Bài giảng Lưới điện - Chương 3: Đặc tính truyền tải điện năng - Lễ Minh Khánh

Nội dung text: Bài giảng Lưới điện - Chương 3: Đặc tính truyền tải điện năng - Lễ Minh Khánh

1. 4/2020 LƯỚI ĐIỆN Chương 3. Đặc tính truyền tải điện năng LMK Department of Power Systems 1 Các nội dung thảo luận • Điện áp giáng và tổn thất điện áp • Tổn thất công suất và điện năng trên đường dây • Tổn thất công suất và điện năng trong trạm biến áp • Hiệu ứng điều chỉnh của thiết bị bù • Case studies: sử dụng công thức kinh nghiệm khi tính TTĐN EE4010 Department of Power Systems 2 LMK 1
2. 4/2020 Đặc tính truyền tải điện năng • Khi truyền tải điện năng qua các phần tử trong lưới điện, đặc tính của các phần tử tạo ra các thay đổi sau: • Chênh lệch giá trị điện áp giữa hai đầu ĐD và MBA • Chênh lệch về công suất cung cấp so với tiêu thụ • Tổn hao điện năng trong lưới điện giữa nguồn và tải • Các hiện tượng này luôn gắn liền với tính chất vật lý của quá trình truyền tải điện năng, không thể loại bỏ hoàn toàn, chỉ có thể hạn chế ở mức độ hợp lý. • Các đặc tính truyền tải điện năng được tính toán phân tích trên sơ đồ mô phỏng của lưới điện, trên cơ sở thông số các phần tử của sơ đồ và công suất phụ tải. • Yêu cầu tính toán phải phản ánh gần đúng nhất hành vi của lưới điện: dòng công suất, dòng điện hay điện áp mô phỏng phải gần sát nhất so với thực tế. EE4010 Department of Power Systems 3 Điện áp giáng và tổn thất điện áp • ĐA xoay chiều là đại lượng phức. Vector ĐA cho biết cả độ lớn và góc lệch pha tương đối với vector khác. • Điện áp giáng trên 1 tổng trở: chênh lệch vector giữa 2 vector ĐA đầu và cuối tổng trở. Vì thế ĐA giáng là 1 vector có cả độ lớn và góc pha. • Tổn thất điện áp: chênh lệch về độ lớn giữa ĐA đầu và cuối tổng trở. • Thực tế: đa số tình huống không cần quan tâm góc pha, chỉ quan tâm đến độ lớn của điện áp tại điểm khảo sát, do đó chỉ cần tính tổn thất điện áp. • Ví dụ: ĐA tại nguồn là 115kV, điện áp phụ tải bằng 110kV, tức là tổn thất 5 kV trên đường dây. U 1 • Vector: U1 = U2 + ΔU12 115kV ΔU12 • Môđun: U1 = U2 + TTĐA = 110 + 5 = 115(kV) δ 110kV 5kV U2 EE4010 Department of Power Systems 4 LMK 2
3. 4/2020 Minh họa: ΔU12 Chênh lệch về góc pha δU và chênh lệch về độ lớn ΔU. U1 R12 jX12 U2 I1 I2 1 2 I12 V Δ = U1max – U2max U2 = U2maxsin (ωt+ϕ2) t ϕ2 ϕ1 δ = ϕ1 – ϕ2 U1 = U1maxsin (ωt+ϕ1) U 1 • Vector: U1 = U2 + ΔU12 115kV ΔU12 • Môđun: U1 = U2 + TTĐA = 110 + 5 = 115(kV) δ 110kV 5kV U2 EE4010 Department of Power Systems 5 Điện áp giáng trên tổng trở ΔU12 U1 R12 jX12 U2 I1 I2 Định luật Ohm U12 3I 1212 Z 3I 12 (R 12 jX 12 )   1 2 3I R 3I jX I12 1212 12 12   +j U1 √3I jX Nhận xét: 12 12 √3I12Z12 • Khi I2 và X12 mang tính điện cảm: ϕ 0 – Góc lệch pha giữa U và U 1 2 δ • Với -90ᵒ U2 √3I12R12 I12 EE4010 Department of Power Systems 6 LMK 3
