Chương TÍNH TỐN VẬN HÀNH ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN 1.1 ĐƯỜNG DÂY NGẮN Cấp điện áp : 15, 22, 0,4 kV Bỏ qua điện dung đường dây Các bước tính : 1- Số liệu ban đầu R r0l () X  x0l () (1.1) Cho U N (kV dien ap day ) Cho PN ( MW ), cos  N  QN PN tg N ( MVAr ) 2- Các thành phần véc tơ sụt áp : P R  QN X U  N (kV ) UN P X  QN R U  N UN (kV ) Đồ thị véctơ ứng với cosφ trễ : Đồ thị véctơ với cosφ sớm : (1.2) 3- Điện áp đầu phát : U P  (U N  U )  (U ) (kV ) 4- Phần trăm sụt áp : U  UN U %  P 100% UN (1.4) Góc lệch pha điện áp U  tan  U N U (1.5) 5- Tổn thất tác dụng : P2  Q2 P  N N R ( MW ) UN (1.6) Tổn thất phản kháng P2  Q2 Q  N N X ( MVAr ) UN (1.7) 6- Công suất đầu phát PP PN  P ( MW ) (1.8) QP QN  Q ( MVAr ) 7- Hiệu suất tải điện hệ số công suất P  N PP Q tg p  P   P  cos  P PP 1.2 (1.3) ĐƯỜNG DÂY CÓ CHIỀU DÀI TRUNG BÌNH Cấp điện áp 110, 220 kV chiều dài l < 250 km Sơ đồ thay mạch π-chuẩn : (1.9) Các bước tính : 1- Số liệu ban đầu R r0l () X  x0l () Y b0l      2  Cho U N (kV dien ap day ) (1.10) Cho PN ( MW ), cos  N  QN PN tg N ( MVAr ) S N PN  jQN ( MVA ) 2- Công suất kháng điện dung đầu nhận bl QC  U N2 ( MVAr ) 3- Công suất cuối tổng trở Z (1.11) S N' PN  j (QN  QC ) PN'  jQN' ( MVA ) 4- Các thành phần véc tơ sụt áp : P ' R  QN' X U  N (kV ) UN P ' X  QN' R U  N UN (1.12) (1.13) (kV ) 5- Điện áp đầu phát U P  (U N  U )  (U ) (kV ) (1.14) 6- Phần trăm sụt áp : U  UN U %  P 100% UN (1.15) Góc lệch pha điện áp :  tan  U U N U (1.16) 7- Tổn thất tác dụng : PN'2  QN'2 P  R ( MW ) U N2 Tổn thất phản kháng : P '2  Q '2 Q  N N X UN (1.17) ( MVAr ) (1.18) 8- Công suất đầu tổng trở Z : S P' ( PN'  P )  j (QN'  Q) ' P P  jQ ' P (1.19) ( MVA ) 9- Công suất kháng điện dung đầu phát bl QC1  U P2 ( MVAr ) 10- Công suất đầu phát : (1.20) S P PP'  j (QP'  QC1 ) PP  jQP (1.21) ( MVA ) 11- Hiệu suất tải điện cosφ đầu phát : P  N PP (1.22) Q tg P  P   P  cos  P PP 1.3 HẰNG SỐ MẠCH Quan hệ áp dòng hai đầu : U P , pha  AU N , pha  B I N I P C U N , pha  D I N (kV ) (1.23) (kA) với : (1.24) A D  BC 1 1.4 CÁC BƯỚC TÍNH THEO A,B,C,D Bước : R r0l () X  x0l () Z R  jX (1.25) ( ) Y  jb0l (1 / ) U U N , pha  N 0 Cho UN (kV) , suy : PN   N 3U N cos  N (1.26) (kA) (1.27) QN = PN tgφ N (MVAr) Bước : Tính số mạch đường dây có chiều dài trung bình (1.28) Cho PN (MW), cosφN , suy : IN  (kV ) ZY  A  B Z B  () A 1  (1.29)  ZY   C    C Y 1      D A Bước : Tính dòng , áp đầu phát U P , pha  AU N , pha  B I N U P , pha  (kV ) (1.30) I P C U N , pha  D I N (kA) Bước : Điện áp đầu phát phần trăm sụt áp U P  3U P , pha (kV ) (1.31) U  UN U %  P 100% UN Bước : Công suất đầu phát : S P 3U P , pha I P* PP  jQP ( MVA ) Bước : Tổn thất công suất : P PP  PN ( MW ) Q QP  QN (1.32) (1.33) ( MVAr ) Bước : Hiệu suất tải điện : P  N PP (1.34) Bước : Hệ số công suất đầu phát tg P  QP   P  cos  P PP (1.35) Bước : Điện áp đầu nhận lúc không tải : U U N ,0  P (kV ) A Bước 10 : Phần trăm biến thiên điện áp đầu nhận U  UN U N %  N ,0 100% UN (1.36) (1.37) 1.5 ĐƯỜNG DÂY DÀI Cấp điện áp : 375 , 500, 750 kV Chiều dài l > 250 km Các đại lượng đặc trưng : - Tổng trở 1km đường dây : z r0  jx - Dung dẫn km đường dây : y  jb0 ( ) (1 / .km) - Hằng số truyền :   z y u  jv - Tổng trở đặc tính : Z C  z y (1.38) () (1.39) Hằng số mạch : A ch(l ) ch(ul  jvl ) ch(ul ) cos(vl )  jsh(ul ) sin(vl ) (1.40) B  Z C sh(l )  Z C sh(ul  jvl )  Z C  sh(ul ) cos(vl )  jch(ul ) sin(vl )  C sh(l ) ZC (1.41) (1.42) D A (1.43) (vl tính radian) 1.6 ĐƯỜNG DÂY GIẢ THIẾT KHÔNG TỔN HAO Các đại lượng đặc trưng - Tổng trở 1km đường dây : z  jx0 () - Dung dẫn km đường dây : y  jb0 (1 / .km) - Hằng số truyền :   jx0 jb0  j x0b0  jv (rad / km) - Điện trở đặc tính : jx0 x RC   ( ) jb0 b0 (1.44) (1.45) (1.46) (1.47) U dm - Công suất tự nhiên : P0  RC - Hằng số mạch ( MW ) (1.48) A ch( jvl ) cos(vl ) (1.49) B RC sh( jvl )  jRC sin(vl ) () C j sin(vl ) (1 / ) RC D A (vl tính radian) 1.7 PHƯƠNG TRÌNH CƠNG SUẤT CỦA ĐƯỜNG DÂY Theo mục trước việc vận hành đường dây biểu diễn theo quan hệ điện áp dòng điện đầu phát đầu nhận Vì phụ tải thường cho theo công suất tác dụng phản kháng , điều cần thiết đưa phương trình tải điện dạng công suất phức đầu phát đầu nhận Việc khảo sát dòng cơng suất mạng điện đề cập chi tiết chương phân bố cơng suất, trình bày ngun tắc dường dây tải điện đơn giản Chọn vectơ điện áp đầu nhận làm gốc (U N = |UN|00) điện áp pha, điện áp đầu phát sớm góc  (UP = |UP| ) Góc  góc ngẫu lực khảo sát ổn định hệ thống Công suất phức SN rời khỏi đầu nhận SP vào đầu phát tính cho pha (hay đơn vị tương đối) cho : SN = PN + jQN = UNIN* (1.50) SP = PP + jQP = UPIP* (1.51) Dòng điện đầu nhận đầu phát tính theo điện áp đầu nhận đầu phát : A IN  UP  UN B B (1.52) D IP  UP  UN B B (1.53) Các biểu thức suy từ quan hệ : U P   A B  U N   I   C D . I   N   P   U N   D  B  U P      .   I N   C A   I P  (1.54) với AD -BC =1 A = D đường dây đồng Gỉa thiết đường dây đồng nhất, gọi A, B, D số đường dây với : A = |A| B = |B| D = |D| = |D| (1.55) Dó viết : | A| | U P |  (   )  | U N | (   ) |B| |B| (1.56) |D| | U P |  (     )  |UN |    |B| |B| (1.57) IN  IP  Thay vào phương trình cơng suất :   | A| |UN |   | U P |  (   )  | U N |  (    |B| | B |  SN = * | U P || U N | | A|  (   )  | U N |2  (    ) |B| |B| SN = (1.58) (1.59) Tương tự : Sp = | U P || U N | |D| U P  (   )  (    ) |B| |B| (1.60) Nếu |UP| |UN| điện áp dây (kV) cơng suất cơng suất pha (MVA) Suy công suất tác dụng công suất phản kháng : PN  | U P || U N | | A| cos(    )  | U N | cos(    ) |B| |B| (1.61) | U P || U N | | A| sin(    )  | U N | sin(    ) |B| |B| (1.62) QN  PP  | U P || U N | |D| | U P | cos(    )  cos(    ) |B| |B| (1.63) | U P || U N | |D| | U P | sin(    )  sin(    ) |B| |B| (1.64) QP  Tổng quát A  D : | U P || U N | | A| cos(    )  | U N | cos(    ) |B| |B| (1.65) | U P || U