giáo trình mạng truyền tải và phân phối

26 328 1
giáo trình mạng truyền tải và phân phối

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Giáo trình Mạng truyền tải phân phối CHƯƠNG IV GIẢI TÍCH MẠNG ĐIỆN Nhiệm vụ giải tích mạng điện xác định phân bố công suất, dòng điện nhánh, tổn thất công suất, điện mạng điện, điện áp nút mạng.Trên sở tính toán đánh giá tiêu kinh tế - kỹ thuật mạng điện $4-1 TÍNH CHẾ ĐỘ MẠNG HỞ 4.1.1 Mạng hở điện áp 110-220 kV Mục đích tính toán xác định phân bố dòng điện, công suất, tổn thất công suất nhánh, điện áp nút mạng điện với số liệu ban đầu công suất phụ tải nút Spt; điện áp nút xa Xét mạng điện hở đường dây điện áp 110 – 220kV có hai phụ tải S2; S3 điện áp nút xa U3 cho hình 4-1.Đối với đường dây 110 – 220kV không xét đến vầng quang.Sơ đồ thay tính toán đường dây hình 4-2 Theo sơ đồ thay ta xác định công suất phản kháng điện dẫn B22 phát là: Khoa Điên Trang Giáo trình Mạng truyền tải phân phối Công suất sau tổng trở đường dây Z2 là: -Điện áp giáng tổng trở Z2 là: -Điện áp nút 2: U2 = U3 + ∆U2 -Tổn thất công suất tổng trở Z2 -Công suất S’2 trước tổng trở đường dây Z2: S’2 = ∆S2 + S’’2 = P’2 + jQ’2 -Công suất phản kháng nhánh điện dẫn B21; B12 ; -Công suất cuối tổng trở đường dây Z1 là: -Điện áp nút 1: U1 = U2 + ∆U1 -Tổn thất công suất tổng trở đường dâyZ1 là: -Công suất đầu đường dây Z1 là: S’1 = ∆S1 + S’’1 = P’1 + jQ’1 -Công suất phản kháng nhánh điện dẫn B11 -Công suất nút nguồn là: S1 =-j∆Qc11 + S’1 = P1 + jQ1 -Tổn thất công suất mạng điện là: ∆S = S1 – S2 – S3 Trong thực tế thường gặp toán tính chế độ mạng điện với số liệu ban đầu công suất tất nút tải điện áp nút cung cấp.Trong trường hợp phải dùng phương pháp tính gần Trước hết lấy điện áp tất nút tải điện áp định mức U = Uđm tiến hành xác định phân bố Khoa Điên Trang Giáo trình Mạng truyền tải phân phối công suất đoạn đường dây theo hướng từ nút tải xa đến nút cung cấp, tiến hành xác định điện áp giáng nhánh điện áp nút sơ đồ Ví dụ: Nếu số liệu ban đầu mạng điện (4-1a) điện áp nút nguồn U1 công suất tải S2, S3 đố lấy U2 = U3 = Uđm tiến hành xác định: -Công suất phản kháng nhánh dẫn điện B21 B22 ∆Qc21 = ∆Qc22 = U2đm.B22 -Công suất cuối tổng trở Z2 -Tổn thất tổng trở Z2 là: -Công suất đầu tổng trở Z2 -Công suất phản kháng nhánh điện dẫn B11 B12 ∆Qc11 = ∆Qc12 = U2đm.B11 -Công suất cuối tổng trở Z1 -Tổn thất tổng trở Z1 -Công suất nút cung cấp 1: Dựa vào U1 S1, tính được: -Điện áp giáng đoạn 1: -Điện áp nút 2: U2 = U1 - ∆U1 -Điện áp giáng đoạn 2: Khoa Điên Trang Giáo trình Mạng truyền tải phân phối -Điện áp nút 3: U3 = U2 – ∆U2 4.1.2 Mạng hở điện áp đến 35kV: Trong tính toán mạng điện phân phối ( mạng điện địa phương) không xét đến điện dẫn đường dây bỏ qua tổn thất công suất ∆S tính phân bố công suất mạng Khi giải tích chế độ mạng tính toán tính theo giá trị điện áp định mức Uđm Xét mạng điện phân phối hình 4-3 sơ đồ thay tính toán trình bày hình 4-4 Theo sơ đồ thay ta có công suất đoạn 3-4 là: S34 = S4 Công suất đoạn 2-3 là: S23 = S3 + S4 Công suất đoạn 1-2 là: S12 = S2 + S3 + S4 Tổn thất công suất toàn mạng: ∆S = ∆S12 + ∆S23 + ∆S34 = -Tổn thất điện áp đoạn 3-4: -Tổn thất điện áp đoạn 2-3: Khoa Điên Trang Giáo trình