4. 4/2020 Vector điện áp giáng Vector ĐA giáng có thể phân ra 2 thành phần song song và vuông góc với vector điện áp tính toán. • Thành phần dọc trục ΔU: làm thay đổi độ lớn của điện áp. • Thành phần ngang trục δU: làm thay đổi góc pha của điện áp U12 U 12  jU 12 +j b b U1 ΔU12 c U1 ΔU12 ΔU12 ω δU12 ω δU12 δ O δ O U2 a ΔU12 c + U2 a U U  arctg(12 )  arctg(12 ) U2 U 12 U1 U 12 EE4010 Department of Power Systems 7 Tổn thất điện áp trên tổng trở ΔU12 U1 R12 jX12 U2 I1 I2 1 2 I +j 12 b U1 ΔU12 δU12 O δ U2 a ΔU12 c d + • Khi chỉ quan tâm đến độ lớn của điện áp, ta cần xác định TTĐA: TTĐA = U1 –U2 = Ob – Oa = ad • Với góc δ nhỏ (dưới 10ᵒ), có thể coi ac = ad • Vì thế có thể sử dụng thành phần ngang trục ΔU12 như TTĐA trên tổng trở. EE4010 Department of Power Systems 8 LMK 4
5. 4/2020 Tổn thất điện áp trên tổng trở (2) • TTĐA = U1 –U2 = ΔU12 • Thành phần dọc trục của ĐA: làm tăng độ lớn U2 lên thành U1 • Thành phần ngang trục của ĐA: làm xoay vector U2 lên thành vector U1 • Tại sao bỏ qua thành phần ngang trục: • Không cần quan tâm đến chênh lệch pha khi tính ĐA nút (thiết kế, quy hoạch, kiểm tra) • Trong lưới điện, độ lớn của δU rất nhỏ so với U (dưới 5%), vì thế ảnh hưởng của δU đến độ lớn của TTĐA thực là không đáng kể EE4010 Department of Power Systems 9 Tính tổn thất điện áp theo công suất ΔU12 U1 R12 jX12 U2 S1 S2 1 2 ΔS12 Tính theo CS và ĐA cuối tổng trở: * S2 PjQ 22 U12 3IZ 12 12 3 (R 12 jX) 12 (R 12 jX) 12  3U2 U2 PR212 QX 212 PX 212 QR 212 U12 j  UjU 12 12 U2 U 2 Tính theo CS và ĐA đầu tổng trở: * S1 PjQ 11 U12 3I 1212 Z 3 (R 12 jX 12 ) (R 12 jX 12 )  3U1 U1 PR112 QX 112 PX 112 QR 112 U12 j  UjU 1212 U1 U 1 EE4010 Department of Power Systems 10 LMK 5
6. 4/2020 Tính tổn thất điện áp theo công suất (2) ΔU12 U1 R12 jX12 U2 S1 S2 1 2 ΔS12 Như vậy công thức chung để tính các thành phần của điện áp giáng: PR QX Thành phần dọc trục của điện áp giáng: U U PX QR Thành phần ngang trục của điện áp giáng: U U Với yêu cầu các số liệu tính toán P, Q và U phải được lấy tại cùng một điểm. EE4010 Department of Power Systems 11 Áp dụng cho đường dây và trạm biến áp • Tổn thất điện áp được tính trên tổng trở • Công suất đi qua tổng trở ĐD không chỉ là công suất nguồn hoặc tải, còn phải tính cả công suất QC sinh ra trên dung dẫn các nửa đầu và cuối. • Công suất đi qua tổng trở MBA phải trừ đi cả tổn thất trong lõi thép. • Cũng có thể tính tổn thất điện áp theo công suất đầu hoặc cuối tổng trở, theo nguyên tắc lấy tại cùng 1 điểm • Giả thiết tính với Uđm cũng có thể áp dụng cho lưới phân phối hoặc khi tính sơ bộ gần đúng. EE4010 Department of Power Systems 12 LMK 6