N | | A| sin(    )  | U N | sin(    ) |B| |B| (1.66) | U P || U N | |D| | U P | cos(   )  cos(    ) |B| |B| (1.67) | U P || U N | |D| | U P | sin(    )  sin(    ) |B| |B| (1.68) PN  QN  PP  QP  Dễ dàng thấy công suất nhận đầu nhận lớn  = , : PN (max)  | U P || U N | | A || U N |  cos(    ) |B| |B| (1.69) Ứng với công suất kháng đầu nhận : Q N  | A || U N | sin(    ) < |B| (1.70) Do phụ tải tơng hợp đầu nhận phải có tính dung để nhận công suất tác dụng lớn Xét trường hợp đặc biệt đường dây ngắn với tổng trở nối tiếp Z Các số mạch : A = D = 100 ; B = Z = |Z| (1.71) Khi phương trình cơng suất đầu nhận trở thành : | U P || U N | | U N |2 cos(   )  cos  |Z| |Z| (1.72) | U P || U N | | U N |2 QN  sin(   )  sin  |Z| |Z| (1.73) PN  Phương trình cơng suất đầu phát : PP  | U P || U N | | U P |2 cos   cos(   ) |Z | |Z| (1.74) | U P || U N | | U P |2 sin   sin(   ) |Z| |Z| (1.75) QP  Công suất lớn nhận đầu nhận  =  : PN (max)  | U P || U N | | U N |  cos  |Z| |Z| (1.76) cos = R/|Z| nên : PN (max)  | U P || U N | | U N |  R |Z| | Z |2 (1.77) Đối với đường dây tải điện cao áp, điện trở nhỏ so với cảm kháng nhằm trì hiệu suất truyền tải cao,  = arctg(X/R)  900 Với giả thiết này, công suất đầu nhận viết đơn giản sau : PN  | U P || U N | sin  X (1.78) | U P || U N | | U N |2 QN  cos   X X (1.79) Phương trình cho QN đơn giản cách giả thiết cos  góc  thường nhỏ, : QN  |UN | (| U P |  | U N |) X (1.80) Đặt |UP| - |UN| = U sụt áp đường dây : QN  |UN | U X (1.81) Từ phương trình có kết luận sau : – Đối với R  0, công suất tác dụng truyền tải đến đầu nhận tỷ lệ với sin (  với góc  nhỏ ), cơng suất phản kháng tỷ lệ với độ sụt áp đường dây 10 3,1 3,1+x 1,042 1,049 Từ bảng ta có : x= 0,1 0,007 = 0,00635 0,11 ’ chọn 3,1 + 0,006 = 3,106 Giải P1 P2 trước bước : P1 = 0,607 (182,1 MW) P2 = 0,442 (132,6 MW) Phân bố tải máy phát không thay đổi nhiều đến phải tính tay lại lần bước toán chấp nhận cơng suất tổng u cầu 182,1 + 132,6 =314,7 MW với tổn thất 0,049 x 300 = 14.7 MW Hãy so sánh với kết ví dụ khơng xét đến tổn thất với yêu cầu 315 MW Kết cho thấy máy B bị phạt nhà máy A tổn thất truyền tải BÀI TẬP Đường cong nhập xuất máy phát tuabin biểu diển cho biểu thức : F = 2,5x104 P2 +1,0x107 P + 1.0x104 Trong : F : nhiên liệu đầu vào ( Btu /giờ ) P : công suất đầu ( MW ) a) Vẽ đường cong nhập-xuất (Btu /giờ theo MW) b) Vẽ đường suất nhiệt (suất tăng nhiên liệu) (Btu /MWh theo MW) c) Viết lại biểu thức F cách đổi đơn vị F từ Btu /giờ sang $ /giờ cho chi phí nhiên liệu 0.28 $ mổi 106 Btu d) Từ phương trình có câu c), tìm phương trình suất tăng chi phí vẽ đường  tính $ /MWh theo MW Tham khảo ví dụ 7.1, tính lại giá trị  phân bố kinh tế công suất hai máy phát tổng công suất 250 MW Bỏ qua tổn thất đường dây 114 Giả thiết phụ tải tổng 315 MW ví dụ chia hai máy phát Hãy tính phí tổn tính $ /giờ cách phân bố so với phân bố kinh tế Trong ví dụ 7.2 trình bày tất cơng việc để có