Một ủường dõy trờn khụng ủiện ỏp 220 kV dài 80 km, dựng dõy dẫn ACO-240 cung cấp cho phụ tải cú cụng suất S = 72 + j54 MVA. Xỏc ủịnh ủiện ỏp U1 ủầu ủường dõy và cụng suất ủầu vào, biết ủiện ỏp cuối ủường dõy là U2 = 218 kV và DTB = 8 m.
Sơ ủồ thay thế ủường dõy cú dạng như hình 7-11.
Hỡnh 7-11. Sơ ủồ thay thế một ủoạn ủường dõy Giải.
Tra phụ lục ứng với dây dẫn ACO-240 ta có:
r0 = 0,13 (Ω/km); x0 = 0,43 (Ω/km); b0 = 2,66.10-6 (1/Ωkm);
∆Pvqmax = 2,7 (kW/km); ∆P Vqmin = 1,2 (kW/km).
Tớnh ủược ủiện trở và ủiện khỏng của ủường dõy:
Rủ = r0L = 0,13.80 = 10,4 (Ω); Xủ = x0L = 0,43.80 = 34,4 (Ω)
2
B = 0 2,66.106.80 1,06.104 2
1 2
−
− =
L=
b ( 1/Ω ).
Dung khỏng phỏt ra của ủường dõy là:
218.1,06.10 5,03( )
.2 2
4 2 2
2 B MVAr
QC=U = =
∆ −
Tổn thất vầng quang ủiện trung bỡnh ủặt ở 2 nửa ủường dõy là:
)80.10 0,08( )
2 2 , 1 7 , (2 5 , 0 2 )
( 5 , 2 0
min 3
max P L MW
P
Pvq vq vq
+ =
∆ = +
= ∆
∆ −
Cụng suất cuối ủường dõy:
S”= St + 2 1∆Pvq - j
2
1∆QC = 72 + j 54 + 0,08 - j 5,03 = 72,08 + j48,97 ( MVA ) Tổn thất ủiện ỏp dọc và ngang trục là:
∆U = 11,16 ( )
218 4 , 34 . 97 , 48 4 , 10 . 08 , 72
2
"
"
U kV X Q R
P d d
+ = + =
Rd Xd
∆Pv q 2
∆Pv q 2
∆Qc 2
∆Qc 2
St U2
U1 S1
δU = 9,02 ( ) 218
4 , 10 . 97 , 48 4 , 34 . 08 , 72
2
"
"
U kV R Q X
P d d
− =
− =
Trị số ủiện ỏp ủầu ủường dõy:
U1 = (U2+∆U)2+δU2 = (218+11,16)2+9,022 =230(kV) Tổn thất cụng suất trờn ủường dõy:
∆Sủ = (10,4 34,4 1,66 5,48( )
218 97 , 48 08 , ) 72
( 2
2 2
2 2
2
"
2
"
MVA j
j jX
U R Q P
d
d + + = +
= + +
Cụng suất ủầu vào ủường dõy là: S’ = S” + ∆Sủ
S1 = S’ + ∆Sủ + 0,5 ∆Pvq -j 0,5 ∆Qc = (72,08 + j48,97) + (1,66 + j5,48 ) + 0,08 - j5,03 S1 = 73,82 + j49,42 (MVA)
Ví dụ 2
Một ủường dõy trờn khụng Udm = 110 kV ủoạn từ A ủến B dựng dõy dẫn AC-70 cú ủiện trở Rd1
= 17,16Ω, Xd1 = 17,76Ω, Bd1 = 1,02.10-4 1/Ω. Cung cấp cho hai phụ tải qua trạm biến áp trung gian, MBA loại 16000 kVA - 115/11 kV có thông số ∆P0 = 19 kW, ∆PK = 85 kW, UK% = 10,5%
và I0% = 0,7%, ủiện ỏp ủịnh mức phớa cao ỏp 115 kV và phớa hạ ỏp 11 kV. Phụ tải của mạng là SD
= 0,7 + j 0,5 MVA, SC = 11 + j 4,8 MVA. ðoạn từ C tới D là ủường dõy trờn khụng cú Udm = 10 kV dựng dõy dẫn AC- 50 cú ủiện trở Rd2 = 3,02Ω, Xd2 = 1,96 Ω (bỏ qua tổng dẫn ủường dõy).
ðiện ỏp ủầu vào ủường dõy là UA = 117 kV. Xỏc ủịnh cụng suất cấp vào mạng SA và ủiện ỏp cỏc ủiểm nỳt của mạng.
Hỡnh 7-12. Sơ ủồ mạng ủiện cú 2 cấp ủiện ỏp
Hỡnh 7-13. Sơ ủồ thay thế mạng ủiện Giải.
