Bài giảng Lưới điện - Chương 2: Sở đồ tính toán và thông số của lưới điện - Lễ Minh Khánh

Nội dung text: Bài giảng Lưới điện - Chương 2: Sở đồ tính toán và thông số của lưới điện - Lễ Minh Khánh

1. 3/2020 LƯỚI ĐIỆN Chương 2. Sơ đồ tính toán và thông số của lưới điện EE4010 Department of Power Systems 1 Các nội dung thảo luận • Các quy ước trên sơ đồ mộtsợi • Sơ đồ tính toán của đường dây • Sơ đồ tính toán của trạm biến áp • Sơ đồ thay thế cho các phần tử khác EE4010 Department of Power Systems 2 LMK 1
2. 3/2020 Lưới điện 3 pha đối xứng 3-phase Y-Y diagram Single phase diagram IA IL AC LA AC Load I =I +I +I =0 N A B C Trung tính LC LB IN=IL IC IB Hệ thống điện sử dụng mạch 3 pha để truyền tải điện hiệu quả hơn: so với hệ thống một pha, hệ thống 3 pha cung cấp năng lượng gấp 3 lần với 1,5 lần dây dẫn EE4010 Department of Power Systems 3 Sơ đồ một sợi IA U LA IB LB (a) U f IC LC IN=IA+IB+IC=0 U (b) f Load IN=IA+IB+IC=0 I (c) U S=P+jQ EE4010 Department of Power Systems 4 LMK 2
3. 3/2020 Các quy ước của sơ đồ một sợi • Áp dụng cho các sơ đồ 3 pha đối xứng (3 dây, 4 dây, 5 dây), không phụ thuộc vào tổ đấu dây • Các quy ước trên sơ đồ 1 sợi: • Dòng điện: 1 pha • Điện áp: điện áp dây • Tổng trở, tổng dẫn: 1 pha • Công suất, điện năng: tổng 3 pha • Điện áp tại điểm trung tính bằng 0 • Với lưới điện không đối xứng phải tính sơ đồ đầy đủ EE4010 Department of Power Systems 5 Các công thức tính với sơ đồ 1 sợi đ 푆 = 3. 푆 =3.푈 . = 3푈 = = = 8,398( ) đ . 푈 = 3푈 = 3. . 푍 = 3 푍 đ = = = 461,894( ) đ ., 320kVA, 22/0,4kV Xuất hiện √3 trong các Sđm = 320kVA UCđm = 22kV UHđm = 0,4kV công thức EE4010 Department of Power Systems 6 LMK 3
4. 3/2020 Các công thức tính với sơ đồ 1 sợi (2) I = I’-jI” U=U’+jU” S=P+jQ cosϕ = P/S Q = P.tgϕ S = S∠ϕ = P+jQ = 3UIcosϕ + 3UIsinϕ I = I’ –jI” = S*/ 3U*=(P-jQ)/ 3(U’-jU”) Q dương, S= 3UI*= 3(U’+jU”)(I’+jI”) nhưng I” âm EE4010 Department of Power Systems 7 Các công thức tính với sơ đồ 1 sợi (3) Cho trước: I = I’-jI” U=U’+jU” U = U’ = 115kV P = 30MW, cosϕ=0,85 S=P+jQ Tính I = ? Q = P.tgϕ = 30.0,6197 = 18,591 MVAr S = S∠31,79ᵒ = 30+j18,591 MVA I = S*/ 3U*=(P-jQ)/ 3U’ I = (30 - j18,591).103/( 3.115) = 150,617 - j93,338 A I = 177,193 A EE4010 Department of Power Systems 8 LMK 4
5. 3/2020 Thông số và sơ đồ thay thế của đường dây • Mục tiêu của đường dây là truyền tải và phân phối điện năng đến các hộ tiêu thụ. Yêu cầu tính toán chế độ làm việc của đường dây phải thể hiện được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình truyền tải công suất. • Sơ đồ thay thế được thành lập phục vụ mục đích tính toán, bao gồm các thông số thể hiện các yếu tố này. • Khi có điện áp đặt lên đường dây, hoặc dòng điện đi qua dây dẫn, xuất hiện các quá trình vật