Ch-ơng 1: Cân Bằng Công Suất Trong Hệ Thống Điện Quá trình sản suất, truyền tải và tiêu thụ điện năng trong HTĐ đ-ợc tiến hành đồng thời do điện năng không thể tích luỹ đ-ợc. Tại một thời điểm luôn có sự cân bằng giữa điện năng sản suất và điện năng tiêu thụ, có nghĩa là tại mỗi thời điểm cần phải có sự cân bằng giữa công suất tiêu thụ và pk phát ra với công suất tiêu dùng và pk tiêu thụ. Nếu sự cân bằng trên bị phá vỡ thì các chỉ tiêu chất l-ợng điện năng bị giảm dẫn tới mất ổn định hoặc làm tan rã hệ thống. Do vậy phải kiểm tra sự cân bằng công suất trong MĐ tr-ớc khi bắt đầu TK một mạng l-ới. I. Cân bằng công suất tiêu dùng Giả sử nguồn điện cung cấp đủ công suất tiêu dùng cho các phụ tải, do đó sự cân bằng công suất điện biểu diễn bằng biểu thức sau: F P = YC P Trong đó: F P : Công suất tiêu dùng phát ra của nguồn YC P : Tổng công suất tiêu dùng yêu cầu của hệ thống Mà: YC P = m Pt P + P mđ + td P + dt P m : Là hệ số đồng thời ( ở đây lấy m = 1) Pt P : Tổng công suất tiêu dùng trong chế độ phụ tải cực đại Pt P = P 1 + P 2 +P 3 + P 4 + P 5 + P 6 = 30 + 32 +28 +24 +30 +32 = 176 (MW) P mđ : Tổng tt công suất điện năng trong mạng điện (tính theo số % của phụ tải cực đại) P mđ = 5% Pt P = 176 . 5% - 8,8 (MW) td P , dt P : Tổng công suất tự dùng và công suất dự trữ của mạng. ở đây: dt P = td P = 0 Vì F P coi nh- lấy từ thanh cái cao áp. Vậy: F P = YC P = 176 +8,8 = 184,8 (MW) II. Cân bằng công suất phản kháng Cân bằng công suất tác dụng, tr-ớc tiên cần thiết để giữ đ-ợc tần số bình th-ờng trong hệ thống, còn để giữ điện áp bình th-ờng cần phải có sự cân bằng công suất phản kháng. Sự thiếu hụt công suất phản kháng làm cho U giảm. Mặt khác sự thay đổi U dẫn đến thay đổi f. Sự cân bằng công suất phản kháng trong HTĐ đ-ợc biểu diễn bằng công thức sau: F Q = YC Q Trong công suất phản kháng do nguồn phát ra F Q = tg F . F P (cos F = 0,85 tg F = 0,6197) Vậy F Q = 184,8 . 0,6197 = 114,52 (MVAR) YC Q = m maxi Q + BA Q + L Q +Q tđ - Q C + dt Q Trong đó: m = 1 ( là hệ số đồng thời) maxi Q = Tổng công suất phản kháng của phụ tải ở chế độ cực đại. maxi Q = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5 + Q 6 Từ số liệu đã cho ta tính đ-ợc các công suất phản kháng của các hệ phụ tải bằng công thức Q i = P i .Tg i Theo đề Cos i = 0,85 Tg i = 0,6197 Sau khi tính toán ta thu đ-ợc bảng sau: Phụ tải 1 Phụ tải 2 