Mạng truyền tải phân phối -Tổn thất điện áp đoạn 1-2: -Điện áp nút 2: U2=Uđm – ∆U12=U1 – ∆U12 -Điện áp nút 3: U3=U2 – ∆U23 -Điện áp nút 4: U4=U3 – ∆U34 VÍ DỤ 4-1: Đường dây điện áp 110kV, dài 80km, cung cấp điện cho phụ tải công suất (15+j10) MVA Biết tham số đường dây: R=26.4Ω, X=33.9Ω; B=219.10-6 (1/Ω) Xác định công suất đầu đường dây điện áp cuối đường dây, biết điện áp đầu đường dây 116kV GIẢI: Sơ đồ thay đường dây hình 4-5 Để xác định thông số chế độ đường dây cho cần phải dùng phương pháp tính gần nêu Ta lấy U2 = Uđm = 110kV tiến hành tính: -Công suất phản kháng nhánh điện dẫn: ∆Qc1 = ∆Qc2 = -Công suất sau tổng trở Z: S’’ = -j∆Qc2 + S2 = -j1.27 + 15 + j10 = 15+j8.73 MVA -Tổn thất công suất tổng trở Z: Khoa Điên Trang Giáo trình Mạng truyền tải phân phối -Công suất đầu vào tổng trở Z: S’ = ∆S + S’’= 0,66 + j0,85 + 15+ j8,73= 15,66 + j9,58MVA -Công suất đầu đường dây: S1 = -j∆Qc1 + S’ = -j1,27+ 15,66 + j9,58 = 15,66 + j8,3 MVA Dựa vào điện áp U1 công suất S’ xác định tổn thất điện áp đường dây: Như điện áp cuối đường dây: U2 = U1 - ∆U = 116 – 6= 110kV 4.2 TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ MẠNG KÍN 4-2-1 Khái niệm chung Mạng kín mạng hộ tiêu thụ cung cấp điện từ hai phía Mạng điện kín đơn giản đường dây có hai nguồn cung cấp điện Điện áp nguồn cung cấp khác trị số góc pha.Mạng kín có hai đầu cung cấp điện điện áp (hình 4-7) Ưu điểm mạng kín độ tin cậy cung cấp điện cao, tổn thất điện áp, công suất, điện nhỏ hơn.Vì mạng điện kín dòng công suất theo đường ngắn đến hộ tiêu thụ Tuy mạng kín đòi hỏi chiều dài đường dây lớn so với mạng điện hở dự phòng 4.2.2 Tính toán mạng kín có mạch vòng mạng hở có hai nguồn cung cấp điện áp góc pha: Việc tính toán phân bố xác công suất mạng điện kín gặp nhiều khó khăn tính toán mạng kín thường dùng phương pháp tính toán gần Phương pháp cho kết đủ xác với yêu cầu thực tế Khi tính theo phương pháp gần phụ tải hộ tiêu thụ điện, công suất phát nhà máy điện phụ tải, công suất tính toán Tức quy đổi phụ tải nút sơ đồ công suất thực phụ tải cộng với tổn thất công suất máy biến áp, công suất phản kháng nửa cuối đường dây nối đến nút sinh theo điện áp định mức Khi ta có sơ đồ thay mạng điện mà đường dây thay điện trở điện Khoa Điên Trang Giáo trình Mạng truyền tải phân phối kháng.Tính toán phân bố công suất mạng điện kín không xét đến tổn thất công suất đoạn đường dây Lượng tổn thất công suất xét đến bước tính toán tiếp theo: Xét mạng điện hình 4-8a Phụ tải tính toán nút là: S1tt = S1 + ∆Sb1 - j∆Qc1 -j∆Qc2 S2tt = S2 + ∆Sb2 - j∆Qc2 -j∆Qc3 Trong đó: -∆Qc1, ∆Qc2, ∆Qc3: Công suất phản kháng dung dẫn đoạn đường dây nối với nút 1, 2, sinh -∆Sb1, ∆Sb2: Tổn thất công suất trạm biến áp B1; B2 Sau quy đổi phụ tải nút ( hình 4-8b), tính chế độ mạng có đầu cung cấp điện áp tiến hành theo phương pháp gần Khoa Điên Trang Giáo trình Mạng truyền tải phân phối Trước hết xác định phân bố công suất mạng không xét đến tổn thất công suất đoạn đường dây giá trị điện áp nút sơ đồ Xét mạng điện có hai đầu cung cấp điện điện áp (hình 4-9) Nếu chiều quy ước dòng điện chạy đoạn đường dây mạng điện hình vẽ Theo định luật Kirchoff II ta có: (4-1) Vì chưa biết điện áp nút mạng điện, nên tính