Ta vẽ sơ ủồ thay thế như trờn hỡnh 7-12 và ký hiệu cỏc ủiểm nỳt như hỡnh vẽ.
Zd2
JQcd1 JQcc1 JQcd2 JQcc2
S’1 S”1 S’2 S”2
SA A
SD
Zd1
∆S0
S’B ZB S”B
X
SC
B C D
B C
SD
SC
D A ðường dây 1 ðường dây 2
Tỷ số biến áp k =
dmH dmC
U U =
11
115 = 10,45 Tra bảng và tính tổng trở của máy biến áp:
RB = 4,38( )
16000 10 . 115 . 10 85 .
2 3 2 2
3 2
Ω
=
∆ =
dm dmC K
S U P
XB = 10 86,7( )
16000 .
115 . 5 , 10 .
100
%. 2 2
Ω
=
=
dm dmC K
S U U
S2" = SD = 0,7 + j 0,5 MVA ∆Sd2 = ∆Pd2 + j ∆Qd2 = 2
2
"
2 2
"
2
Udm
Q P +
(Rd2 + j Xd2) ∆Sd2 = = 2
2 2
10 5 , 0 7 ,
0 +
(3,02 + j 1,96) = 0,022 + j 0,014 MVA
'
S2 = S"2 + ∆Sd2 = (0,7 + j 0,5) + (0,022 + j 0,014) = 0,722 + j 0,514 MVA S”B = S’2 + SC = (0,722 + j 0,514) + 11 +j 4,8) = 11,722 + j 5,314 MVA
∆SCu = ∆PK 2
"
) (
dm B
S S + j
dm B k
S S U
. 100
%. "2
= 0,085 2 2 2
16 ) 314 , 5 722 , 11
( + + j
16 . 100
) 314 . 5 722 , 11 .(
5 ,
10 2+ 2
= ∆SCu = 0,055 + j 1,084 MVA
S’B = S”B + ∆SCu = (11,722 + j 5,314) + (0,055 + j 1,084 ) = 11,777 + j 6,398 MVA
∆S0 = ∆P0 +j 100
0%.Sdm
I = 0,019 +j 100
16 . 7 ,
0 = 0,019 +j 0,112 MVA
JQcc1 = j U2dm. 2 B1
= j 1102. 2
10 . 02 ,
1 −4
= j 0,617 MVAr
S1" = SB' + ∆S0 - JQcc1 = (11,777 + j 6,398) + (0,019 +j 0,112) - j 0,617 S1" = 11,796 + j 5,89 MVA
∆Sd1 = ∆Pd1 + j ∆Qd1 = 2
2
"
1 2
"
1
Udm
Q P +
(Rd1 + j Xd1) ∆Sd1 = 2
2 2
110 89 , 5 796 ,
11 +
(17,16 + j 17,76) = 0,246 + j 0,248 MVA
'
S1 = S1" + ∆Sd1 = (11,796 + j 5,89) + (0,246 + j 0,248) = 12,042+ j 6,138 MVA JQcd1 = j U2A.
2 B1
= j 1172. 2
10 . 02 ,
1 −4
= j 0,698 MVAr
SA = S1' - JQcd1 = (12,042+ j 6,138) - j 0,698 = 12,042 + j 5,44 MVA
+ Bước 2: Tớnh ủiện ỏp cỏc ủiểm nỳt theo cụng suất truyền tải ủầu ủường dõy
.
UB = U.A- ∆U.d1 với ∆U.d1=
A d d
U X Q R
P1' 1+ 1' 1 + j
A d d
U R Q X
P1' 1− 1' 1
= ∆Ud1 +j δUd1
∆U.d1=
117
76 , 17 . 138 , 6 16 , 17 . 042 ,
12 +
+ j
117
16 , 17 . 138 , 6 76 , 17 . 042 ,
12 −
∆U.d1= ∆Ud1 +j δUd1 = 2,597 + j 0,9276 kV
Trị số ủiện ỏp: UB = (UA−∆Ud1)2+δUd21 = (117−2,597)2+0,92762 = 114,4 kV ∆U.B=
B B B B B
U X Q R P' + '
+ j
B B B B B
U R Q X P' − '
= ∆UB +j δUB
∆U.B=
4 . 114
7 , 86 . 398 , 6 38 , 4 . 777 ,
11 +
+ j
4 , 114
38 , 4 . 398 , 6 7 , 86 . 777 ,
11 −
= 5,295 + j 32,39 kV
.'
UX = U.B- ∆U.B U’X = (UB−∆UB)2+δUB2
U’X = (114,4−5,295)2+32,392 = 113,8 kV UC =
k UX'
= 10,45 8 ,
113 = 10,89 kV.