7. 4/2020 Tổn thất điện áp trên đường dây tải điện 1S’ R12 jX12 S” 2 S1 S2 jQC1 jB/2 jQC2 jB/2 Công suất đầu và cuối tổng trở: S’ = S1+jQC1; S” = S2-jQC2; Tính TT ĐA theo CS đầu hoặc cuối tổng trở: P'R12 Q'X 12 P"R 12 Q"X 12 U12 U1 U 2 Thành phần ngang trục của ĐA: P'X12 Q'R 12 P"X 12 Q"R 12  U12 U1 U 2 Tính theo điện áp định mức (bỏ qua tổn thất công suất) PR2 12 QX 2 12 PX2 12 QR 2 12 U12 U12 Udm Udm EE4010 Department of Power Systems 13 Tổn thất điện áp trong MBA TTĐA trong 1 S’ Z =R+jX S” 2 B MBA khi dòng S1 S2 điện bằng Iđm ΔU12 chính là UN% ΔS0=ΔP0+jΔQ0 Công suất đầu và cuối tổng trở: S’ = S1-ΔS0; S” = S2; Tính TT ĐA trong MBA tương tự như trên ĐD, theo CS đầu hoặc cuối tổng trở: PR QX PX QR  UUjU j 12 12 12 U U Nếu chỉ quan tâm đến TTĐA: P'R Q'X PR2 QX 2 U12 U1 U 2 Tính theo điện áp định mức (bỏ qua tổn thất công suất) PR2 QX 2 PX2 QR 2 U12 U12 Udm Udm EE4010 Department of Power Systems 14 LMK 7
8. 4/2020 Nhận xét • Lưới PP: R0>X0 R0,X0 • Thành phần ảnh hưởng chính tới ΔU là PR Ω/km • Do đó có thể thay đổi R0 (bằng cách chọn R0 tiết diện F) để điều chỉnh ΔUmax • Đặt bù dọc không có ý nghĩa nhiều • Lưới TT và HT: X0>R0 X0 • Thành phần quyết định ΔU là QX • Thay đổi F khá tốn kém nhưng không có ý nghĩa điều chỉnh ĐA • Tụ bù dọc có hiệu quả đáng kể để giảm ΔU. LPP LTT LHT • Thành phần PX rất lớn và quyết định góc F, mm2 pha của ĐA PR QX PX QR U U U U EE4010 Department of Power Systems 15 Tổn thất công suất và điện năng trên đường dây • Tổn thất CS và tổn thất ĐN là các chỉ tiêu kinh tế của lưới điện. • Tổn thất công suất làm cho CS cần có từ nguồn phải lớn hơn CS yêu cầu cuối đường dây, bao gồm: • Tổn thất công suất tác dụng: do phát nóng, tính qua điện trở R • Tổn thất công suất phản kháng: do tự cảm và hỗ cảm, tính qua điện kháng X • Tổn thất trên điện dẫn G có thể bỏ qua • CS phản kháng sinh ra trên dung dẫn B sẽ bù cho tổn thất CS trên điện kháng, có ảnh hưởng lớn trong lưới cao áp • Tổn thất điện năng được tính từ tổn thất công suất tác dụng: • Có thể tính chính xác với tổn thất công suất mỗi giờ. • Tính gần đúng trong một khoảng thời gian, có thể sử dụng ĐA định mức. EE4010 Department of Power Systems 16 LMK 8