toán chọn điện áp định mức để tính Do đó: (4-2) Chọn nằm trục thực (tức là) Thay (4-2) vào (4-1) nhân với ta có: * * * * S A1 Z1 + S Z − S3 Z − S Z = * Với: * (4-3) * S = S A1 − Sa * * * * S3 = S a + Sb − S A1 * * * * (4-4) * S A = Sa + Sb + Sc − S A1 Thay (4-4) vào (4-3) ta xác định SA1 * * S A1 = Khoa Điên * * Sa ( z2 + z3 + z4 ) + Sb ( z3 + z4 ) + Sc z4 z1 + z2 + z3 + z4 (4-5) Trang Giáo trình Mạng truyền tải phân phối Nếu đặt: ZΣ = (Z1 + Z2 + Z3 + Z4) n * ∑ Si Z iA S A1 = i =1 * ZΣ Khi đó: (4-6) Tương tự công suất nguồn A2: n * ∑ Si Z iA1 S A2 = i =1 * ZΣ (4-7) Trong đó: -ZiA1 ZiA2: Tổng trở từ phụ tải thứ i đến nguồn cung cấp A1 A2 Tương tự dòng điện chạy từ A1 A2 là: n I A1 = i =1 ZΣ n I A2 = ∑ I i Z iA2 ∑I i =1 i (4-8) Z iA1 ZΣ (4-9) Do số hạng công thức dạng số phức nên để đơn giản tính toán ta biểu diễn phương trình dạng sau: Gọi YΣ tổng dẫn đoạn đường dây ta có: YΣ = GΣ = Trong đó: Khoa Điên = GΣ + jBΣ ZΣ RΣ RΣ2 + X Σ2 Điện dẫn tác dụng đường dây Trang Giáo trình Mạng truyền tải phân phối XΣ RΣ2 + X Σ2 BΣ = Điện dẫn phản kháng đường dây Khi ta viết biểu thức (4-6) sau: n * S A1 = * ∑S i i =1 Z iA2 n n * = (GΣ + jBΣ )∑ S i Z iA2 = (GΣ + jBΣ )∑ [ ( Pi − jQi )( RiA + jX iA2 ) ] ZΣ i =1 i =1 Khi triển khai ta có: n n n  n    S A1 = GΣ ∑ ( PR + Q X ) + B ( PX − Q R ) − j − G ( PX − Q R ) + B ( PR + Q X ) i iA i iA Σ ∑ i iA i iA   Σ ∑ i iA i iA Σ ∑ i iA2 i iA2  i =1 i =1  i =1   i =1  * Từ rút ra: n n   PA1 = GΣ ∑ ( PR i iA + Qi X iA ) + BΣ ∑ ( Pi X iA − Qi RiA )  i =1  i =1  n n   QA1 =  −GΣ ∑ ( Pi X iA − Qi RiA2 ) + BΣ ∑ ( PR i iA + Qi X iA )  i =1 i =1   Để đăt đơn giản ta đặt: M = n ∑ (P R i =1 i iA + Qi X iA ); N = n ∑ (P X i =1 i iA − Qi RiA ) Từ ta có: PA1 = GΣ M + BΣ N QA1   = −GΣ N + BΣ M  (4-10) Công thức (4-10) cho phép xác định phân bố công suất mạng điện theo tính toán số học Biết phân bố công suất SA1, SA2 ta xác định điểm phân bố công suất mạng điện.Điểm phân bố công suất điểm phụ tải nhận công suất từ hai Khoa Điên Trang 10 Giáo trình Mạng truyền tải phân phối GAB = RAB 31, = = 0, 0111 2 RAB + X AB 31, 22 + 42, 722 Ω -Điện dẫn phản kháng đường dây: BAB = X AB 42, 72 = = 0, 0152 2 RAB + X AB 31, 22 + 42, 72 Ω -Công suất tác dụng từ nguồn A cung cấp là: n n   PAB = GAB ∑ ( PR i iA + Qi X iA ) + BAB ∑ ( Pi X iA − Qi RiA )  i =1 i =1   =0,0111.[15.13,2+12.17,16+25.(9,9+13,2)+20(12,87+17,16)]+0.0152[15.17.1612.13,2+25(12.87+17,16)-20(9,9+13,20)]=23,48MW -Công suất phản kháng từ nguồn A cung cấp là: QAa n n   =  −GAB ∑ ( Pi X iA − Qi RiA2 ) + BAB ∑ ( PR + Q X ) i iA i iA  i =1 i =1   =-0,0111 [15.17,16 -12.13,2 +25 (12,87+17,16) - 20.(9,9+13,2)] + 0,0152 [15.13,2 + 12.17,6 +25.(9,9+13,2)+20.(12,87+17,16)]= 19,85MVAr -Tương tự xác định công suất nguồn B cung cấp: PBb = 16,52 MW, QBb = 12,15 MVAR -Công suất từ b đến a là: Sba = SBb-Sb = (16,52 + j12,15) - (15 + j12) = 1,52 + j0,15 MVA Kết tính toán cho thấy điểm a điểm phân bố công suất Khoa Điên Trang 12 Giáo trình Mạng truyền tải phân phối 4.2.3 Tính toán mạng điện có đầu cung cấp điện áp khác nhau: Xét mạng điện hình (4-11) có hai đầu cung cấp điện áp khác góc pha modul Giả sử điện áp UA1>UA2 chiều dòng điện quy ước hình vẽ: Theo định luật