ma trận tổng trở dùng bước phân bố công suất toán vận hành kinh tế Kết ma trận cho Hình 12 Cho kiện ví dụ 7.2 Trong bước 3, thay đổi ước lượng ban đầu 5% tổn thất ước lượng 10% tổn thất làm lại bước 3,4 qua lần lặp Trong ví dụ 2, thay đổi tổng trở nhánh nối từ đến từ 0.07+j0.25 thành 0.15 + j0.5 làm lại toán qua hai lần lặp Tổng công suất phát hai máy phát nhà máy 250 MW Xác định việc phân chia công suất hai máy phát theo điều kiện kinh tế Các đường cong suất tăng chi phí biểu diễn phương trình đường thẳng A= dFA = 0,004 PA +2,2 dPA B = dFA = 0,007 PB +2,0 dPA ( $/MWh ) Suất tăng chi phí hai tổ máy A v B nh my : dFA 0,01PA  2,25 dPA dFA 0,015 PB  1,5 dPB Trong F tính $ v P (MW) Hãy xác định độ tăng chi phí phân chia phụ tải hai tổ máy để có chi phí phụ tải tổng l 50, 75, 175, 200 MW Cả hai tổ máy làm việc phụ tải cho phép lớn nhỏ hai tổ máy 100 MW 15 MW ĐS : 115 a) 50 MW : PA = 15 MW , PB = 35 MW b)75 MW : PA = 15 MW , PB = 60 MW c) 175 MW : PA = 75 MW , PB = 100 MW d) 200 MW : PA = 100 MW , PB = 100 MW Suất tăng chi phí tổ máy A v B cho pt : dFA 0,06 PA  11,4 dPA dFB 0,07 PB  10 dPB Trong : P (MW) , F ($/h) a) Tìm phân bố kinh tế tổ máy nhà máy cung cấp phụ tải 150 MW b) Chi phí tăng thêm chia cơng suất cho tổ máy ĐS : a) PA = 70 MW PB = 80 MW b) 1,63 $/h 116 Chương ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN 8.1 VẤN ĐỀ ỔN ĐỊNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Khi máy điện đồng nối song song điện, chúng phải vận hành tần số trung bình Tốc độ đồng cho bỡi: n= 120f (8.1) 2p Với 2p số cực máy điện Tốc độ n tỉ lệ với tần số f mặt dù dao động tốc độ xảy ra, tần số trung bình phải hữu tồn hệ thống Tham khảo hình 8.1, hai máy mắc song song qua điện kháng tổng X Bất kỳ đột biến (ngắn mạch, phụ tải thay đổi, cắt đường dây …) gây đột biến công suất điện đầu máy trước công suất đầu vào có thời gian phản ứng lại Hình 8.1 Giả sử bỏ qua tổn thất mạng điện, P cơ1 > Pđiện1 , công suất thừa đầu vào tạo công suất tăng tốc nhằm tăng tốc độ (và góc cơng suất ) máy phát Cơng suất điện đầu 117 làm tăng góc  Pđiện1 = Pcơ1 (giả thiết tình trạng ổn định rơto khơng quay vượt q giới hạn) Bài toán ổn định hệ thống điện xếp thành hai loại: Ổn định tĩnh ổn định động Khảo sát ổn định tĩnh liên quan đến ảnh hưởng thay đổi nhỏ chậm hệ thống Bài toán ổn định động gắn liền với ảnh hưởng thay đổi lớn đột ngột hệ thống ngắn mạch, đóng cắt đột ngột đường dây, đóng cắt đột ngột phụ tải 8.2 Ý NGHĨA VỀ ĐIỆN VÀ VẬT LÝ CỦA GÓC  Xét máy phát điện hình 8.2a nối với hệ thống điện lớn (thanh vô lớn) bỏ qua điện trở X điện kháng nguồn vô lớn bao gồm điện kháng đồng Xd máy phát điện kháng tương đương Xtđ hệ thống đến vô lớn Hình 8.2 Giả thiết roto cực ẩn với X d  Xq, hình 8.2b cho thấy góc cơng suất  góc sức điện động kích thích E máy phát với điện áp U Khi không tải, điện áp chuẩn U sức điện động E pha Tham khảo hình 8.3a vị trí roto tình trạng khơng