9. 4/2020 Công thức cho tổn thất CS ΔU12 U1 R12 jX12 U2 S1 S2 1 2 ΔS12 Tổn thất CS là chênh lệch công suất đầu và cuối tổng trở: S1 = S2 +ΔS12 2 2 2 S12 P 12 jQ 12 3IR 1212 j3IX 1212 3IZ 1212 Tính theo CS và ĐA cuối tổng trở 2 22 2 22 2 S2 PQ 22 2 S2 PQ 22 P3IR3R R Q3IX3X12 1212 12 X 12 12 12122 12 2 12 3U2 U 2 3U2 U 2 2 2 S2 PQ 22 PQ 22 Tổng quát: SPjQ Z Rj X U2 U 2 U 2 P, Q và U được lấy tại cùng một điểm (đầu hoặc cuối tổng trở) EE4010 Department of Power Systems 17 Tổn thất công suất trên đường dây • Tổn thất CS được tính tại từng thời điểm. • Không thể loại bỏ hoàn toàn tổn thất CS, chỉ có thể hạn chế ở mức độ hợp lý. • Tổn thất CS trong chế độ phụ tải max có ý nghĩa quan trọng: • Sử dụng trong đánh giá CS đặt, khả năng tải và các chi phí kinh tế cho lưới điện • Đánh giá yêu cầu CS từ nguồn điện SN = ΣSPT + ΔS • Sử dụng cho bài toán bù CS phản kháng • Tổn thất CS tác dụng ΔPmax dùng để tính tổn thất điện năng hàng năm theo công thức kinh nghiệm • Tính gần đúng TTCS theo ĐA định mức của đường dây: 2 22 22 SPT PQ PT PT PQ PT PT SPjQ2 Z 2 Rj 2 X Udm U dm U dm EE4010 Department of Power Systems 18 LMK 9
10. 4/2020 Tổn thất điện năng trên đường dây • Bỏ qua điện dẫn G, TTĐN do phát nóng trên điện trở R, được tính trong một khoảng thời gian T. • TTĐN phụ thuộc sự biến đổi của phụ tải trong thời gian khảo sát, đòi hỏi có thống kê về số liệu chi tiết hoặc các đặc trưng của đồ thị phụ tải. • TTĐN được tính theo tích phân của TTCS hoặc bình phương của dòng điện trong thời gian T (8760h nếu là 1 năm). R T TTS2 R T A P .dt 3R I2 .dt Rt .dt P 2 .dt ttU2 U.cos 2 2 t 0 00t dm 0 IPT(t) EE4010 Department of Power Systems 19 Tính theo đồ thị phụ tải Đồ thị phụ tải ngày Đồ thị phụ tải năm 24 24 8760 n A P.dt (P.1) t t A P.dtt (P.t) ii 0 t 1 0 i 1 EE4010 Department of Power Systems 20 LMK 10
11. 4/2020 Tính theo công thức kinh nghiệm • Công thức cho phép xác định nhanh quan hệ giữa tổn thất và điện năng tiêu thụ trong một lưới điện cụ thể • Áp dụng cho bài toán quy hoạch, thiết kế, khi không có số liệu về đồ thị phụ tải. • Công thức kinh nghiệm dựa trên cơ sở thống kê các đặc trưng của đồ thị phụ tải điển hình trong một giai đoạn, được chuẩn hóa và tạo thành quan hệ mẫu • Số liệu từ đồ thị phụ tải ngày: tính theo hệ số tải LF (phụ tải trung bình) và LsF (phụ tải trung bình bình phương) • Số liệu từ đồ thị phụ tải năm: thời gian sử dụng CS lớn nhất Tmax và thời gian tổn thất CS lớn nhất τ • Các tính toán gần đúng tại Việt Nam thường được thực hiện dựa trên công thức kinh nghiệm theo Tmax của Liên Xô cũ EE4010 Department of Power Systems 21 Thời gian tổn thất công suất lớn nhất 1,2 • Có thể tính nhanh TTĐN trong khoảng ΔP(t) thời gian T, thông qua thời gian TTCS lớn τ = 4487h 1 nhất τ. 0,8 Với: τ = ΔA/ΔPmax 0,6 Thì ΔA = ΔPmax ×τ ΔA • Khi đó để tính ΔA, chỉ cần xác định TTCS 0,4 ΔPmax của chế độ phụ tải max, rồi nhân với τ. 0,2 0 • Trong đó τ được xác định từ quan hệ với 365 730 1095 1460 1825 2190 2555 2920 3285 3650 4015 4380 4745 5110 5475 5840 6205 6570 6935 7300 7665 8030 8395 8760 T và hệ số công suất cosϕ của phụ tải max • Giả sử lúc nào TTCS cũng là lớn nhất, thì τ = f(Tmax, cosϕ) chỉ sau thời gian τ TTĐN trên đường dây đã là giá trị ΔA của cả năm. • Nếu coi cosϕ không đổi thì có thể tính qua công thức kinh nghiệm τ = f(Tmax) EE4010 Department of Power Systems 22 LMK 11
12. 4/2020 Nhận xét • Tồn tại quan hệ giữa τ và Tmax. Nhưng phụ thuộc vào tính chất riêng của phụ tải và lưới điện. • Thực tế có giá trị τP, τQ và τ riêng cho CS tác dụng, phản kháng và biểu kiến. Tuy nhiên khi coi cosϕ không đổi thì chúng bằng nhau. • Giá trị τ luôn nhỏ hơn hoặc bằng Tmax. Tức là ΔA% luôn nhỏ hơn ΔP%. • Bạn nào là người đầu tiên chứng minh được điều trên sẽ được 5 điểm bonus. Gõ vào Word hoặc chụp lời giải rồi Tmax và τ là các upload lên mục Posts là được. Đừng khái niệm được chỉnh sửa comment để còn lưu giữ thời sử dụng tại EVN gian nhé. và LX cũ nhé EE4010 Department of Power Systems 23 Quan hệ giữa Tmax và τ • Tmax là đặc trưng của đồ thị phụ tải (PPT), còn τ 2 là đặc trưng của đồ thị TTCS (PPT ). • Có thể tạo ra quan hệ giữa τ và Tmax dựa trên số liệu thống kê phụ tải điển hình của khu vực khảo sát. TT P  2TTmax (1 min )2 max T 2P P 1 max min max T Pmax • Một số công thức đơn giản với T = 8760h: -4 2 τ = (0,124 + Tmax.10 ) .8760 2 τ = 0,3.Tmax + 0,7.T max/8760 EE4010 Department of Power Systems 24 LMK 12
13. 4/2020 Hệ số tổn thất LsF 1,2 • Từ đồ thị phụ tải ngày đêm, cũng có thể xây ΔP(t) dựng đồ thị tổn thất CS trong ngày ΔP(t) 1 • Khi đó TT ĐN ngày tính qua tổn thất CS trung bình như sau: 0,8 0,6 ΔA = ΔPtb × 24 LsF = 0,5123 0,4 • Đặt hệ số tổn thất LsF = ΔPtb/ΔPmax ΔA ΔA = ΔPmax × LsF × 24 0,2 • Trong đó: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324 2 2 LsF = ΔPtb/ΔPmax = Itb /Imax • Với T 2 It .dt I 0 tb T là dòng điện trung bình bình phương EE4010 Department of Power Systems 25 Quan hệ giữa LF và LsF Có thể tạo ra quan hệ giữa LsF và LF tùy thuộc đặc trưng phụ tải. Một số công thức kinh nghiệm cho phép xác định nhanh LsF từ LF: • LsF = k.LF + (1-k).LF2 Trong đó k là hệ số hiệu chỉnh ứng với các loại lưới điện và phụ tải khác nhau: 0<k≤1. k= 0,3 với lưới TT. k= 0,08 với lưới PP. • LsF = LFk k cũng là hệ số hiệu chỉnh theo đặc trưng phụ tải, thường lấy k=1,6. EE4010 Department of Power Systems 26 LMK 13