Kirchoff II ta có phương trình cân áp pha: U A1 − U A2 = I1 Z1 + I Z − I Z I = I1 − I b I = I c − I = I c − I1 + I b Ta biết : Thay giá trị I2 I3 vào biểu thức ta có: U A1 − U A = I1 Z1 + ( I1 − I b ).Z − ( I b + I c − I1 ).Z = I1 ( Z1 + Z + Z ) − I b ( Z + Z ) − I c Z Từ ta có: I1 = I ( Z + Z3 ) − I c Z3 U A1 − U A + b Z1 + Z + Z Z1 + Z + Z So sánh với giá trị dòng điện tính theo biểu thức (4-8) ta thấy có thêm thành phần: Khoa Điên Trang 13 Giáo trình Mạng truyền tải phân phối U A1 − U A Z1 + Z + Z Thành phần lớn hay nhỏ tùy thuộc vào chênh lệch điện áp nguồn tổng trở đường dây, không phụ thuộc phụ tải, chúng gọi thành phần cân ( công suất hay dòng điện cân bằng) Tương tự nhận giá trị dòng điện I3 : −(U A1 − U A ) I c ( Z1 + Z ) + I b Z1 I3 = + Z1 + Z + Z Z1 + Z + Z Nếu biểu diễn theo công suất ta có: Λ Λ Λ S A1−b = 3U A1 I1 = Λ S A2−c = Λ Λ Λ 3U A1 (U A1 − U A ) S b ( Z + Z ) + S c Z + ZΣ ZΣ Λ Λ 3U A (U A − U A1 ) S b Z1 + S c ( Z1 + Z ) + ZΣ ZΣ Hay: S A1−b = Λ Λ 3U A1 (U A1 − U A ) Λ Λ + S A 2−c = Λ ZΣ Λ Λ Λ ZΣ Λ 3U A (U A − U A1 ) Λ Sb ( Z + Z ) + S c Z ZΣ Λ + Λ Λ Sc ( Z1 + Z ) + Sb Z1 Λ ZΣ Hoặc tính toán phân bố công suất mạng điện kín có hai đầu cung cấp điện áp khác phương pháp xếp chồng điện áp chế độ: Khoa Điên Trang 14 Giáo trình Mạng truyền tải phân phối -Chế độ I: UA1 = UA2 đường dây có tải -Chế độ II: UA1≠ UA2 đường dây không tải Chế độ I: Sự phân bố dòng công suất UA1 = UA2 xác định theo công thức (4-6) đến (4-9) dòng điện tìm chế độ cho hình 4-11 Chế độ II: UA1≠ UA2 nên có dòng cân chạy qua, dòng chạy từ điện áp cao đến điện áp thấp Icb phụ thuộc vào điện áp hai đầu cung cấp tổng trở đường dây (không phụ thuộc phụ tải) I cb = U A1 − U A ZΣ (4-11) Hay * Scb = I cb U p (4-12) Khi tính gần lấy điện áp Up = Upđm Khi xếp chồng chế độ ta có phân bố dòng mạng điện cho: I A1 = I ' A1 I A2 = I + I cb ' A2 − I cb I = I + I cb ' Hay S A1 = S ' A1 S A2 = S + S cb ' A2 − Scb S = S + S cb Khoa Điên ' Trang 15 Giáo trình Mạng truyền tải phân phối Vậy công thức tổng quát để xác định phân bố dòng điện chạy đoạn đường dây từ hai đầu cung cấp điện A1 A2 là: n Λ S A1 = Λ 3U A1 (U A1 − U A2 ) Λ + ∑S i =1 ZΣ S A2 = Λ Λ 3U A (U A − U A1 ) Λ I A1 U − U A2 = A1 + ZΣ I A2 U − U A1 = A2 + ZΣ ∑I i =1 i =1 Λ i Z iA1 Λ i ∑I i =1 i (4-14) Z iA ZΣ n + (4-13) ZΣ n Λ ∑S ZΣ Z iA i ZΣ n Λ (4-15) Z iA1 ZΣ (4-16) Trong cần ý điện áp U điện áp pha 4.2.4 Một số trường hợp đặc biệt: Ở xét số trường hợp đặc biệt đường dây mạng điện kín có hai đầu điện áp giống nhau, điện áp khác phân bố công suất( dòng điện) cần cộng thêm thành phần cân 4-2-4-1 Mạng điện đồng Nếu mạng điện mà có tỷ số điện kháng điện trở tất đoạn dây mạng điện gọi mạng điện đồng xm = const rm nhất, tỷ số Có thể viết lại biểu thức (4-6) sau: Khoa Điên Trang 16 Giáo trình Mạng truyền tải phân phối n S A1 = Λ ∑ Si Z iA2 i =1 Λ ZΣ n = i iA +j RΣ S A2 = ∑ PR i =1 n ∑ Si RiA2 i =1 RΣ ∑Q R i iA i =1 RΣ n n ∑ PR i =1 n X iA S (1 − j ) RiA S ( R − jX ) ∑ i ∑ i iA iA RiA i =1 i =1 = = = XΣ RΣ − jX Σ (1 − j ) RΣ RΣ n i RΣ iA1 (4-17) n +j ∑Q R i i =1 iA1 RΣ (4-18) Nếu mạng đồng tất đoạn đường dây có tiết diện thì: n n S A1 = PA1 + jQA1 = ∑ Pri 0liA2 r0lΣ +j ∑ Qi r0liA2 i =1 r0lΣ S