lý có ảnh hưởng đến công suất truyền tải. Có 4 quá trình vật lý xảy ra khi đường dây vận hành, được mô phỏng bởi thông số trên sơ đồ tính toán. • Cấu trúc của đường dây tải điện, tần số hệ thống và cấp điện áp vận hành quyết định thông số tính toán trên sơ đồ thay thế, được thể hiện thông qua thông số và sơ đồ lựa chọn phù hợp. EE4010 Department of Power Systems 9 Phát nóng dây dẫn • Khi có dòng điện đi qua dây dẫn, dây dẫn bị phát nóng do hiệu ứng Joule. Một phần công suất tác dụng tải qua đường dây và điện áp trên đường dây tổn hao do hiệu ứng này. • Tổn thất công suất tác dụng do phát nóng tỷ lệ thuận với điện trở tác dụng R. • Một số đặc điểm: • Điện trở R phụ thuộc vật liệu dẫn điện, tiết diện dây, hiệu ứng bề mặt, chiều dài và mức độ vặn xoắn của các sợi, nhiệt độ môi trường. • Điện trở R có tác động trực tiếp với dòng điện, là phần tử nối tiếp trên sơ đồ. • Thông thường nhà sản xuất cho trước điện trở đơn vị của 1 km chiều dài, thay đổi theo tiết diện tương ứng. • Giới hạn phát nóng của đường dây cũng gắn liền với tiết diện dây dẫn, thay đổi theo nhiệt độ môi trường và được cho trước trong điều kiện và cấu trúc tiêu chuẩn của đường dây. EE4010 Department of Power Systems 10 LMK 5
6. 3/2020 Hiện tượng tự cảm và hỗ cảm • Khi có dòng điện xoay chiều đi qua dây dẫn các pha, xung quanh dây dẫn xuất hiện từ trường tự cảm của từng dây dẫn và hỗ cảm giữa các dây dẫn với nhau. • Từ trường tạo ra sự chậm pha của dòng điện so với điện áp, gây tổn thất công suất phản kháng và điện áp. • Mức độ tổn thất công suất phản kháng đặc trưng bởi điện trở phản kháng (điện kháng) X. • Một số đặc điểm: • Điện kháng phụ thuộc vào cấu trúc của đường dây, cụ thể là khoảng cách và phân bố pha, kích thước và số dây dẫn, tần số của hệ thống điện. • Điện kháng cũng là phần tử nối tiếp trên sơ đồ tính toán của đường dây với ảnh hưởng trực tiếp tới dòng điện. • Nhà sản xuất thường cho trước điện kháng đơn vị. Nếu cấu trúc đường dây có thay đổi so với thiết kế chuẩn, điện kháng được hiệu chỉnh theo công thức tương ứng. EE4010 Department of Power Systems 11 Hiện tượng rò điện • Rò điện trên bề mặt cách điện: chịu ảnh hưởng bởi điện áp đặt lên đường dây. • Hiện tượng vầng quang điện: dưới tác dụng của điện trường đủ lớn, không khí bị ion hóa trở nên dẫn điện. • Các hiện tượng trên gây ra tổn thất công suất tác dụng, đặc trưng bởi điện dẫn tác dụng G. • Một số đặc điểm: • Tổn thất do rò điện và vầng quang điện tỷ lệ thuận với bình phương của điện áp, không phụ thuộc vào phụ tải. • Điện dẫn G là phần tử trải đều trên chiều dài dây dẫn. • Hiện tượng vầng quang điện có thể được giới hạn bởi việc tăng diện tích bề mặt dây dẫn, tương ứng với từng cấp điện áp. • Điện dẫn đơn vị do rò điện được NSX cho trước trên cơ sở thực nghiệm với điều kiện tiêu chuẩn. EE4010 Department of Power Systems 12 LMK 6
7. 3/2020 Điện trường giữa các pha và đất • Giữa các pha của đường dây và đất hình thành một tụ điện tự nhiên đủ lớn để cho dòng điện xoay chiều đi qua. • Khi có điện áp xoay chiều đặt lên đường dây, điện trường xuất hiện tạo ra dòng điện bổ sung có hiệu ứng vượt trước về pha so với điện áp, triệt tiêu một phần dòng điện mang tính điện cảm của phụ tải. • Hiện tượng trên sinh ra một lượng công suất phản kháng, đặc trưng bởi điện dẫn phản kháng B mang tính điện dung (dung dẫn). • Một số đặc điểm: • Công suất phản kháng sinh ra trên dung dẫn tỷ lệ thuận với bình phương của điện áp, không phụ thuộc vào phụ tải. • Dung dẫn B là phần tử trải đều trên toàn bộ chiều dài dây dẫn. Thành phần chủ yếu của dung dẫn đường dây nằm giữa các pha. • Dung dẫn cũng phụ thuộc vào cấu trúc của đường dây: khoảng cách và phân bố pha, kích thước và số dây dẫn, tần số của hệ thống điện. • Nhà sản xuất thường cho trước dung dẫn đơn vị. Nếu cấu trúc đường dây có thay đổi so với thiết kế chuẩn, dung dẫn được hiệu chỉnh theo công thức tương ứng. EE4010 Department of Power Systems 13 Tính toán điện trở tác dụng • Công thức tính điện trở đơn vị tại 20ᵒC R0 = 1,02.ρ/F • Quy đổi theo nhiệt độ Rt = R0.[1+α(t-20)] α = 0,0004 1/ᵒC • Giả thiết khi mô phỏng: số liệu dây dẫn đã được hiệu chỉnh theo điều kiện Việt Nam 2 • Ví dụ: dây đồng 50mm có R0 bằng 0,39Ω/km • Điện trở của đường dây R = R0.l EE4010 Department of Power Systems 14 LMK 7
8. 3/2020 Tính toán điện cảm và điện kháng • Điện kháng của đường dây X = X0.l • Giả thiết khi mô phỏng: số liệu mặc định của dây dẫn đã được cho trước theo cấu trúc tiêu chuẩn 2 • Ví dụ: dây nhôm 10kV 50mm có X0 bằng 0,392Ω/km • Công thức tính điện kháng theo điện cảm X0 = ω.L0 = 2πf.L0 EE4010 Department of Power Systems 15 Độ từ cảm của đường dây • Tự cảm: phụ thuộc bán kính dây dẫn, giống nhau cho cả 3 pha • Hỗ cảm: phụ thuộc khoảng cách trung bình hình học (GMD) giữa các pha và bán kính dây dẫn • Hoán vị dây dẫn: khắc phục hiện tượng mất đối xứng thông số các pha A C B A C B Cột hoán vị Cột hoán vị EE4010 Department of Power Systems 16 LMK 8
9. 3/2020 Độ từ cảm của đường dây (2) • Khoảng cách trung bình hình học giữa các pha = 12 13 23 • Công thức tính độ từ cảm L0 = 0,46.log(GMD/r) + 0,05 • Dây dẫn phân pha: giảm cường độ điện trường trên bề mặt dây pha • Bán kính đẳng trị của 1 pha có n sợi 푅 = . r aij EE4010 Department of Power Systems 17 Tính toán điện dung và dung dẫn • Dung dẫn của đường dây B = B0.l • Công suất phản kháng sinh ra trên dung dẫn 2 2 QC = 3.Uf .B = U .B • Tính dung dẫn B theo điện dung C B0 = ω.C0 = 2πf.C0 • Công thức tính điện dung C theo cấu trúc đường dây -6 C0 = [0,024/log(GMD/r)].10 -6 B0 = [7,58/log(GMD/r)].10 EE4010 Department of Power Systems 18 LMK 9