UD = UC - ∆Ud2 với ∆U.d2=
1 2 ' 2 2 ' 2
U X Q R
P d + d
= 10,89
96 , 1 . 514 , 0 02 , 3 . 722 ,
0 +
= 0,2927 kV Trị số ủiện ỏp ủiểm D: UD = 10,89 - 0,2927 = 10,5973 kV
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 7
1, Những khú khăn gặp phải khi truyền tải dũng ủiện xoay chiều ủi xa và cỏc biện phỏp khắc phục.
2, Phương phỏp lựa chọn ủiện ỏp ủịnh mức cho mạng ủiện khi thiết kế ủường dõy truyền tải ủiện năng ủi xa; một số biểu thức gần ủỳng ủể sơ bộ xỏc ủịnh ủiện ỏp ủịnh mức cho mạng ủiện.
3, Vẽ sơ ủồ thay thế ủầy ủủ của ủường dõy và viết biểu thức xỏc ủịnh cỏc thụng số của sơ ủồ thay thế; vẽ cỏc sơ ủồ thay thế của ủường dõy trong trường hợp ủường dõy hạ ỏp, trung ỏp, cao áp và siêu cao áp.
4, Vẽ sơ ủồ thay thế ủầy ủủ, sơ ủồ giản ước của mỏy biến ỏp và viết biểu thức xỏc ủịnh cỏc thụng số của sơ ủồ thay thế.
5, Phương phỏp quy ủổi cỏc tham số trờn sơ ủồ thay thế của mạng ủiện về cấp ủiện ỏp cơ bản; cỏch tớnh gần ủỳng trị số ủiện ỏp của ủiểm ủầu ủường dõy khi biết trị số ủiện ỏp cuối ủường dây và ngược lại.
6, Vẽ sơ ủồ và tớnh cỏc tham số chế ủộ của ủường dõy cú một số phụ tải khi biết trị số cụng suất phụ tải và ủiện ỏp ủiểm ủầu hoặc ủiểm cuối ủường dõy.
7, Vẽ sơ ủồ và tớnh cỏc tham số chế ủộ của trạm biến ỏp khi biết trị số cụng suất phụ tải và ủiện ỏp tại thanh cỏi sơ cấp hoặc thứ cấp của trạm.
8, Vẽ sơ ủồ và tớnh cỏc tham số chế ủộ của mạng ủiện gồm cỏc ủoạn ủường dõy và trạm biến ỏp khi biết trị số cụng suất phụ tải và ủiện ỏp ủiểm ủầu hoặc ủiểm cuối của mạng ủiện.
9, Trỡnh bày nguyờn tắc thành lập sơ ủồ thay thế và tớnh toỏn cỏc tham số của sơ ủồ thay thế khi mạng ủược cấp từ nguồn cú ủiện ỏp ủến 35 kV và nguồn cú ủiện ỏp ủến 110 kV.
Chương 8
CƠ KHÍ DÂY DẪN ðƯỜNG DÂY TRÊN KHÔNG
Khi thiết kế mạng ủiện, ta cần lựa chọn cấp ủiện ỏp ủịnh mức cho ủường dõy và chủng loại dõy dẫn, tiết diện dõy dẫn sao cho ủảm bảo chất lượng ủiện và ủỏp ứng yờu cầu kinh tế. Tuy nhiờn khi vận hành ủường dõy thỡ dõy dẫn, dõy chống sột luụn chịu ảnh hưởng của ủiều kiện khớ hậu thời tiết như mưa, giú, nhiệt ủộ, và chịu tỏc ủộng của cỏc tải trọng như trọng lượng dõy dẫn, ỏp lực giú và sức căng của dõy. Vỡ vậy, ngoài việc thiết kế mạng ủiện ủỏp ứng về chất lượng ủiện và ủiều kiện kinh tế ta cũn phải kiểm tra ủộ bền cơ học của cỏc phần tử ủường dõy dưới tỏc ủộng của nội lực và ngoại lực. Tớnh toỏn ủộ bền cơ học cỏc phần tử của ủường dõy gọi là tớnh toỏn cơ khớ ủường dõy trờn khụng. ðõy là một yếu tố cơ bản ủể ủảm bảo việc cung cấp ủiện thường xuyờn, liờn tục và an toàn cho con người. Nú rất cần cho cụng tỏc thiết kế, thi cụng và vận hành mạng ủiện. Tớnh toỏn cơ khớ ủường dõy trờn khụng bao gồm kiểm tra ứng suất của dõy dẫn và dõy chống sột, tớnh toỏn ủộ vừng cực ủại của dõy dẫn, tớnh toỏn mụ men uốn và xoắn do ngọai lực, khả năng chống lật, chống nhổ, chống lỳn của múng…nhằm ủảm bảo cho ủường dõy làm việc vững chắc và an toàn.