A2 = PA2 + jQA2 = ∑ Pl i iA1 lΣ = ∑ Pli iA2 lΣ +j ∑Q l i =1 i iA lΣ (4-19) n n n n +j ∑Q l i iA1 i =1 lΣ (4-20) Điều có nghĩa là: phân bố công suất tỷ lệ với chiều dài đoạn đường dây (lΣ - tổng chiều dài toàn đường dây) Từ biểu thức (4-19) ta thấy: Trong mạng điện đồng nhất, phân bố công suất tác dụng công suất phản kháng độc lập nhau, xem mạng tải cống suất tác dụng mạng tải công suất phản kháng Phân tích khối lượng tính toán giảm đáng kể Nếu phụ tải mạng điện đồng có trị số cosφ( hệ số công suất) cần xác định phân bố công suất tác dụng công suất toàn phần đủ (tức P S) Cần ý rằng: mạng địện mà dây dẫn tất đoạn có tiết diện chưa thể nói mạng điện đồng nhất, phải xem điện Khoa Điên Trang 17 Giáo trình Mạng truyền tải phân phối kháng đơn vị chiều dài tất đoạn mạng điệ có giống không Với mạng điện không đồng ta có biến thành mạng điện đồng phương pháp nhân tạo 4-2-4-2: Tính toán mạng điện không xét đến điện kháng đường dây Trong thực tế tính toán có số trường hợp để đơn giản người ta bỏ qua điện kháng đường dây ( tức Xm=0) Ví dụ tính toán mạng điện hạ áp Lúc công thức (4-6) viết: n n S A1 = ∑ PR i iA RΣ +j ∑ PR i iA1 S A2 = i =1 i iA RΣ n n ∑Q R RΣ +j ∑Q R i =1 i iA1 RΣ Do tính toán mạng điện tiến hành mạng điện đồng Ví dụ 4-3: Hai phụ tải b c cấp điện từ nguồn A mạng kín Toàn mạng dùng dây dẫn AC-120; dây dẫn bố trí mặt phẳng ngang với khoảng cách pha Drb=3,5m Điện áp tải điện Uđm=35kV Trị số vị trí phụ tải cho hình 4-12.Tìm điểm có điện áp thấp mạng GIẢI: Đây mạng điện kín đồng nhất, theo công thức (4-19) ta có: n PAc = Khoa Điên ∑p m LΣ Lim = 10.12 + 11.8 = 10, 4MW 8+8+ Trang 18 Giáo trình Mạng truyền tải phân phối n QAc = ∑q L m im LΣ = 10.12 + 4.8 = 7, MVAr 8+8+ Vậy SAc=10,4+j7,6 MVA n PAb = ∑p m LΣ n QAb = Lim ∑q LΣ 10.12 + 11.12 = 10, 6MW 8+8+ = 10.12 + 4.12 = 6, MVAr 8+8+ L m im = Vậy SAb = 10,6 + j6,4 MVA Dòng công suất đoạn cb là: Scb = SAc – Sc = ( 10,4 +j7,6) – (10 +j10) = 0,4 – j2,4 MVA Căn theo phụ tải công suất chạy đường dây (hinhg 4-12b) điểm phân bố công suất tác dụng mạng điện điểm b, điểm phân bố công suất phản kháng điểm c Với dây AC-120 Dtb = 3,5m ta tra r0 = 0,27Ω/km x0=0,4Ω/km Tổn thất điện áp từ A đến b là: Tổn thất điện áp từ A đến c là: Khoa Điên Trang 19 Giáo trình Mạng truyền tải phân phối Qua tính toán ta thấy điểm c có điện áp thấp mạng điện 4-2-5: Tính toán mạng điện kín có xét đến tổn thất công suất: 4-2-5-1 Tính toán phân bố công suất: Các tính toán phân bố công suất mạng điện kín vừa trình bày mục tính gần đúng, chưa xét đến tổn thất công suất đường dây Ở mục trình bày phương pháp tính toán phân bố công suất mạng điện kín có xét đến tổn thất công suất Trong thực tế mạng điện khu vực có đường dây tương đối dài truyền tải công suất lớn nên bỏ qua lượng công suất tổn thất Xét mạng điện hình 4-13 Giả sử bước tính gần ta dòng công suất , , xác định điểm b điểm phân bố công suất Ký hiệu ” tính toán xác, tức có xét đến tổn thất cống suất kết phù hợp tổng chúng là: g g g g g Sb = S2" + S3" = S + S3 Tổn thất công suất đoạn là:  g  S" ∆P2 =  U  b   Khoa Điên  ÷ ÷ ×r2 ÷ ÷  Trang 20 Giáo trình Mạng truyền tải phân phối  g  S" ∆Q2 =   Ub    ÷ ÷ ×x2 ÷ ÷  Công suất đầu đoạn là: g g g g