14. 4/2020 Tổn thất điện năng trên đường dây ΔPmax Stải R • Quy trình tính nhanh TTĐN danh cho lưới điện hở hình tia (CS biến đổi trên đường dây giống CS phụ tải): a) Tính theo τ: • ΔA = ΔPmax ×τ -4 2 • Cho trước Tmax: τ = (0,124 + Tmax.10 ) .8760 b) Tính theo LsF: • ΔA = ΔPmax × LsF × 8760 • Cho trước LF: LsF = 0,3LF + 0,7LF2 EE4010 Department of Power Systems 27 Ví dụ minh họa (1) 1. Tính tổn thất ĐA, CS và ĐN trên đường dây 35kV, chiều dài 15km, sử dụng dây AC-95. Biết Phụ tải Pmax=10MW, Tmax=4000h, cosφ=0,9. Số liệu dây dẫn: R0 = 0,313Ω/km; X0 =0,43Ω/km Tổng trở đường dây: R = R0×l = 4,695Ω; X = X0×l = 6,45Ω Công suất phụ tải: Q = P×tgϕ = 10×0,484 = 4,84MVAr; S = 10 + j4,84MVA Tổn thất điện áp: ΔU = (PR + QX)/U = (10.4,695+4,84.6,45)/35 = 2,23kV ΔU% = 2,23.100%/35 = 6,37% Tổn thất công suất: ΔS = (P2 + Q2).Z/U2 = (102+4,842).(4,695+j6,45)/352 = 0,473+j0,65MVA ΔP% = 0,473.100%/10 = 4,73% ΔQ% = 0,65.100%/4,84 = 6,5% -4 2 Thời gian TTCS max: τ = (0,124 + Tmax.10 ) .8760 = 2405h Tổn thất điện năng: ΔA = ΔPmax × τ = 0,473.2405 = 1137,7MWh = 1 137 700kWh ΔA% = ΔA/A = 1137,7.100%/10.4000 = 2,84% EE4010 Department of Power Systems 28 LMK 14
15. 4/2020 Ví dụ minh họa (2) 2. (5 điểm bonus cho người đầu tiên upload lời giải) Cho đồ thị phụ tải ngày đêm. Hãy tính LF, sau đó xác định LsF từ đồ thị phụ tải và theo công thức kinh nghiệm LsF = 0,3LF + 0,7LF2. Đánh giá sai số và hiệu chỉnh lại công thức. Giờ 1-2 3-5 6-17 18-19 20-24 Công suất, MW 14 10 20 24 17 EE4010 Department of Power Systems 29 Tổn thất công suất và điện năng trong máy biến áp • Bao gồm tổn thất đồng (dây quấn) và tổn thất sắt (lõi thép) • Tổn thất trong lõi thép không phụ thuộc vào phụ tải, được xác định từ tổn thất không tải của MBA • Tổn thất trong dây quấn phụ thuộc vào dòng phụ tải, xác định giống như đối với đường dây • Các tính toán TTCS và TTĐN trong máy BA có thể dựa theo tổng trở trên sơ đồ thay thế hoặc trực tiếp từ các số liệu thí nghiệm với ĐA định mức của cuộn dây. EE4010 Department of Power Systems 30 LMK 15
16. 4/2020 Tổn thất CS trong trạm BA 1 ZB=R+jX 2 Tổn thất CS trong lõi thép: ΔS0 = ΔP0 + jΔQ0 ΔSCU S Tổn thất CS trong dây quấn: ΔS0=ΔP0+jΔQ0 2 S PQ2 2 US2 P 2 Q 2 2 2 N P3IRPCUBN R B Q3IXCUB2 X B 2 100S U Sdm U dmb dm dmb Với trạm có n máy: 2 2 PN S UN S PB nP 0 QB nQ 0 n Sdm n.100.Sdm EE4010 Department of Power Systems 31 Tổn thất ĐN trong trạm BA 1 R 2 Tổn thất ĐN trong lõi thép: ΔAFe = ΔP0.T ΔPmax Smax ΔP0 Tổn thất CS trong dây quấn: ΔACu = ΔPmax.τ 2 Smax Tổng TTĐN: ABA P.T 0 P. max  P.T 0 P N .  Sdm 2 1 PN Smax Với trạm có n máy:  AnPTBA 0 P max nP.T 0 .  n nS dm EE4010 Department of Power Systems 32 LMK 16