10. 3/2020 Tính toán điện dẫn tác dụng • Điện dẫn tác dụng của đường dây G = G0.l • Điện dẫn đơn vị G0 được tính theo số liệu đo tổn thất không tải ΔPKT trên 1km đường dây 2 G0 = ΔPKT/(Uđm) • Hiện tượng ion hóa không khí xảy ra khi cường độ điện trường E > Egh. Để hạn chế vầng quang, yêu cầu tiết diện dây F > Fmin • Tổn thất CS do rò điện rất nhỏ, vì thế đa số trường hợp có thể bỏ qua G trong các tính toán mô phỏng. EE4010 Department of Power Systems 19 Thông số đường dây Sơ đồ thay thế đầy đủ của đường dây Z gồm có: • Điện trở R = R0.l • Điện kháng X = X0.l Y/2 Y/2 • Tổng trở Z = R + jX = Z0.l • Diện dẫn G = G .l 0 a) • Dung dẫn B = B0.l • Tổng dẫn Y = G + jB = Y0.l Sơ đồ hình π EE4010 Department of Power Systems 20 LMK 10
11. 3/2020 Sơ đồ thay thế của đường dây R jX R jX jB/2 jB/2 jQC/2 jQC/2 c) b) R jX R e) d) EE4010 Department of Power Systems 21 Ví dụ tính toán thông số đường dây 1. Vẽ sơ đồ và tính thông số đường dây 22kV dài 10km, sử dụng dây AC-70. 2. Vẽ sơ đồ và tính thông số của đường dây mạch kép 220kV, dài 100km, sử dụng dây 2xAC-185. AC 70 95 120 150 185 240 r0, Ω/km 0,42 0,313 0,25 0,19 0,16 0,13 x0, Ω/km 0,44 0,43 0,423 0,415 0,41 0,405 -6 b0, 10 /Ωkm 2,56 2,57 2,69 2,74 2,78 2,81 Icp, A 265 330 380 445 510 555 EE4010 Department of Power Systems 22 LMK 11
12. 3/2020 Ví dụ 1 Dây dẫn AC-70 có: R0 = 0,42 Ω/km; X0 = 0,44 Ω/km Tính toán thông số đường dây mạch đơn: R = R0.l = 0,42.10 = 4,2 Ω X = X0.l = 0,44.10 = 4,4 Ω Z = 4,2+j4,4 Ω R jX AC-70 10km EE4010 Department of Power Systems 23 Ví dụ 2 -6 Dây dẫn AC-185 có: R0 = 0,16 Ω/km; X0 = 0,415 Ω/km; B0 = 2,78.10 1/Ωkm Tính toán thông số đường dây mạch kép: R = R0.l/2 = 0,16.100/2 = 8 Ω X = X0.l/2 = 0,415.100/2 = 20,75 Ω -6 -4 -1 B = 2.B0.l = 2.2,78.10 .100 = 5,56.10 . Ω 2xAC-185 R jX 100km jB/2 jB/2 EE4010 Department of Power Systems 24 LMK 12
13. 3/2020 Bài tập • Chứng tỏ rằng so với đường dây của lưới truyền tải, đường dây của lưới phân phối có QC không đáng kể, có thể bỏ qua trên sơ đồ thay thế. • Gợi ý: • Tính toán QC của đường dây truyền tải và phân phối điển hình và so sánh với nhau • Tính toán QC của đường dây phân phối điển hình và so sánh với tổn thất công suất phản kháng trên điện kháng đường dây • Ví dụ của số liệu điển hình: • đường dây mạch kép 110kV, 100km, sử dụng dây 2xAC-95 • đường dây mạch đơn 35kV, 10km, sử dụng dây AC-95 • phụ tải của đường dây 35kV: S = 10MVA EE4010 Department of Power Systems 25 Một số nhận xét • Thông số R và X tăng dần theo tiết diện dây dẫn, nhưng R giảm nhanh hơn X (0,39-0,44Ω/km). • Với lưới phân phối thì R>X • Với lưới truyền tải thì X>R • Với lưới hệ thống thì X>>R • Giá trị QC của đường dây 110kV gần bằng tổn thất ΔQL trên điện kháng đường dây. • Với điện áp cao hơn thì QC sinh ra nhiều hơn ΔQL • Với ĐA thấp hơn thì QC không đủ bù cho tổn thất ΔQL trên điện kháng. EE4010 Department of Power Systems 26 LMK 13