S2' = S2" + ∆S2 = S2" + ( ∆P2 + j∆Q2 ) Công suất cuối đoạn là: g g g S1" = S 2' + S a Tổn thất công suất đoạn là:  g  S" ∆P1 =   Ua    ÷ ÷ ×r1 ÷ ÷   g  S" ∆Q1 =   Ua    ÷ ÷ ×x1 ÷ ÷  Vậy công suất đầu đoạn là: g g g g S1' = S1" + ∆S1 = S1" + ( ∆P1 + j∆Q1 ) Tương tự, tính phân bố công suất cho đoạn ta có: Tổn thất công suất đoạn là:  g  S" ∆P3 =   Ub   Khoa Điên  ÷ ÷ ×r3 ÷ ÷  Trang 21 Giáo trình Mạng truyền tải phân phối  g  S" ∆Q3 =   Ub    ÷ ÷ ×x3 ÷ ÷  Vậy công suất đầu đoạn là: g g g g S3' = S3" + ∆S3 = S3" + ( ∆P3 + j∆Q3 ) Khi tính toán, điện áp điểm phân bố công suất b điểm a chưa biết, cách gần lấy điện áp định mức đường dây U đm để tính Sai số nhận không lớn lắm, kết cho phép dùng 4-2-5-2 Tính toán điện áp nút: Tổn thất điện áp đoạn đường dây mạng điện kín tính theo công thức biết: ∆U = Pr + Qx U Trong đó: - P,Q- công suất tác dụng phản kháng chạy đoạn đường dây cần tính tổn thất điện áp; - r,x : Điện trở tác dụng điện kháng đoạn đường dây Khi tính gần (nghĩa chưa kể đến tổn thất công suất đường dây) trị số điện áp U lấy trị số điện áp định mức mạng điện để tính, tính xác điện áp công suất đoạn đường dây phải lấy điện áp cuối đoạn Ví dụ tính ΔU đoạn (hình 4-13) phải lấy điện áp điểm a, tức Ua a/Trường hợp mạng kín có điểm phân bố công suất (tức điểm phân bố công suất tác dụng phản kháng trùng nhau), ví dụ điểm b hình 4-13, điểm b có điện áp thấp mạng Nếu UA1 = UA2 ΔUA1b = ΔUA2b, tức là: P1.r1 + Q1.x1 + P2 r2 + Q2 x2 P3 r3 + Q3 x3 = U dm U dm Khoa Điên Trang 22 Giáo trình Mạng truyền tải phân phối Nếu UA1≠UA2 ΔUA1b≠ΔUA2b giá trị là: ∆U A1b − ∆U A2 b = U A1 − U A2 b/ Trường hợp mạng kín có điểm phân bố công suất (tức điểm phân bố công suất tác dụng phản kháng không trùng nhau) chưa thể nói điểm có điện áp thấp nhất, mà phải tính tổn thất điện áp từ nguồn đến điểm phân bố công suất so sánh với xác định (Xem ví dụ 4-3) c/ Trong trường hợp mạng điện kín có phân nhánh ( hình 4-14) chưa thể kết luận điểm có điện áp thấp mạng Vì mạng A1abA2 b điểm phân bố công suất, chưa điện áp thấp điện áp c, tức phải tính toán ΔU từ nguồn đến b từ nguồn đến c so sánh kết luận Hình 4-14 Mạng điện kín có phân nhánh 4-2-6 Khái niệm vè tính toán mạng điện kín phức tạp Xác định phân bố công suất mạng điện kín phức tạp khó khăn nhiều so với mạng điện kín đơn giản khối lượng tính toán lớn Nếu biết phân bố công suất tính toán lại lựa chọn tiết diện dây dẫn xác định tổn thất công suất điện áp… không khác với điều trình bày mạng điện kín đơn giản Nếu số mạch vòng kín mạng điện phức tạp (3 đến vòng) dùng phương pháp biến đổi mạng điện gồm phương pháp như: chuyển dịch phụ tải, ghép song song đường dây, biến đổi sơ đồ hình “sao” thành sơ đồ hình “tam giác” ngược lại… Bằng phương pháp ta biến mạng điện kín phức tạp thành mạng điện kín đơn giản: đường dây có hai đầu cấp điện Sau tìm phân bố cống suất đường đó, ta lại biến đổi trở mạng điện cũ, đồng thời phân bố công suất tìm đường dây mạng điện Khoa Điên Trang 23 Giáo trình Mạng truyền tải phân phối Đối với mạng điện có nhiều mạch vòng kín phương pháp cồng kềnh Từ “ Giáo trình Cơ sở kỹ thuật điện” ta biết phương pháp phương trình mạch vòng dựa luật Kichoff Đối với mạng điện kín, lập hệ phương