17. 4/2020 Hiệu ứng điều chỉnh của tụ bù • Các thiết bị bù CSPK bao gồm: • Các bộ tụ điện tĩnh cố định và điều chỉnh theo bậc • Máy bù đồng bộ • Kháng điện và nguồn CSPK có điều chỉnh • Thiết bị bù CSPK được áp dụng cho các mục đích khác nhau: • Cân bằng CSPK trong lưới điện • Giảm tổn thất CS và ĐN • Điều chỉnh điện áp • Để giảm lượng CSPK truyền tải trên đường dây, các nguồn CSPK bù cần đặt gần nơi tiêu thụ. • Khi đặt thiết bị bù trong lưới điện, cả tổn thất CS và tổn thất ĐA đều thay đổi. EE4010 Department of Power Systems 33 Hiệu ứng điều chỉnh của tụ bù (2) U Nguồn j(Q-QC) Phụ tải ĐD jQC Trước bù: I = I’-jI”; S = P+jQ Sau bù: I = I’-j(I”- IC); S = P+j(Q-QC) Q P2 (Q Q) 2 P C R sb 2 S = P + jQ QC Udm Ssb PR (Q Q)XC ϕ Q-QC Usb ϕ' Udm P EE4010 Department of Power Systems 34 LMK 17
18. 4/2020 Khi nào thì dùng được công thức kinh nghiệm để tính TTĐN? ΔP = 3I2R Stải I(t) • Điện năng tiêu thụ: A=Pmax.Tmax, • Tổn thất ĐN: ΔA=ΔPmax.τ • Tmax là thông số của phụ tải, trong khi τ thể hiện đặc trưng của dòng công suất gây ra TT ĐN trên lưới điện. • Vấn đề khi tính toán ĐN và TTĐN theo Tmax và τ: Nếu dòng công suất đi qua tổng trở không giống công suất phụ tải thì sao? • Lưới điện kín • Đường dây có nhiều phụ tải với Tmax khác nhau • Đường dây có thiết bị bù EE4010 Department of Power Systems 35 2 (2) Tính τ theo P2, R2 Ppt2 (1) 1 Tmax nào bây giờ? P1, R1 (3) P3, R3 3 Ppt3 U Nguồn j(Q-Q ) Nguồn C Phụ tải 3 ΔA 1 ĐD jQC 2 ΔA ΔA Nguồn 1 Nguồn 2 1 EE4010 Department of Power Systems 36 LMK 18
19. 4/2020 Case study N1 Ví dụ để tìm hiểu: 1. Cho đường dây 35kV với số liệu trong Ví dụ minh họa 1 . Hãy đánh giá hiệu quả của thiết bị bù nếu: • Đặt bù để nâng cosϕ lên 0,95 • Đặt bù để nâng cosϕ lên 1 • Câu hỏi suy luận: • Thế nào là đặt bù để nâng cosϕ lên 1? • Liệu có thể bù hoàn toàn CSPK không và sau khi bù như vậy, TTĐN có giảm tối đa hay không? EE4010 Department of Power Systems 37 Case study N1 (2) 1. Đường dây 35kV, chiều dài 15km, sử dụng dây AC-95. Biết Phụ tải Pmax=10MW, Tmax=4000h, cosφ=0,9. Tổng trở đường dây: Z = 4,695+j6,45 Ω a. Trước khi bù: S = 10 + j4,84 MVA Tổn thất điện áp: ΔU = 2,23 kV Tổn thất công suất: ΔS = 0,473+j0,65 MVA Thời gian TTCS max: τ = 2405 h Tổn thất điện năng: ΔA = 1 137 700 kWh b. Bù đến 0,95: S = 10 + j3,29 MVA CS bù: QC = 4,84 –3,29 = 1,55 MVAr Tổn thất điện áp: ΔU = 1,95 kV (5,56%) Tổn thất công suất: ΔS = 0,425+j0,58 MVA EE4010 Department of Power Systems 38 LMK 19
20. 4/2020 Case study N1 (3) Tổng trở đường dây: Z = 4,695+j6,45 Ω a. Trước khi bù: S = 10 + j4,84 MVA Tổn thất điện áp: ΔU = 2,23 kV Tổn thất công suất: ΔS = 0,473+j0,65 MVA b. Bù đến cosϕ=1: S= 10 + j0 MVA CS bù: QC = 4,84 MVAr Tổn thất điện áp: ΔU = 1,34 kV (3,83%) Tổn thất công suất: ΔS = 0,383+j0,53 MVA Vậy sau khi bù: Q trên đường dây còn không? có gây ra tổn thất CS hay tổn thất ĐN không? Thời gian TTCS max τ = ? Thế thì tính TTĐN ΔA như thế nào? EE4010 Department of Power Systems 39 Case study N2 Ví dụ điển hình số 2: 2. Vẫn đường dây 35kV trong Ví dụ minh họa 1. Biết đồ thị phụ tải (P) cuối đường dây: • Tính Tmax và τ với CS phụ tải trước khi bù • Vẽ đồ thị CSPK sau khi bù để nâng cosϕ lên bằng 1 • Tính Tmax của phụ tải phản kháng sau khi bù • Tính τ mới sau khi đã bù. • Đánh giá sai số và tìm lý do. • Bài tập tự làm ở nhà, không tính vào điểm quá trình. 2 người đầu tiên post bài đúng lên Teams sẽ có tối đa 5 điểm bonus/mỗi người nhé. • Câu hỏi suy luận: • Sau khi đặt bù, thời điểm ΔPmax có tương ứng với Pmax không? • Tính TTĐN sau khi đã đặt bù với công thức nào cho kết quả phù hợp nhất với thực tế? • Vậy ý nghĩa của τ là gì, khi nào sử dụng τ thì hợp lý? EE4010 Department of Power Systems 40 LMK 20
21. 4/2020 Case study N2 (2) Pi, MW 10 8 6 4 Ti, h 240 500 760 7260 P,MW Pmax=10MW Anăm t,h Tmax=4000h 8760 2 A (P.T)i i A8760 (Pi .T) i T 8760  4000h  1995,2h max P P2 Pmax P max max max EE4010 Department of Power Systems 41 Câu hỏi ôn tập chương • Trang 75 Sách Giáo trình • Một số câu hỏi bổ sung: 1. Phân biệt độ lệch điện áp, tổn thất điện áp và điện áp giáng. Tại sao công thức tính tổn thất điện áp là công thức gần đúng? 2. Tại sao khi tính toán điện áp thường bỏ qua thành phần ngang trục của điện áp giáng trên tổng trở đường dây? 3. Thành phần nào ảnh hưởng chủ yếu đến độ lệch pha giữa 2 đầu đường dây trong lưới TT? 4. Chỉ ra mối liên quan giữa thời gian sử dụng công suất lớn nhất và hệ số tải, giữa thời gian tổn thất công suất lớn nhất và hệ số tổn thất? 5. Tổn thất công suất ngắn mạch của MBA có bằng tổn thất công suất trên dây quấn khi phụ tải cực đại hay không? 6. Khi nào thì tổn thất công suất tác dụng trong lõi thép lớn hơn trong dây quấn của MBA? 7. Tại sao không nên đặt bù để nâng hệ số CS lên bằng 1? Sau khi bù có thể tính TTĐN trên lưới điện theo công thức kinh nghiệm được không? EE4010 Department of Power Systems 42 LMK 21