tải vẽ trùng với trục vòng dây 118 pha a Từ trường quay tương ứng với U trường hợp không tải trùng với trục qui chiếu (vẽ đứt nét) ứng với t = Hình 8.3 a) Vị trí rơto khơng tải tâm trục pha a (trục qui chiếu ) b) Đồ thị vectơ khơng tải Kế xét trường hợp cơng suất đầu vào trục máy phát tăng lên rơto hình 8.4a vượt trước lên góc  độ điện Sức điện động E cảm ứng cun dõy stato to bi t thụng kớch thớch ỵ T thụng ỵ ca mỏy vt trc mt gúc so với từ thơng vào lúc khơng tải Như E sớm U góc  lấy U làm trục qui chiếu Hình 8.4 Các cực từ tiến tới trước (theo chiều quay) máy phát lùi sau động 119 Tóm lại nói  khơng góc lệch pha E U mà góc trục cực từ trục qui chiếu vật lý tình trạng khơng tải Về trường hợp gọi “ hay kích thích” từ trường chiều Khi tăng số Ampe vòng từ hóa từ trường chiều, sức từ động dư xuất đầu cực máy phát dòng điện có tính cảm cung cấp cho hệ thống công suất phản kháng Ngược lại, máy phát bị kích thích yêu cầu hệ thống bù thêm vào thiếu hụt số Ampe vòng từ hóa cách rút dòng điện có tính cảm từ hệ thống hay thu cơng suất phản kháng từ hệ thống Hình 8.5 a) Q kích thích cơng suất P = b) Dưới kích thích cơng suất P = 8.3 PHƯƠNG TRÌNH TRUYỀN CƠNG SUẤT Lượng cơng suất tác dụng truyền từ máy phát vào hệ thống lớn cho phương trình: P | E || U | | E || U | sin   sin  X d  X td X Với (8.2) X = Xd + Xtđ (8.3) Trong vơ lớn nối với máy phát qua tổng trở tương đương đương( điện kháng tương đương ) Xtd hay Xe hệ thống Tham khảo hệ thống hình 6: Hình 8.6 120 Biểu thức công thức điện Pđiện theo  phương trình (8.2) vẽ hình 8.7 Đồ thị vẽ với E U khơng đổi Góc  dương, ứng với máy phát rôto vượt trước theo chiều quay, đồ thị gọi đường công suất góc Hình 8.7: Đường cơng suất góc Trong khảo sát ổn định tĩnh, cần nâng công suất cực đại cho phép truyền từ máy điện đồng trì tính ổn định có tăng dần cơng suất Trở lại với hình 8.6 8.7 Để ý cơng suất cực đại cung cấp từ máy điện đồng xảy góc  đạt đến 90o, hay: Pmax  | E || U | X (8.4) Rõ ràng ý định làm cho góc  vượt xa cách tăng công suất trục đầu vào làm công suất điện đầu giảm xuống P max Do góc  tăng lên máy bị tăng tốc dẫn đến máy hệ thống không đồng với Giá trị P max gọi giới hạn ổn định tĩnh , để ý Pmax thì: dP 0 d 8.4 (8.5) ỔN ĐỊNH ĐỘNG VÀ PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG 121 Ổn định động liên quan đến đột biến xảy hệ thống ( ngắn mạch , đóng cắt đường dây hay đóng cắt tải đột ngột ) Xt hệ thống gồm máy phát nối với góp vơ lớn Biểu diễn máy phát điện kháng độ dọc trục X’d Trong giây sau cố xảy ra, giả thiết công suất đầu vào trục máy giữ không đổi Một toán ổn định xoay quanh việc xét xem góc cơng suất  ( hay góc ngẫu lực ) có ổn định hay khơng sau cố xảy Nếu bỏ qua tổn thất, ngẫu lực tăng tốc hay giảm tốc hiệu số ngẫu lực trục T (hay Ts) đầu vào ngẫu lực điện từ Tđ (hay Te) đầu máy Ta = Tcơ - Tđ (8.6) Đối với máy phát Tcơ > Tđ Ta dương dẫn đến tăng tốc rơto Xem hình 8.8 dấu đại