trình tương ứng với số công suất chưa biết đoạn đường dây mạng điện Giải hệ phương trình ta nhận kết quả, có thời gian Với mạng điện có sơ đồ phức tạp, người ta dùng mô hình tính toán mạng điện chiều xoay chiều Ngày nay, việc sử dụng công cụ toán học lý thuyết Graph, phương pháp tính … với hỗ trợ máy tính điện tử vào tính toán mạng điện giúp ta giải nhanh chóng toán tính toán chế độ mạng điện phức tạp BÀI TẬP CHƯƠNG Bài 1: Cho mạng điện hình vẽ 1: Hình Đường dây mạch điện áp 110kV, chiều dài 65km, cung cấp điện cho trạm hạ áp có MBA kiểu TDH16000/110 Phụ tải lớn trạm S3=26+j12,5(MVA) Dây dẫn AC-70, khoảng cách trung ình hình học dây dẫn pha 5m Đường áp đầu đường dây U 1=121kV Tính thông số chế độ mạng điện Bài 2: Mạng điện 10kV cung cấp điện từ nguồn A cho phụ tải hình vẽ Toàn mạng điện dùng dây AC-95 có Dtb=1m Tính độ sụt áp lớn mạng điện lúc bình thường cố (∆U%) Biết: S1=3+j2(MVA), S2=1+j1(MVA), S3=2+j2(MVA), S4=1+j1(MVA) LA1=1(km), L12=2(km), L23=1(km), L3A=2(km), L14=1(km) Khoa Điên Trang 24 Giáo trình Mạng truyền tải phân phối Hình Bài 3: Mạng điện 110kV có cấu trúc mạch vòng với dây dẫn làm loại AC-240 hình vẽ 3, chiều dài đoạn công suất điểm tải cho bảng sau: Đoạn L(km) Điểm tải S(MVA) cosϕ A1-B 67,3 13,4 0,82 B-C 48,6 9,5 0,83 C-D 59,7 23,7 0,85 A2-D 88,4 28,6 0,8 Hình Bài 4: Mạng điện 110kV cung cấp điện cho phụ tải từ nhà máy A hình vẽ Hãy tính: Khoa Điên Trang 25 Giáo trình Mạng truyền tải phân phối a.Dòng công suất mạng điện không xét đến tổn thất công suất xác định điểm phân bố công suất b.Điện áp nút c.Tổn thất điện áp lớn mạng điện Hình Khoa Điên Trang 26 [...].. .Giáo trình Mạng truyền tải và phân phối phía đến Điểm phân bố công suất có thể là hai điểm: điểm phân bố công suất tác dụng (ký hiệu ) và điểm phân bố công suất phản kháng (ký hiệu ∇) hoặc một điểm chung (ký hiệu ∇) Điện áp tại điểm phân bố công suất sẽ có giá trị thấp nhất trong mạng Khi biết điểm phân bố công suất có thể tách mạng làm 2 phần và tiến hành tính toán như mạng hở trên cơ... hình “tam giác” và ngược lại… Bằng những phương pháp đó ta biến mạng điện kín phức tạp thành mạng điện kín đơn giản: đường dây có hai đầu cấp điện Sau khi tìm được sự phân bố cống suất trên đường đây đó, ta lại biến đổi trở về mạng điện cũ, đồng thời phân bố các công suất đã tìm được giữa các đường dây của mạng điện Khoa Điên Trang 23 Giáo trình Mạng truyền tải và phân phối Đối với mạng điện có nhiều... 4-12b) thì điểm phân bố công suất tác dụng của mạng điện tại điểm b, còn điểm phân bố công suất phản kháng tại điểm c Với dây AC-120 và Dtb = 3,5m ta tra được r0 = 0,27Ω/km và x0=0,4Ω/km Tổn thất điện áp từ A đến b là: Tổn thất điện áp từ A đến c là: Khoa Điên Trang 19 Giáo trình Mạng truyền tải và phân phối Qua tính toán ta thấy điểm c có điện áp thấp nhất trong mạng điện 4-2-5: Tính toán mạng điện kín... Λ Sc ( Z1 + Z 2 ) + Sb Z1 Λ ZΣ Hoặc chúng ta có thể tính toán phân bố công suất trong mạng điện kín có hai đầu cung cấp điện áp khác nhau bằng phương pháp xếp chồng điện áp 2 chế độ: Khoa Điên Trang 14 Giáo trình Mạng truyền tải và phân phối -Chế độ I: UA1 = UA2 và đường dây có tải -Chế độ II: UA1≠ UA2 và đường dây không tải Chế độ I: Sự phân bố