Giáo trình Hệ thống điện 2 - Vương Văn Hùng

2 (2) . ( ) . ( ) . ( ) . ( ) P N N N P N N N U U AP xCos xU Cos B B U U AQ xSin xU Sin B B β δ β α β δ β α • = − − − • = − − − Đơn vị : ( ); ( ); , ( )N N P NP MW Q MVAr U U KV ™ CÁC PHƯƠNG TRÌNH CÔNG SUẤT ĐẦU PHÁT: 2 (3) 2 (4) .. ( ) ( ) .. ( ) ( ) P N P P P N P P U UDP xU Cos xCos B B U UDQ xU Sin xSin B B β α β δ β α β δ • = − − + • = − − − Đơn vị : ( ); ( ); , ( )P P P NP MW Q MVAr U U KV B. PHẦN ÁP DỤNG: Ví Dụ 1 : Cho đường dây với các thông số sau : Tính : Q BÙ để giữ 275( )P NU U KV= = ? HD: Tính Q BÙ để giữ 230( ), 220( )P NU KV U KV= = ? Ta có phương trình công suất đầu nhận : 2 (1). ( ) . ( )P NN N U U AP xCos xU Cos B B β δ β α= − − − ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-39 Thay số vào ta được : 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 275.275 0,85150 . (75 ) .275 . (75 5 ) 200 200 150 109,92150 378,125. (75 ) 109,92 (75 ) 378,125 (75 ) 0,687 75 46,58 28,42 Cos Cos Cos Cos Cos δ δ δ δ δ δ = − − − +⇔ = − − ⇒ − = ⇒ − = ⇔ − = ⇒ = Thay 028,42δ = vào (2) ta được : 2 (2) 0 0 2 0 0 . . ( ) . . ( ) 275.275 0,85. (75 28,42 ) .275 . (75 5 ) 200 200 27,73( ) P N N N N N U U AQ Sin U Sin B B Q Sin Sin Q MVAr β δ β α= − − − ⇒ = − − − ⇒ = − Công suất phản kháng của tải: 1 0 150.0 0 t t t t t Cos Tg Q PxTg ϕ ϕ ϕ = ⇒ = = = = Cân bằng công suất phản kháng ở đầu nhận ta được: 0 ( 27,37) 27,73( ) N bu tai bu tai N bu Q Q Q Q Q Q Q MVAr + = ⇒ = − = − − ⇒ = **************************************************** ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-40 Ví Dụ 2 : Cho đường dây với các thông số sau : Tính : 1) Thành lập mạch Π chuẩn ? 2) Tính A, B ( đường dây trung bình ) 3) Tính Q BÙ để giữ 230( ), 220( )P NU KV U KV= = ? HD: 1) Thành lập mạch Π chuẩn ? ƒ Điện trở của đường dây: 0. 0,05 80 4( )R r L x= = = Ω ƒ Điện kháng của đường dây: 0. 0, 45 80 36( )X x L x= = = Ω ƒ Điện dẫn đường dây: 6 6 0 0 6 0 13,4.10 .80 272.10 90 ( ) 1136.10 90 ( ) 2 Y Jb xL Y − − − − − = = = ∠ Ω ⇒ = ∠ Ω ƒ Tổng trở của đường dây: 04 36 36,22 83,66 ( )Z R jX j − = + = + = ∠ Ω ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-41 Sơ đồ mạch Π chuẩn : 2) Tính A, B ( đường dây trung bình ) 0 6 0 0 0 0 0 . 36,22 83,66 272.10 901 1 2 2 0,995 0,03 0,03 36,22 83,66 83,66 Z Y xD A D A B Z α β − − −− − − − − − ∠ ∠= = + = + ⇒ = = ∠ ⇒ = = = ∠ ⇒ = 3) Tính Q BÙ để giữ 230( ), 220( )P NU KV U KV= = ? Ta có phương trình công suất đầu nhận : 2 (1). ( ) . ( )P NN N U U AP xCos xU Cos B B β δ β α= − − − Thay số vào ta được : 0 2 0 0 0 0 0 0 0 230.220 0,995160 (83,66 ) 220 . (83,66 0,03 ) 36,22 36,22 160 1397,02 (83,66 ) 147,52 (83,66 ) 0,22 83,66 0,77 6,36 xCos x Cos xCos Cos δ δ δ δ δ = − − − ⇔ = − − ⇒ − = ⇔ − = ⇒ = Thay 06,36δ = vào (2) ta được : ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-42 2 (2) 0 0 2 0 0 . ( ) . ( ) 230.220 0,995(83,66 6,36 ) 220 . (83,66 0,03 ) 36,22 36,22 41,45( ) P N N N N N U U AQ xSin xU Sin B B Q xSin x Sin Q MVAr β δ β α= − − − ⇒ = − − − ⇒ = Công suất phản kháng của tải: 160 0,75 120( )t t tQ PxTg x MVArϕ= = = Cân bằng công suất phản kháng ở đầu nhận ta được: 120 41,45 78,55( ) N bu tai bu tai N bu Q Q Q Q Q Q Q MVAr + = ⇒ = − = − ⇒ = ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-43 I. MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ : 9 Eg : sức điện động. 9 RƯ : điện trở phần ứng. 9 Xs: điện kháng đồng bộ. 9 IƯ : dòng diện phần ứng ( stator ). 9 It: dòng tải. 9 Ut: điện áp tải Các phương trình : . . u t . . . g utE ( ).uU R jXs Ι = Ι = + + Ι Eg Ru jXs T?iUt + - Iu It ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-44 II. THANH CÁI VÔ HẠN: 9 Xs : điện kháng đồng bộ. 9 Xht: điện kháng tương đương của hệ thống từ đầu cực máy phát đến thanh cái vô cùng lớn 9 Phương trình truyền công suất: . sinEU Xs Xht δΡ = + δ : Góc lệch pha giữa stator và thanh cái ∞ III. BIỂU DIỄN MÁY BIẾN ÁP: A. PHẦN LÝ THUYẾT: 1) Các thông số định mức của máy biến áp : ¾ Điện áp sơ cấp và thứ cấp định mức: 1 2 ( )dm dm U KVU ¾ Công suất định mức: ( )dmS KVA ¾ Dòng điện sơ và thứ cấp định mức: jXht + - P jXs δ∠Eg 00∠U ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-45 1 1 2 2 ( ) 3 ( ) 3 dm dm dm dm dm dm SI KA xU SI KA xU = = ¾ Điện áp ngắn mạch phần trăm: %( )NU KA ¾ Tổn hao ngắn mạch: ( )NP KWΔ ¾ Tổn hao không tải: 0 ( )P KWΔ ¾ Dòng điện không tải phần trăm: 0 0 1 % 100% dm II x I = 2) Sơ đồ thay thế 1 pha của máy biến áp 3 pha : Xác định các thông số của sơ đồ thay thế trên : ¾ Điện trở MBA: 2 3 1 2 10 ( )N dmB dm P xU xR S Δ= Ω Đơn vị : ( ); ( ); ( )dm dm NU KV S KVA KWΔΡ ¾ Điện kháng của MBA: 2 1% 10 ( )N dmB dm U xU xX S = Ω Đơn vị : ( ); ( )dm dmU KV S KVA ¾ Tổn hao công suất tác dụng của sắt (lõi thép): 0 ( )FeP P KW MWΔ = Δ − ¾ Tổn hao công suất phản kháng của sắt (lõi thép): ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-46 0 % ( ) 100 dm Fe I xSQ KVAr MVArΔ = − ¾ Tỷ số của MBA: 1 2 dm BA dm UK U = ¾ Điện áp thứ cấp quy đổi về sơ cấp: ' 2 2. ( )BAU K U KV= ¾ Tổn hao trong dây quấn ( tổn hao đồng ): 2 2 2 2 '2 2 2 2 2 2 '2 2 ( ) ( ) CU B CU B P Q xR MW U P QQ xX MVAr U +ΔΡ = +Δ = Đơn vị : '2 2 2( ); ( ); ( )U KV P MW Q MVAr B. PHẦN ÁP DỤNG: Ví Dụ 1: Cho máy biến áp với các thông số sau: Với : 0 0 20( ); 163( ); % 10,5% % 3%, 60( ) dm N NS MVA P KW U I P KW = Δ = = = Δ = Được nối với tải : 2 2 221( ); 15( ); 0,8( )U KV P MW Cos treϕ= = = Hãy vẽ sơ đồ thay thế 1 pha của MBA và tính : ' 2 1 1 1, , , , ?U P Q Cosϕ η HD: Xác định các thông số của sơ đồ thay thế trên : ¾ Điện trở MBA: 2 3 2 3 1 2 2 10 163 110 10 4,93( ) 20000 N dm B dm P xU x x xR S Δ= = = Ω ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-47 Đơn vị : ( ); ( ); ( )dm dm NU KV S KVA KWΔΡ ¾ Điện kháng của MBA: 2 2 1% 10 10,5 110 10 63,53( ) 20000 N dm B dm U xU x x xX S = = = Ω Đơn vị : ( ); ( )dm dmU KV S KVA ¾ Tổn hao công suất tác dụng của sắt (lõi thép): 0 60( ) 0,06( )FeP P KW MWΔ = Δ = = ¾ Tổn hao công suất phản kháng của sắt (lõi thép): 0 % 3.20000 600( ) 0,6( ) 100 100 dm Fe I xSQ KVAr MVArΔ = = = = Sơ đồ thay thế 1 pha của MBA : ¾ Tỷ số của MBA: 1 2 110 5 22 dm BA dm UK U = = = ¾ Điện áp thứ cấp quy đổi về sơ cấp: ' 2 2. 5 21 105( )BAU K U x KV= = = ¾ Tổn hao trong dây quấn ( tổn hao đồng ): 2 2 2 2 '2 2 2 2 2 2 '2 2 ( ) ( ) CU B CU B P Q xR MW U P QQ xX MVAr U +ΔΡ = +Δ = Đơn vị : '2 2 2( ); ( ); ( )U KV P MW Q MVAr Áp dụng các bước tính của đường dây ngắn theo công suất và điện áp dây để tìm U1 và P1 , Q1 : ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-48 ¾ Bước 1: từ thông số ban đầu tính : Công suất phản kháng tải: 2 2 2 15 0,75 11,25( )Q P xTg x MVArϕ= = = ¾ Bước 2 : tính các thành phần vectơ sụt áp: ƒ Độ sụt áp: 2 2 ' 2 2 2 ' 2 . . 15 4,93 11,25 63,53 7,51( ) 105 . . 15 63,53 11,25 4,93 8,55( ) 105 B B B B P R Q X x xU KV U P X Q R x xU KV U δ + +Δ = = = − −= = = Đơn vị: PN - MW, UN – KV, QN - MVAr ¾ Bước 3: điện áp phía sơ cấp : ' 2 2 2 2 1 2( ) (105 7,51) 8,55 112,83( )U U U U KVδ= + Δ + = + + = ¾ Tổn hao trong dây quấn ( tổn hao đồng ): 2 2 2 2 2 2 '2 2 2 2 2 2 2 2 2 '2 2 2 15 11,25 4,93 0,157( ) 105 15 11,25 63,53 2,026( ) 105 CU B CU B P Q xR x MW U P QQ xX x MVAr U + +ΔΡ = = = + +Δ = = = Đơn vị : '2 2 2( ); ( ); ( )U KV P MW Q MVAr ¾ Công suất phía sơ cấp : 1 2 1 2 15 0,157 0,06 15,22( ) 11,25 2,026 0,6 13,876( ) CU Fe CU Fe MW Q Q Q Q MVAr Ρ = Ρ + ΔΡ + ΔΡ = + + = = + Δ + Δ = + + = ¾ Hệ sô công suất đầu phát : 1 1 1 13,876 0,91 15,22 QCos Cos arctg Cos arctg P ϕ ⎡ ⎤⎛ ⎞ ⎡ ⎤⎛ ⎞= = =⎢ ⎥⎜ ⎟ ⎢ ⎥⎜ ⎟⎝ ⎠⎣ ⎦⎝ ⎠⎣ ⎦ ¾ Hiệu suất tải : *************************************************** 2 1 15100% 100% 98,5% 15,22 P x x P η = = = ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-49 Ví Dụ 1: Cho máy biến áp với các thông số sau: Với : 0 0 31,5( ); 71( ); % 9,5% % 2%, 28( ) dm N NS MVA P KW U I P KW = Δ = = = Δ = Được nối với tải : 2 2 221( ); 20( ); 0,8( )U KV P MW Cos treϕ= = = Hãy vẽ sơ đồ thay thế 1 pha của MBA và tính : ' 2 1 1 1, , , , ?U P Q Cosϕ η HD: Xác định các thông số của sơ đồ thay thế trên : ¾ Điện trở MBA: 2 3 2 3 1 2 2 10 71.110 .10 0,866( ) 31500 N dm B dm P xU xR S Δ= = = Ω Đơn vị : ( ); ( ); ( )dm dm NU KV S KVA KWΔΡ ¾ Điện kháng của MBA: 2 2 1% 10 9,5.110 .10 36,49( ) 31500 N dm B dm U xU xX S = = = Ω Đơn vị : ( ); ( )dm dmU KV S KVA ¾ Tổn hao công suất tác dụng của sắt (lõi thép): 0 28( ) 0,028( )FeP P KW MWΔ = Δ = = ¾ Tổn hao công suất phản kháng của sắt (lõi thép): 0 % 2.31500 630( ) 0,63( ) 100 100 dm Fe I xSQ KVAr MVArΔ = = = = Sơ đồ thay thế 1 pha của MBA : ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-50 ¾ Tỷ số của MBA: 1 2 110 5 22 dm BA dm UK U = = = ¾ Điện áp thứ cấp quy đổi về sơ cấp: ' 2 2. 5 21 105( )BAU K U x KV= = = ¾ Tổn hao trong dây quấn ( tổn hao đồng ): Đơn vị : '2 2 2( ); ( ); ( )U KV P MW Q MVAr Áp dụng các bước tính của đường dây ngắn theo công suất và điện áp dây để tìm U1 và P1 , Q1 : ¾ Bước 1: từ thông số ban đầu tính : Công suất phản kháng tải: 2 2 2 20.0,75 15( )Q P xTg MVArϕ= = = ¾ Bước 2 : tính các thành phần vectơ sụt áp: ƒ Độ sụt áp: 2 2 ' 2 2 2 ' 2 . . 20.0,866 15.36,49 5,387,51( ) 105 . . 20.36,49 15.0,866 6,83( ) 105 B B B B P R Q XU KV U P X Q RU KV U δ + +Δ = = = − −= = = Đơn vị: PN - MW, UN – KV, QN - MVAr ¾ Bước 3: điện áp phía sơ cấp : 2 2 2 2 '2 2 2 2 2 2 '2 2 ( ) ( ) CU B CU B P Q xR MW U P QQ xX MVAr U +ΔΡ = +Δ = ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-51 ' 2 2 2 2 1 2( ) (105 5,38) 6,83 110,6( )U U U U KVδ= + Δ + = + + = ¾ Tổn hao trong dây quấn ( tổn hao đồng ): 2 2 2 2 2 2 '2 2 2 2 2 2 2 2 2 '2 2 2 20 15 .0,866 0,049( ) 49( ) 105 20 15 .36,49 2,07( ) 2070( ) 105 CU B CU B P Q xR MW KW U P QQ xX MVAr MVAr U + +ΔΡ = = = = + +Δ = = = = Đơn vị : '2 2 2( ); ( ); ( )U KV P MW Q MVAr ¾ Công suất phía sơ cấp : 1 2 1 2 20 0,049 0,028 20,077( ) 15 2,07 0,63 17,7( ) CU Fe CU Fe MW Q Q Q Q MVAr Ρ = Ρ + ΔΡ + ΔΡ = + + = = + Δ + Δ = + + = ¾ Hệ sô công suất đầu phát : 1 1 1 17,7 0,75 20,077 QCos Cos arctg Cos arctg P ϕ ⎡ ⎤⎛ ⎞ ⎡ ⎤⎛ ⎞= = =⎢ ⎥⎜ ⎟ ⎢ ⎥⎜ ⎟⎝ ⎠⎣ ⎦⎝ ⎠⎣ ⎦ ¾ Hiệu suất tải : 2 1 20100% .100% 99,6% 20,077 P x P η = = = ******************************************************** IV. BIỂU DIỄN CÁC PHẦN TỬ TRONG ĐƠN VỊ TƯƠNG ĐỐI: ¾ Công suất cơ bản: ( ) ( ) ( )CB CB CBS MVA P MW Q MVAr= = ¾ Diện áp cơ bản: ( )CBU KV ¾ Dòng điện cơ bản: ( ) ( ) 3. ( ) CB CB CB S MVAI KA U KV = ¾ Tổng trở cơ bản: 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 0 ( ). . . . . . t A P t dt p t p t p t p t p t= = + + + +∫ ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-52 1) Đổi từ đơn vị có tên sang đơn vị tương đối: Công suất trong đơn vị tương đối: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) MW MW TD CB MVAr MVAr TD CB MVA MVA TD CB P P P DVTD S MVA Q Q Q DVTD S MVA S S S DVTD S MVA • ⇒ = = • ⇒ = = • ⇒ = = Dòng điện trong đơn vị tương đối: ( ) ( ) ( ) ( ) A A TD CB DVTD ΙΙ ⇒ Ι = Ι Tổng trở trong đơn vị tương đối: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) TD CB TD CB TD CB R R R DVTD Z X X X DVTD Z Z Z Z DVTD Z Ω Ω Ω Ω Ω Ω • ⇒ = =Ω • ⇒ = =Ω • ⇒ = =Ω Tổng dẫn trong đơn vị tương đối: ( ) ( ) 1 1 ( ) ( ) 1 1 ( ) ( ) 2 2 TD CB TD CB Y Y Y xZ DVTD Y YY xZ DVTD ⎛ ⎞ ⎛ ⎞• ⇒ = Ω =⎜ ⎟ ⎜ ⎟Ω Ω⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞• ⇒ = Ω =⎜ ⎟ ⎜ ⎟Ω Ω⎝ ⎠ ⎝ ⎠ 2) Sơ đồ điện kháng trong đơn vị tương đối: Sơ đồ điện kháng trong đơn vị tương đối là sơ đồ bỏ qua điện trở và điện dung chỉ còn lại điện kháng. ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-53 I. ĐỊNH NGHĨA: Điện năng: là năng lượng điện tiêu thụ hay phát lên trong 1 khoảng thời gian. Điện năng : 0 ( ). t A P t dt= ∫ Với : P(t) là công suất tại thời điểm t. Tổn thất công suất: là tổn thất năng lượng điện trong 1 khoảng thời gian. 0 ( ). t A P t dtΔ = Δ∫ Tổn thất điện năng xảy ra trên đường dây ( do điện trở của đường dây ). Và trong máy biến áp ( do điện trở của dây quấn và lõi thép MBA ) trong quá trình tải điện. II. CÁC DẠNG ĐỒ THỊ CỦA PHỤ TẢI : ƒ Là quan hệ S(t), P(t), Q(t). ƒ Đồ thị phụ tải theo ngày ( 24 giờ ). ƒ Đồ thị phụ tải theo 1 năm ( 8760 giờ ) 1) Đặc trưng của đồ thị phụ tải theo ngày: t1 t2 t3 t4 t5 P1 P2 P3 P4 P5 P t ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-54 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 0 1 2 3 4 5 ( ). . . . . . 24( ) t A P t dt p t p t p t p t p t t t t t t h = = + + + + + + + + = ∫ 2) Đồ thị phụ tải ngày biểu diện theo thời khoảng: t1 t2 t3 t4 P1 P2 P3 P4 P t 1 1 2 2 3 3 4 4 0 1 2 3 4 ( ). . . . . 24( ) t A P t dt p t p t p t p t t t t t h = = + + + + + + = ∫ 3) Đồ thị phụ tải năm biểu diện theo thời khoảng: t1 t2 t3 t4 P1 P2 P3 P4 P tt5 P5 8760 gio 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 0 1 2 3 4 5 ( ). . . . . . 8760( ) t A P t dt p t p t p t p t p t t t t t t h = = + + + + + + + + = ∫ ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-55 4) Các đặc tính của đồ thị phụ tải: Giả sử đồ thị thời khoảng có 2 bậc: t1 t2 t max P1=Pmax P2 A P t Điện năng : 1 1 2 2 0 1 2 max max ( ). . . 8760( ) . t A P t dt p t p t t t h A = = + + = = Ρ Τ ∫ Thời gian sử dụng công suất lớn nhất: 1 1 2 2 max max max t tΑ Ρ + ΡΤ = =Ρ Ρ Tổng quát: max max max . .i i i iS t tΡΤ = =Ρ Ρ ∑ ∑ 5) Công suất trung bình hay phụ tải trung bình: Điện năng : 1 1 2 2 1 2 . . .tb tb t t t t t t t Α = Ρ + Ρ = Ρ Α⇒ Ρ = = + Hệ số phụ tải: m ax tb pt ΡΚ = Ρ ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-56 t 1 t 2 t = t 1 + t 2 P 1 = P m a x P 2 A P t b P t III. TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN ĐƯỜNG DÂY: A. PHẦN LÝ THUYẾT: ¾ Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây: ¾ Tổn thất điện năng trên đường dây: 2 2 2 2 2 2 2 2. t t t t dm dm dm t Q SxR xR xR U U U Cosϕ Ρ + ΡΔΡ = = = ( ) ( ) 2 2 2 2 2 0 0 0 2 2 2 max max max2 2 2 0 2 2 max 0 ( ). ( ). ( ). . .( ). . . ( ). . t t t t t R RA P t dt x S t dt x P t dt U U xCos R SR RA x S t dt x S U U U S t dt S ϕ ττ τ τ Δ = Δ = = ⇔ Δ = = = = ΔΡ ⇔ = ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-57 Với : 2 2 2 max max max max 2 2 dm dm Q SxR xR U U Ρ +ΔΡ = = ¾ Thời gian tổn thất công suất lớn nhất : xác định theo đồ thị phụ tải: 2 2 2 2 max max . .i i i iS t t S τ Ρ= = Ρ ∑ ∑ Trường hợp không có đồ thị phụ tải thì có thể xác định τ gần đúng như sau: -4(0,124 .10 ).8760maxTτ = + B. PHẦN ÁP DỤNG : Cho đường dây và đồ thị phụ tải với các thông số sau: Cho 0,8Cosϕ = 4000 3000 1760 5 t 3 2 P Tính : a) τ , b) maxΔΡ ,c) ΔΑ trong 1 năm? ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-58 DH: a) Thời gian tổn thất công suất lớn nhất: 2 2 2 2 2 2 max . 5 .4000 3 .3000 2 .1760 5361,6( / ) 5 i it gio namτ Ρ + += = =Ρ ∑ b) Tổn thất công suất cực đại: ¾ Công suất biểu kiến cực đại: maxmax 5 6,25( ) 0,8 S MVA Cosϕ Ρ= = = ¾ Điện trở đường dây: 0. 0,17 5 0,85( )R r L x= = = Ω ¾ Tổn thất công suất tác dụng cực đại: 2 2 max max 2 2 max 6,25 0,85 0,1476( ) 15 S xR x MW U ΔΡ = = = c) Tổn thất điện năng trong 1 năm: max . 0,1476 5361,6 791,372( )x MWhτΔΑ = ΔΡ = = IV. TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG TRẠM BIẾN ÁP: 1) Tổn thất công suất trong Máy Biến Áp: ¾ Tổn thất trong lõi sắt ( lõi thép): 0FeΔΡ = ΔΡ ¾ Tổn thất trong dây quấn (trong đồng): 22 2 2 .2 23. . . .CU B B CU dm N dm dm S S SR I xR U S S ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ΔΡ = = = ΔΡ = ΔΡ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠ Tổn hao đồng tỉ lệ với bình phương công suất S qua máy. Tổn hao ngắn mạch bằng tổn hao đồng khi máy mang tải định mức. .CU dm NΔΡ = ΔΡ 2) Tổn thất điện năng trong trạm biến áp: A. Trường hợp trong trạm có 1 Máy Biến Áp: ¾ Sơ đồ trạm có 1 máy biến áp: ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-59 ¾ Tổn thất điện năng trong 1 năm của trạm: 2 max 0.8760 . . ( )N dm S KWh MWh S τ⎛ ⎞ΔΑ = ΔΡ + ΔΡ = −⎜ ⎟⎝ ⎠ đơn vị: 0 max ( / ), ( ); ( ) ( ), , ( ) Fe N dm KWh nam KW KW KW S S MVA ΔΑ = ΔΡ = ΔΡ = ΔΡ = = Ví dụ : cho trạm biến áp với thông số sau: Có đồ thị phụ tải sau: Tính: a) RB , XB, vẽ sơ đồ thay thế MBA ? b) Lúc Smax , U2 = 21 KV, tính U1 ? c) max , ?τΤ = ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-60 d) Điện năng A cung cấp cho tải trong 1 năm? e) ?ΔΑ = trong 1 năm f) Phần trăm tổn thất điện năng % ?ΔΑ = DH: a) RB , XB, vẽ sơ đồ thay thế MBA: Xác định các thông số của sơ đồ thay thế trên : ¾ Điện trở MBA: 2 3 2 3 1 2 2 10 63 110 10 1,22( ) 25000 N dm B dm P xU x x xR S Δ= = = Ω Đơn vị : ( ); ( ); ( )dm dm NU KV S KVA KWΔΡ ¾ Điện kháng của MBA: 2 2 1% 10 9,5 110 10 45,98( ) 25000 N dm B dm U xU x x xX S = = = Ω Đơn vị : ( ); ( )dm dmU KV S KVA ¾ Tổn hao công suất tác dụng của sắt (lõi thép): 0 24( ) 0,024( )FeP P KW MWΔ = Δ = = ¾ Tổn hao công suất phản kháng của sắt (lõi thép): 0 % 2.25000 500( ) 0,5( ) 100 100 dm Fe I xSQ KVAr MVArΔ = = = = Sơ đồ thay thế 1 pha của MBA : b) Lúc Smax , U2 = 21 KV, tính U1 : ¾ Tỷ số của MBA: 1 2 110 5 22 dm BA dm UK U = = = ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-61 ¾ Điện áp thứ cấp quy đổi về sơ cấp: ' 2 2. 5 21 105( )BAU K U x KV= = = Áp dụng các bước tính của đường dây ngắn theo công suất và điện áp dây để tìm U1 và P1 , Q1 : ¾ Từ thông số ban đầu tính : Công suất cảu tải: max 2 max max 2 2 2 2 20( ), 0,8 . 20.0,8 16( ) 16 0,75 12( ) S MW Cos P P S Cos P MW Q P xTg x MVAr ϕ ϕ ϕ = = ⇒ = = ⇒ = = = = = ¾ Tính các thành phần vectơ sụt áp: ƒ Độ sụt áp: 2 2 ' 2 2 2 ' 2 . . 16 1,22 12 45,98 5,44( ) 105 . . 16 45,98 12 1,22 6,87( ) 105 B B B B P R Q X x xU KV U P X Q R x xU KV U δ + +Δ = = = − −= = = Đơn vị: PN - MW, UN – KV, QN - MVAr ¾ Điện áp phía sơ cấp : ' 2 2 2 2 1 2( ) (105 5,44) 6,87 110,65( )U U U U KVδ= + Δ + = + + = c) max , ?τΤ = Thời gian sử dụng công suất lớn nhất: 1 1 2 2 max max 1.5000 0,4.3760 6504( / ) 1 S t S t h nam S + +Τ = = = Thời gian tổn thất công suất lớn nhất: 2 2 2 2 1 1 2 2 2 2 max . . 1 .5000 0,4 .3760 5601,6( / ) 1 S t S t h nam S τ + += = = d) Điện năng A cung cấp cho tải trong 1 năm: max max. 16 6540 104064( / ) 104064000( / )x MWh NAM KWh NAMΑ = Ρ Τ = = = e) Tổn thất điện năng của trạm biến áp trong 1 năm: ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-62 2 max 0 2 .8760 . . ( / ) 2024.8760 63. .5601,6 436096,512( / ) 25 N dm S KWh NAM S KWh NAM τ⎛ ⎞ΔΑ = ΔΡ + ΔΡ =⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎛ ⎞⇒ ΔΑ = + =⎜ ⎟⎝ ⎠ f) Phần trăm tổn thất điện năng % ?ΔΑ = 436096,512% 100% 100% 0,42% 104064000 x xΔΑΔΑ = = =Α B. Trường hợp trong trạm có 2 Máy Biến Áp giống nhau mắc song song: Khi có sự cố của 1 máy thì máy còn lại có khả năng quá tải sự cố để đảm bảo cung cấp cho tải. Sơ đồ trạm có 2 MBA mắc song song: ¾ Thông số của 1 MBA: ƒ Điện trở MBA: 2 3 1 2 10 ( )N dmB dm P xU xR S Δ= = Ω Đơn vị : ( ); ( ); ( )dm dm NU KV S KVA KWΔΡ ƒ Điện kháng của MBA: 2 1% 10 ( )N dmB dm U xU xX S = = Ω Đơn vị : ( ); ( )dm dmU KV S KVA ƒ Tổn hao công suất tác dụng của sắt (lõi thép): ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-63 0 ( )FeP P KW MWΔ = Δ = − ƒ Tổn hao công suất phản kháng của sắt (lõi thép): 0 % ( ) 100 dm Fe I xSQ KVAr MVArΔ = = − ¾ Thông số của trạm biến áp có 2 máy: ƒ Điện trở của trạm BA: 2 3 1 2 101 ( ) 2 2 N dmB T dm P xU xRR x S Δ= = = Ω Đơn vị : ( ); ( ); ( )dm dm NU KV S KVA KWΔΡ ƒ Điện kháng của trạm BA: 2 1% 101 ( ) 2 2 N dmB T dm U xU xXX x S = = = Ω Đơn vị : ( ); ( )dm dmU KV S KVA ƒ Tổn hao công suất tác dụng của sắt trong trạm (lõi thép): . 02. 2. ( )Fe T FeP P P KW MWΔ = Δ = Δ = − ƒ Tổn hao công suất phản kháng của sắt trong trạm (lõi thép): 0. %2. 2 ( ) 100 dm Fe T Fe I xSQ Q x KVAr MVArΔ = Δ = = − ¾ Sơ đồ thay thế của trạm : ¾ ™ Xác định các thông số của sơ đồ thay thế: ¾ Tỷ số của MBA: 1 2 dm BA dm UK U = ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-64 ¾ Điện áp thứ cấp quy đổi về sơ cấp: ' 2 2. ( )BAU K U KV= = Áp dụng các bước tính của đường dây ngắn theo công suất và điện áp dây để tìm U1 và P1 , Q1 : ¾ Từ thông số ban đầu tính : Công suất của tải: max 2 max max 2 2 2 ( ), . ( ) ( ) S MW Cos P P S Cos MW Q P xTg MVAr ϕ ϕ ϕ = ⇒ = = = = = ¾ Tính các thành phần vectơ sụt áp: 2 2 ' 2 2 2 ' 2 . . ( ) . . ( ) T T T T P R Q XU KV U P X Q RU KV U δ +Δ = = −= = Đơn vị: PN - MW, UN – KV, QN - MVAr ¾ Điện áp phía sơ cấp : ' 2 2 2 2 1 2( ) (105 5,44) 6,87 110,65( )U U U U KVδ= + Δ + = + + = ™ Tổn thất điện năng trong trạm: 2 max . 2 max 0 1.8760 . . ( ) 2 12. .8760 . . ( ) 2 Fe T N dm N dm Sx KWh S Sx KWh S τ τ ⎛ ⎞ΔΑ = ΔΡ + ΔΡ =⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎛ ⎞⇔ ΔΑ = ΔΡ + ΔΡ =⎜ ⎟⎝ ⎠ Đơn vị : . 0 max ( / ), ( ); ( ) ( ), , ( ) Fe T N dm KWh nam KW KW KW S S MVA ΔΑ = ΔΡ = ΔΡ = ΔΡ = = ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-65 Ví dụ : cho trạm biến áp với thông số sau: Có đồ thị phụ tải sau: Tính: a) RT , XT, vẽ sơ đồ thay thế trạm MBA ? b) Lúc Smax , U2 = 21 KV, tính U1 ? c) max , ?τΤ = d) Điện năng A cung cấp cho tải trong 1 năm? e) ?ΔΑ = trong 1 năm f) Phần trăm tổn thất điện năng % ?ΔΑ = DH: a) RB , XB, vẽ sơ đồ thay thế MBA: Xác định các thông số của sơ đồ thay thế trạm biế áp:: ¾ Điện trở trạm MBA: 2 3 2 3 1 2 2 101 86 110 10 0,325( ) 2 2 40000 N dmB T dm P xU xR x xR x S Δ= = = = Ω Đơn vị : ( ); ( ); ( )dm dm NU KV S KVA KWΔΡ ¾ Điện kháng của trạm MBA: ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-66 2 2 1% 101 9,8 110 10 14,82( ) 2 2 40000 N dmB T dm U xU xX x xX x S = = = = Ω Đơn vị : ( ); ( )dm dmU KV S KVA ¾ Tổn hao công suất tác dụng của sắt trong trạm (lõi thép): . 02. 2.35( ) 70( )Fe TP P KW KWΔ = Δ = = ¾ Tổn hao công suất phản kháng của sắt trong trạm (lõi thép): 0. % 1 400002. 2 2 800( ) 100 100 dm Fe T Fe I xS xQ Q x x KVArΔ = Δ = = = Sơ đồ thay thế 1 pha của trạm MBA : b) Lúc Smax , U2 = 21 KV, tính U1 : ¾ Tỷ số của MBA: 1 2 110 5 22 dm BA dm UK U = = = ¾ Điện áp thứ cấp quy đổi về sơ cấp: ' 2 2. 5 21 105( )BAU K U x KV= = = Áp dụng các bước tính của đường dây ngắn theo công suất và điện áp dây để tìm U1 và P1 , Q1 : ¾ Từ thông số ban đầu tính : Công suất cảu tải: max 2 max max 2 2 2 2 65( ), 0,8 . 65.0,8 52( ) 52 0,75 39( ) S MW Cos P P S Cos P MW Q P xTg x MVAr ϕ ϕ ϕ = = ⇒ = = ⇒ = = = = = ¾ Tính các thành phần vectơ sụt áp: ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN # " HỆ THỐNG ĐIỆN 2 SVTH: VƯƠNG VĂN HÙNG CLASS: DDT307.3 Trang-67 2 2 ' 2 2 2 ' 2 . . 52 0,325 39 14,82 5,67( ) 105 . . 52 14,82 39 0,325 7,22( ) 105 T T T T P R Q X x xU KV U P X Q R x xU KV U δ + +Δ = = = − −= = = Đơn vị: PN - MW, UN – KV, QN - MVAr ¾ Điện áp phía sơ cấp : ' 2 2 2 2 1 2( ) (105 5,67) 7,22 110,9( )U U U U KVδ= + Δ + = + + = c) max , ?τΤ = Thời gian sử dụng công suất lớn nhất: 1 1 2 2 max max 1.5000 0,5.3760 6880( / ) 1 S t S t h nam S + +Τ = = = Thời gian tổn thất công suất lớn nhất: 2 2 2 2 1 1 2 2 2 2 max . . 1 .5000 0,5 .3760 5940( / ) 1 S t S t h nam S τ + += = = d) Điện năng A cung cấp cho tải trong 1 năm: max max. 52 6880 357760( / ) 357760000( / )x MWh NAM KWh NAMΑ = Ρ Τ = = = e) Tổn thất điện năng của trạm biến áp trong 1 năm: 2 max 0 2 12. .876