số giả thiết cho trường hợp máy phát Đối với động dấu Tcơ Tđ qui ước ngược lại Hình 8.8 Cơng suất gia tốc liên hệ với ngẫu lực phương trình học quen thuộc: Pa = Ta. = Pcơ – Pđiện (8.7)  vận tốc góc máy có đơn vị radian học/giây Một dạng khác phương trình chuyển động : Pa = M d 2 = Pcơ - Pđiện dt (8.8) M số qn tính máy phát Ngồi định nghĩa số quán tính H đơn vị tương đối , H có giá trị khoảng từ s đến 10 s , quan hệ M H sau : GH M  180 f (MJ.sec) /( độ điện) 122 G cơng suất định mức máy phát (MVA) Trong đơn vị tương đối công suất định mức máy phát : H M  180 f (s2/độ điện) Giải phương trình vi phân vẽ đồ thị  theo t để có đường cong chuyển động rôto Đường cong chuyển động cho thấy khuynh hướng góc ngẫu lực dao động hay tăng lên mà khơng trở 8.5 BÀI TỐN MỘT MÁY PHÁT VÀ TIÊU CHUẨN DIỆN TÍCH BẰNG NHAU Có thể xác định máy phát có trì ổn định hay khơng có đột biến xảy mà khơng cần phải giải phương trình chuyển động Đối với máy phát nối đến vô lớn, phương pháp đơn giản dùng tiêu chuẩn diện tích Xem hình 8.9a với mơ hình đơn giản gồm máy phát nối với vô lớn Công suất điện phát từ máy phát diễn tả theo góc cơng suất ’ tương tự phương trình (8.2) Tuy điện kháng đồng dọc trục X d tốn xác lập thay điện kháng độ dọc trục X’d Pđ  | E ' || U | sin  ' X d'  X tđ (8.9) với : Pđ ,max  | E ' || U | X d'  X tđ (8.10) 123 Hình 8.9 E’ phương trình (8.10) sức điện động sau điện kháng độ X’ d Để ý E’ ’khác với E  chế độ xác lập Tuy nhiên để tiện lợi viết , dấu phẩy E’ ’ bỏ phần khảo sát ổn định Nhiều dạng cố xảy bao gồm : 1) Ngắn mạch 2) Đóng cắt đường dây 3) Đột biến phụ tải Phần nhiều cố gây đột biến công suất điện đầu máy phát công suất đầu vào tương đối giữ không đổi Đồ thị P điện theo  vẽ hình 8.10 Trị số ban đầu cơng suất Pcơ,0 = Ps,0 = Pđiện biểu diễn điểm a Khi tăng đột ngột công suất đến Pcơ,1 = Ps1 thời, công suất đầu vào lớn hớn công suất điện đầu Công suất tăng tốc Pa = Pcơ,1 – Pđiện làm tăng tốc rôto đến vị trí góc 1 Pđiện1 = Pcơ1 Tại điểm này, rôto không tăng tốc tốc độ cao tốc độ đồng  tiếp tục tiến đến, vượt qua điểm b vào vùng mà công suất Pđiện lớn Pcơ1 Rơto giảm tốc đạt đến vị trí c xa tốc độ lại đồng Sau hoàn trả tất động dư thừa trở lại mạch điện, rôto tiếp tục giảm tốc ( P điện > Pcơ) xuyên qua điểm b sau thời gian, cuối dừng lại điểm b 124 Hình 8.10 Trong rơto chuyển động từ a đến b công thực rôto tăng động khối lượng quay P cơ1 > Pđiện Cơng dư thừa mà rơto nhận được, biểu diễn diện tích A1 A2 biểu diễn cho lượng mà rôto chuyển cho mạch điện dạng điện Điều cho thấy phải có đủ diện tích phía đường Pcơ1 cho A2 = A1 Trong khảo sát ảnh hưởng cố ổn định máy phát thường tìm thời gian cắt tới hạn (tính theo chu kỳ hay giây) mà khoảng thời gian máy cắt phải cô lập cố khỏi hệ thống Nếu máy cắt không mở sau thời gian tiêu chuẩn ổn định khơng thõa mãn Hình 8.11 125 Cho hệ thống hình 8.11, đầu đường dây bị ngắn mạch pha hình vẽ, cơng suất điện đột