dòng hoặc công suất khi UA1 = UA2 được xác định theo công... độ của mạng điện Bài 2: Mạng điện 10kV cung cấp điện từ nguồn A cho 4 phụ tải như hình vẽ 2 Toàn bộ mạng điện dùng dây AC-95 có Dtb=1m Tính độ sụt áp lớn nhất trong mạng điện lúc bình thường và sự cố (∆U%) Biết: S1=3+j2(MVA), S2=1+j1(MVA), S3=2+j2(MVA), S4=1+j1(MVA) LA1=1(km), L12=2(km), L23=1(km), L3A=2(km), L14=1(km) Khoa Điên Trang 24 Giáo trình Mạng truyền tải và phân phối Hình 2 Bài 3: Mạng điện... vẽ 3, chiều dài các đoạn và công suất của các điểm tải được cho trong bảng sau: Đoạn L(km) Điểm tải S(MVA) cosϕ A1-B 67,3 1 13,4 0,82 B-C 48,6 2 9,5 0,83 C-D 59,7 3 23,7 0,85 A2-D 88,4 4 28,6 0,8 Hình 3 Bài 4: Mạng điện 110kV cung cấp điện cho 2 phụ tải 1 và 2 từ nhà máy A như hình vẽ 4 Hãy tính: Khoa Điên Trang 25 Giáo trình Mạng truyền tải và phân phối a.Dòng công suất trong mạng điện khi không xét... quả tính toán cho thấy điểm a là điểm phân bố công suất Khoa Điên Trang 12 Giáo trình Mạng truyền tải và phân phối 4.2.3 Tính toán mạng điện có 2 đầu cung cấp điện áp khác nhau: Xét mạng điện như hình (4-11) có hai đầu cung cấp điện áp khác nhau về góc pha và modul Giả sử điện áp UA1>UA2 và chiều dòng điện quy ước như hình vẽ: Theo định luật Kirchoff II ta có phương trình cân bằng áp pha: U A1... điểm a, tức Ua a/Trường hợp trong mạng kín chỉ có một điểm phân bố công suất (tức điểm phân bố công suất tác dụng và phản kháng trùng nhau), ví dụ điểm b trên hình 4-13, thì điểm b có điện áp thấp nhất trong mạng Nếu như UA1 = UA2 thì ΔUA1b = ΔUA2b, tức là: P1.r1 + Q1.x1 + P2 r2 + Q2 x2 P3 r3 + Q3 x3 = U dm U dm Khoa Điên Trang 22 Giáo trình Mạng truyền tải và phân phối Nếu UA1≠UA2 thì ΔUA1b≠ΔUA2b một... cần xác định sự phân bố công suất tác dụng hoặc công suất toàn phần là đủ (tức là P hoặc S) Cần chú ý rằng: một mạng địện mà dây dẫn của tất cả các đoạn có cùng tiết diện thì chưa thể nói ngay là mạng điện đồng nhất, vì nó phải xem điện Khoa Điên Trang 17 Giáo trình Mạng truyền tải và phân phối kháng trên mỗi đơn vị chiều dài của tất cả các đoạn của mạng điệ có giống nhau không Với mạng điện không... là: sự phân bố công suất tỷ lệ với chiều dài các đoạn đường dây (lΣ - tổng chiều dài toàn bộ đường dây) Từ biểu thức (4-19) ta thấy: Trong mạng điện đồng nhất, sự phân bố công suất tác dụng và công suất phản kháng là độc lập nhau, có thể xem như một mạng chỉ tải cống suất tác dụng và mạng kia tải công suất phản kháng Phân tích như thế thì khối lượng tính toán giảm đi đáng kể Nếu các phụ tải của mạng ... phụ tải nút ( hình 4-8b), tính chế độ mạng có đầu cung cấp điện áp tiến hành theo phương pháp gần Khoa Điên Trang Giáo trình Mạng truyền tải phân phối Trước hết xác định phân bố công suất mạng. .. Điên Trang 23 Giáo trình Mạng truyền tải phân phối Đối với mạng điện có nhiều mạch vòng kín phương pháp cồng kềnh Từ “ Giáo trình Cơ sở kỹ thuật điện” ta biết phương pháp phương trình mạch vòng... lấy điện áp tất nút tải điện áp định mức U = Uđm tiến hành xác định phân bố Khoa Điên Trang Giáo trình Mạng truyền tải phân phối công suất đoạn đường dây theo hướng từ nút tải xa đến nút cung

Ngày đăng: 25/02/2016, 13:47

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan