảng: A-50 có r0 = 0,63 (/km); x0 = 0,35 (/km)
Hình 3.17
Bài 3.10: Đường dây 3 pha trên không 22kV,cung cấp điện cho 2 phụ tải.Các số liệu như hình 3.18. Toàn bộ đường dây dùng dây nhôm trần A-50 có : (r0 =0.64Ω/km, x0 = 0.32Ω/km) .
Hình 3.18
Yêu cầu: 1. Tính tổn thất điện áp trên từng đoạn. Biết Ucp = 5%
2. Xác định tổn thất công suất trên đường dây.
Bài 3.11. Đường dây 22kV cấp điện cho 3 phụ tải. Số liệu cho như hình 3.19:
Hình 3.19
Yờu cầu: 1. Hãy tính toán tổn thất công suất của mạng điện biết toàn tuyến đường dây sử dụng dây dẫn AC70 có r0 = 0,46/km; x0 = 0,38/km.
2. Xác định chi phí tổn hao điện năng hàng năm của mạng điện biết đơn giá
cho 1kWh là 1000VNĐ/kWh. Thời gian sử dụng công suất lớn nhất là Tmax = 4000h.
2
0 1
3
800+j500 kVA
3 km 4 km
4 km 1000+j1000
500 kW kVA
2
A
10km
4km
S2
S1 1
3
S3 3km