ngột giảm khơng Các máy cắt A B mở để cô lập cố Pđiện lấy lại giá trị máy phát truyền công suất cho hệ thống qua đường dây lại Ba tình trạng riêng lẻ theo trình tự trình bày hình 8.12 Hình 8.12: Mơ tả trình tự xảy ứng với mạch điện hình 8.11 I Hệ thống bình thường II Sự cố xảy III Sự cố bị lập I - Hệ thống bình thường : Cả hai đường dây làm việc Công suất điện cho bởi: PdI  | E || U | sin  X  X  ( X X ) /( X  X ) (8.11) Pcơ Pđiện1 trước cố xảy II- Hệ thống bị cố: Sự cố xảy ngắn mạch pha làm cô lập máy phát với phần lại hệ thốngnhư hình 8.13, P điện tục xuống khơng Diện tích A hình 8.12 tỷ lệ với động rơto tăng tốc, rơto đạt đến góc 1 126 Hình 8.13 III- Cắt đường dây bị cố: Giả thiết máy A, B mở đồng thời Công suất điện PđiệnIII cho bởi: PdIII  | E || U | sin  X1  X  X (8.12) Sau cắt đường dây, rôto vượt qua khỏi 1 giảm tốc góc tiếp tục tăng đến 2 rơto lại đồng Tại điểm động thừa hoàn trả lại cho mạch điện dạng lượng điện ( biểu diễn A2 ): A2 = A1 , đó: A1 = (1 - 0).Pcơ A2 = 2  (8.13) ( PđIII - Pcơ )d (8.14) Để xác định góc cắt tới hạn cho tốn 2 phương trình (8.14) xc định tương ứng với điểm m giao điểm đường P đIII đường Pcơ Kế cho A1 = A2 để xác định góc cắt tới hạn  th Để tìm thời gian cắt tới hạn , cần phải giải phương trình vi phân chuyển động có dạng phi tuyến Trong trường hợp đặc biệt công suất điện P điện = Pe = , thời gian cắt tới hạn cho : 127 tc  H ( th   ) f Pm BÀI TẬP 1- Tham khảo hình 8.2a, giả thiết điện kháng đồng xác lập X s 1,3 máy phát 300MVA Xtđ = 0,18 300MVA X tđ bao gồm máy biến áp có điện kháng 0,1 300MVA cộng với tổng trở hệ thống nối đến góp vơ lớn Điện áp đầu cực là1,05 dòng điện 1,0 hệ số công suất 0,85 trễ so với U t Lấy Ut làm gốc a) Tính điện áp góp vơ lớn, điện áp U h phía thứ cấp ( phía cao áp), máy biến áp, sức điện động E sau điện kháng đồng góc cơng suất  Vẽ đồ thị véctơ b) Lặp lại câu a) thay dòng I có hệ số cơng suất 0,9 sớm Ut = 0,95 đvtđ 2- Cho mạch điện hình8.11 ngắn mạch ba pha xảy đầu cuối đường dây gần máy cắt B Tìm góc cắt tới hạn giải trừ cố cách mở máy cắt A B Máy phát phát công suất 1,0 đvtđ thời điểm trước cố 3- Thay đổi trị số E  1,0 đvtđ, tất số liệu khác không thay đổi Tìm góc cắt tới hạn 4- Cho mạch điện số liệu tập với ngắn mạch pha máy cắt A B Tính góc cắt tới hạn 128 ... trước việc vận hành đường dây biểu diễn theo quan hệ điện áp dòng điện đầu phát đầu nhận Vì phụ tải thường cho theo công suất tác dụng phản kháng , điều cần thiết đưa phương trình tải điện dạng... TỬ VÀ MƠ HÌNH TỐN HỌC CỦA MẠNG ĐIỆN Một hệ thống ba pha thường biểu diễn sở pha, chương khảo sát việc biểu diễn mạng điện tình trạng ba pha cân (đối xứng ) 2.1 MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ : Trong hệ. .. HẠN 18 Trường hợp thường gặp máy phát điện đồng ba pha ghép song song qua điện kháng tương đương X ht mạng điện đến cáí hệ thống lớn có cơng suất vơ hạn Hệ thống vơ hạn có khả phát thu cơng suất