14. 3/2020 R0 và X0 thay đổi theo tiết diện dây dẫn R0,X0 R0 varied rapidly Ω/km with the conductor size R0 X0 value stayed in the range of 0,39÷0,44Ω/km X0 LPP LTT LHT F, mm2 EE4010 Department of Power Systems 27 Sơ đồ thay thế của máy biến áp • MBA thay đổi cấp điện áp truyền tải phù hợp với từng lưới điện. • Giữa MFĐ và thiết bị tiêu thụ đầu cuối có khoảng 4 đến 5 MBA. • MBA lý tưởng: không có tổn thất trong các cuộn dây và lõi thép. 2 푈1 1 = = = 1 푈2 2 푆 = 3푈1 1 = 3푈2 2 EE4010 Department of Power Systems 28 LMK 14
15. 3/2020 Sơ đồ thay thế MBA 2 dây cuốn 1 2 1 2 1 R jX ZB=R+jX 2 ΔSB G -jB ΔS0=ΔP0+jΔQ0 Tổn thất CS Phụ thuộc tải trong các cuộn Không đổi (I2) 2 Tổn thất CS dây ΔSCu=ΔSN (U ) trong lõi thép ΔSFe=ΔS0 EE4010 Department of Power Systems 29 Thông số của sơ đồ • Gồm U1đm, U2đm, Sđm, RB, XB, ΔP0, ΔQ0 • Đa số các MBA có thể tra bảng trực tiếp các thông số của sơ đồ • Ngoài ra có thể tính toán trực tiếp từ thông số thí nghiệm • Thí nghiệm ngắn mạch 2 2 • Công suất ngắn mạch ΔPN(kW): tính RB = ΔPN.U /S 2 • Điện áp ngắn mạch ΔUN(%): tính XB = ΔUN.U /100.S • Thí nghiệm không tải 2 • Công suất không tải ΔP0(kW): tính GB = ΔP0/U 2 • Dòng điện không tải I0(%): tính BB = (I0.S)/U và ΔQ0 = (I0/100).S EE4010 Department of Power Systems 30 LMK 15
16. 3/2020 MBA 3 dây cuốn và MBA tự ngẫu Nút ảo trên sơ đồ 2 jX2 2 jX2 R2 R2 1 R1 jX1 1 R1 jX1 R3 R3 G -jB jX3 ΔS0=ΔP0+jΔQ0 jX3 3 3 EE4010 Department of Power Systems 31 Thông số MBA ba dây cuốn • Do có 3 phía điện áp (1,2,3), trên sơ đồ có thêm trở kháng từng nhánh R1, X1, R2, X2, R3, X3 • Trở kháng các nhánh được tính toán trực tiếp từ thông số thí nghiệm ngắn mạch • Công suất ngắn mạch ΔP12,ΔP23, ΔP13 (kW) ΔP1=0,5(ΔP12+ΔP13-ΔP23) ΔP2=0,5(ΔP12+ΔP23-ΔP13) ΔP3=0,5(ΔP13+ΔP23-ΔP12) • Điện áp ngắn mạch ΔU12,ΔU23, ΔU13 (%) ΔU1=0,5(ΔU12+ΔU13-ΔU23) ΔU2=0,5(ΔU12+ΔU23-ΔU13) ΔU3=0,5(ΔU13+ΔU23-ΔU12) • Các thông số còn lại có thể tra bảng từ số liệu NSX hoặc xác định theo thí nghiệm không tải. • Công suất không tải ΔP0(kW): tính GB • Dòng điện không tải I0(%): tính BB và ΔQ0 EE4010 Department of Power Systems 32 LMK 16
17. 3/2020 Tỷ số biến áp • Các phần tử trên sơ đồ tính toán chỉ thay thế các hiện tượng vật lý gây ra tổn thất khi truyền tải điện năng; không thể hiện sự biến đổi điện áp. • Khi tính toán với sơ đồ thay thế, toàn bộ sơ đồ có cùng một cấp điện áp; thường quy đổi về phía cao áp (U’). • Để có điện áp thực, sau khi tính toán cần phải chia cho tỷ số biến áp kBA. • Tỷ số biến áp định mức ứng với đầu phân áp giữa, khi thay đổi đầu phân áp, tỷ số biến áp cũng thay đổi. 1 kBA ZB=R+jX 2' 2 푈′2 푈Cdm 푈PA 푈2 = = = 푈 푈 ΔSB U’2 U2 ΔS0=ΔP0+jΔQ0 EE4010 Department of Power Systems 33 Thiết bị điều chỉnh điện áp • Các đầu phân áp (ĐPA) nằm trên cuộn dây cao áp, có thể thay đổi số vòng dây (N1). • MBA điều chỉnh ngoài tải (off-load) có 5 ĐPA, phạm vi điều chỉnh ±2×2,5%Uđm. • MBA điều chỉnh dưới tải (under-load) có thêm thiết bị cho phép điều chỉnh khi đang mang tải, phạm vi điều chỉnh có thể lên đến ±9×1,78%Uđm 푈′2 Uđm TCUL: Tap changing under-load 푈 = = 푈 2 Điều áp dưới tải 푈푃 푈 = Uđm ± n×1,78% With TCUL Without TCUL EE4010 Department of Power Systems 34 LMK 17
18. 3/2020 Một số nhận xét • Các MBA có điện kháng lớn hơn điện trở rất nhiều. Trong một số bài toán có thể coi MBA như một kháng điện. • Tổng tổn thất CSPK trong máy biến áp lớn hơn hẳn tổn thất CSTD, thực tế ΔQMBA = 12~15%Qmax hoặc 8~10%Smax. ~ X • Phạm vi điều chỉnh điện áp của MBA có điều áp dưới tải khoảng 32%, của MBA thường 10%. EE4010 Department of Power Systems 35 Thiết bị bù ngang • Làm thay đổi dòng công suất phản kháng Q trong lưới điện. • Đặc trưng bởi công suất phản kháng sinh ra QC hoặc tiêu thụ QL, kVAr. 2 2 QC = U ωC QL = U /ωL • Coi U=Uđm, QC và QL được cho trước với giá trị cố định • Sau khi đặt bù, dòng công suất trên đường dây thay đổi tương ứng: Qsau bù = Q – QC Qsau bù = Q + QL Nguồn j(Q-QC) Phụ tải ĐD jQC EE4010 Department of Power Systems 36 LMK 18
19. 3/2020 Kháng điện và tụ điện bù dọc jXL -jXC • Kháng điện là thiết bị điện từ tĩnh mang tính điện cảm, có điện trở tác dụng gần như bằng 0. Kháng điện được đặc trưng bởi giá trị điện kháng Xk,Ω trên sơ đồ thay thế. • Các thông số của kháng điện bao gồm: Uđm, Iđm, Xk%: Xk = ωL = (Xk%.Uđm)/(100.√3.Iđm) • Tụ điện tĩnh bù dọc là thiết bị mang tính điện dung, có thông số cho trước là dung kháng Xc, Ω. Dung kháng cũng có thể tính theo điện dung C (μF): XC = 1/ωC • Sơ đồ thay thế chỉ đơn giản như một tụ điện. EE4010 Department of Power Systems 37 Thiết bị bù dọc Tụ bù dọc R jX -jXC UC • Thay đổi thông số đường dây • Đặc trưng bởi dung kháng XC hoặc cảm kháng XL (Ω). • Sau khi bù dọc, tổng trở của đường dây là: • Z = R + j(X-XC) • Nếu XC = X, được hiểu là bù hoàn toàn điện kháng của đường dây. • ĐA định mức của thiết bị bù dọc: • Uđmbù = √3.Iđm.XC = (5÷20%).Uđmlưới • Thiết bị bù dọc trung bình chỉ cần đạt đến khoảng 10% ĐA định mức của đường dây, có kích thước nhỏ và có thể đặt ngay trên cột điện. EE4010 Department of Power Systems 38 LMK 19