Phụ tải 3 Phụ tải 4 Phụ tải 5 Phụ tải 6 P i (MW) 30 32 24 28 30 32 Q i (MVAR) 18,591 19,83 14,875 17,352 18,591 19,83 Vậy : maxi Q = 109.067 Giả sử tổng tổn thất công suất phản kháng của các đ-ờng dây bằng công suất phản kháng do đ-ờng dẫn của đ d sinh ra. L Q = C Q Vì ta có từ thanh cái cao áp của trạm BA tăng của NMĐ nên td Q = dt Q = 0 BA Q : Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm hạ áp đ-ợc tính theo công thức: BA Q =15% maxi Q = 109,067 . 15% = 16,36 (MVAR) Vậy YC Q = 109,067 +16,36 = 125,427 (MVAR) So sánh F Q với YC Q ta thấy: F Q < YC Q Do đó chúng ta phải tiến hành bù sơ bộ Q b = YC Q - F Q = 125,427- 114,52 =10,907(MVAR) Ta phải tiến hành bù -u tiên cho những hộ ở xa, cos thấp hơn và bù đến cos = 0,9. Còn thừa lại ta bù cho các hộ ở gần Bảng tính khoảng cách từ nguồn đến các tải phụ: Phụ tải 1 Phụ tải 2 Phụ tải 3 Phụ tải 4 Phụ tải 5 Phụ tải 6 L (Km) 50 77,11 80,62 58,31 63,24 50,09 Công thức tính Q bi: Q bi = P i (tg 1 - tg 2 ) = Q i - P i tg 2 1 , 2 : Các pha tr-ớc và sau khi bù Cos 2 = 0,9 tg 2 =0,484 Phụ tải 2 : Q b2 = Q 2 P 2 tg 2 =19,83-32.0,484 =4,342(MVAR) Phụ tải 3 : Q b3 = Q 3 P 3 tg 3 =14,873-28.0,484 =1,321(MVAR) Phụ tải 5: Q b5 = Q 5 P 5 tg 5 =18,591- 30.0,484=4,071(MVAR) Phụ tải 4: Q b4 = Q b ( Q b2 + Q b3 +Q b5 ) =10,907-(1,321+ 4,342+4,071) =1,173 (MVAR) Đối với phụ tải 4 : Q b4 =Q 4 P 4 tg 2 Nên tg 2 = 4 44 P QQ b = 28 173,1352,17 =0,578 Do đó Cos 2 = 2 2 1 1 tg = 2 578,01 1 = 0,866 Vậy phụ tải 4 có cos =0,866 Tr-ớc khi bù Sau khi bù P Q Cos P Q b Cos Phụ tải 30 18,591 0,85 30 0 0,85 1 Phô t¶i 2 32 19,83 0,85 32 4,342 0,9 Phô t¶i 3 28 14,873 0,85 28 1,321 0,9 Phô t¶i 4 24 17,352 0,85 24 1,173 0,866 Phô t¶i 5 30 18,591 0,85 30 4,071 0,9 Phô t¶i 6 32 19,83 0,85 32 0 0,85 . +Q b5 ) =10 ,907- (1, 3 21+ 4,342+4,0 71) =1, 173 (MVAR) Đối với phụ tải 4 : Q b4 =Q 4 P 4 tg 2 Nên tg 2 = 4 44 P QQ b = 28 17 3 ,13 52 ,17 =0,578 Do đó Cos 2 = 2 2 1 1 tg = 2 578, 01 1 = 0,866 Vậy. Q b Cos Phụ tải 30 18 ,5 91 0,85 30 0 0,85 1 Phô t¶i 2 32 19 ,83 0,85 32 4,342 0,9 Phô t¶i 3 28 14 ,873 0,85 28 1, 3 21 0,9 Phô t¶i 4 24 17 ,352 0,85 24 1, 173 0,866 Phô t¶i 5 30 18 ,5 91 0,85 30 4,0 71 0,9 Phô. bảng sau: Phụ tải 1 Phụ tải 2 Phụ tải 3 Phụ tải 4 Phụ tải 5 Phụ tải 6 P i (MW) 30 32 24 28 30 32 Q i (MVAR) 18 ,5 91 19,83 14 ,875 17 ,352 18 ,5 91 19,83 Vậy : maxi Q = 10 9.067 Giả sử tổng