20. 3/2020 Ví dụ tính toán thông số MBA • Trạm BA của lưới 110kV có 2 máy biến áp làm việc song song: 2xТРДН-25000/110, với thông số MBA như sau: Sđm=25000kVA; ĐCĐA ±9×1,78%; UCđm=115kV; UHđm=10,5kV; RB=2,54Ω; XB=55,9Ω; ΔP0=29kW; ΔQ0=200kVAr; 1. Vẽ sơ đồ thay thế cho trạm BA; 2. Điện áp tính được tại phía thứ cấp bằng 10,1kV; hãy chọn đầu phân áp để có được điện áp 10,5kV. Điểm bonus này EE4010 Department of Power Systems 39 Ví dụ tính toán thông số MBA (2) 1. Các thông số của sơ đồ trạm BA Tổng trở tương đương của 2 MBA song song: RB=½.2,54=1,27 Ω; XB=½.55,9=27,95 Ω; Tổng tổn thất công suất trong lõi thép của 2 MBA: -3 ΔP0=2.29.10 =0,058 MW; -3 ΔQ0=2.200.10 =0,4 MVAr; 1 2' 2 ZB=1,27+j27,95 Ω U’2 U2 k=115/10,5 ΔS0=0,058+j0,4 MVA EE4010 Department of Power Systems 40 LMK 20
21. 3/2020 Ví dụ tính toán thông số MBA (3) 1 2' 2 ZB=1,27+j27,95 Ω U’2 U2 k=115/10,5 ΔS0=0,058+j0,4 MVA 2. Chọn đầu phân áp để có được điện áp bằng 10,5kV. U U2 U U2 Hđm U = =U Hđm =10,5 kV U2 = =U 2 =10,1 kV dc 2 kđ UCđm 10,1×UCđm 10,1×115 U = = =110,619 kV U = U ± n×1,78% PA 10,5 10,5 đm n =(UPA−Uđm)/1,78% = (110,619-115)/(1,78%×115) = -2,14 Chọn n=-2, kiểm tra lại: UPA = 110,906 kV; U2 = (110,619x10,5)/110,906 = 10,473 kV EE4010 Department of Power Systems 41 Ví dụ tính toán thông số thiết bị bù • Đường dây 22kV có phụ tải P = 15MW, cosϕ = 0,85. Tính số tụ điện cần bù cuối đường dây để nâng cosϕ lên 0,95. Nguồn j(Q-QC) Phụ tải ĐD jQC • Biết: • Tụ điện tiêu chuẩn được sử dụng là loại KC2-1,05-60 có Uđm=1,05kV và Qđm=60kVAr • Các bộ tụ điện được đấu hình sao trong sơ đồ 3 pha • Điện áp cao nhất tính được tại điểm đấu bộ tụ bằng 1,04 Uđm EE4010 Department of Power Systems 42 LMK 21
22. 3/2020 Tính toán thông số thiết bị bù (2) • tg(acos0,85)=0,6197, tg(acos0,95)=0,3287 • Qb=15.(0,6197-0,3287)=4,365 MVAr • Số bộ tụ nối tiếp: m = Uf/Uđm tụ = (22.1,04)/(√3.1,05) = 12,58 ~ 13 3 • Công suất mỗi bộ tụ: Qbộ = 4,365.10 /3.13 = 111,92 kVAr • Số tụ song song: n = Qbộ/Qtụ = 111,92/60 = 1,87 ~ 2 Kiểm tra lại: • Tổng công suất tụ bù ngang: QC = 3.m.n.Qtụ = 3.13.2.60 = 4680 kVAr • Sau khi bù: tgϕ = (15.0,6197-4,68)/15 = 0,3077 cosϕ = 0,956 EE4010 Department of Power Systems 43 Câu hỏi ôn tập chương • Trang 54 Sách Giáo trình • Một số câu hỏi bổ sung: 1. Tổn thất công suất tác dụng và phản kháng nằm trên những phần tử tương ứng nào của ĐD và MBA? 2. Điện kháng đường dây thay đổi thế nào khi thay đổi khoảng cách pha và bán kính dây dẫn? 3. Mục đích phân pha dây dẫn? 4. Làm thế nào để giảm tổn thất vầng quang trên ĐD? 5. Thông số MBA thay đổi như thế nào nếu tăng hoặc giảm điện áp định mức? 6. Tại sao khi công suất phụ tải giảm đến một mức nào đó sẽ có lợi khi cắt bớt một MBA trong các trạm có nhiều máy? 7. Khi nào cần dùng đến kháng bù dọc, thay thế trên sơ đồ tính toán bởi thông số nào? EE4010 Department of Power Systems 44 LMK 22