›
›

Giáo trình Mạng điện (Phần 1) - Đại học Bách khoa Đà Nẵng

pdf 85 trang ngocly 3970
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Mạng điện (Phần 1) - Đại học Bách khoa Đà Nẵng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_mang_dien_dai_hoc_bach_khoa_da_nang.pdf

Nội dung text: Giáo trình Mạng điện (Phần 1) - Đại học Bách khoa Đà Nẵng

  1. TRƯỜNG ĐẠI BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG GIÁO TRÌNH MẠNG ĐIỆN ĐÀ NẴNG 2010
  2. Giaïo trçnh maûng âiãûn. CHÆÅNG 1 GIÅÏI THIÃÛU CHUNG VÃÖ MAÛNG ÂIÃÛN $1-1 . CAÏC KHAÏI NIÃÛM CÅ BAÍN 1.1.1. Hãû thäúng âiãûn. Âënh nghéa : Hãû thäúng âiãûn laì táûp håüp nhaì maïy âiãûn, maûng âiãûn,traûm biãún aïp , traûm âoïng càõt,häü tiãu thuû âiãûn. Nhaì maïy âiãûn laì xê nghiãûp cäng nghiãûp coï nhiãûm vuû saín xuáút ra âiãûn nàng âãø cung cáúp cho caïc häü tiãu thuû âiãûn thäng qua âæåìng dáy taíi âiãûn vaì caïc traûm biãún aïp. Caïc maïy phaït âiãûn âæåüc näúi våïi âäüng cå så cáúp laì caïc tuäúc-bin.Tuìy thuäüc daûng nàng læåüng laìm quay tuäúc-bin ngæåìi ta phán nhaì maïy âiãûn thaình caïc loaûi nhaì maïy khaïc nhau nhæ nhaì maïy nhiãût âiãûn,nhaì maïy thuíy âiãûn, nhaì maïy âiãûn nguyãn tæí Âiãûn nàng do nhaì maïy phaït ra âæåüc truyãön taíi theo âæåìng dáy trãn khäng hay dáy caïp cuía maûng âiãûn våïi nhæîng chiãöu daìi khaïc nhau,âiãûn aïp khaïc nhau tuìy thuäüc vaìo khoaíng caïch tæì nhaì maïy âãún häü tiãu thuû. Caïc traûm biãún aïp coï nhiãûm vuû tàng aïp âãø taíi âiãûn âi xa vaì giaím aïp âãø cung cáúp âiãûn cho caïc häü tiãu thuû. 1.1.2. Âënh nghéa Maûng âiãûn: Âënh nghéa :Maûng âiãûn laì táûp håüp caïc âæåìng dáy trãn khäng,âæåìng dáy caïp, traûm biãún aïp vaì thiãút bë âoïng càõt. Maûng âiãûn coï nhiãûm vuû truyãön taíi vaì phán phäúi âiãûn nàng âãún caïc häü tiãu thuû âiãûn. Yãu cáöu maûng âiãûn phaíi âaím baío caïc chè tiãu : Âäü tin cáûy cung cáúp âiãûn,cháút læåüng âiãûn nàng, kinh tãú, an toaìn, tiãûn låüi váûn haình, coï khaí nàng phaït triãøn. Hãû thäúng nàng læåüng bao gäöm hãû thäúng âiãûn vaì hãû thäúng nhiãût. 1.1.3. Âiãûn aïp âënh mæïc . Âënh nghéa : Âiãûûn aïp âënh mæïc laì giaï trë âiãûn aïp quy âënh æïng våïi caïc cáúp khaïc nhau, âiãûn aïp naìy duìng âãø tênh toaïn læûa choün caïc thiãút bë âiãûn nhæ maïy phaït, maïy biãún aïp, thiãút bë âiãûn, caïch âiãûn âæåìng dáy Âiãûn aïp âënh mæïc laì giaï trë âiãûn aïp âaím baío cho caïc thiãút bë hoaût âäüng bçnh thæåìng vaì mang laûi hiãûu quaí kinh tãú täút nháút. Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 1
  3. Giaïo trçnh maûng âiãûn. Do phuû taíi âiãûn luän luän thay âäøi dáùn âãún âiãûn aïp U ≠ U âm taûo nãn âäü lãûch âiãûn aïp .Âäü lãûch âiãûn aïp âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc: U − U δU = dm U Do coï âäü lãûch âiãûn aïp laìm cho cháút læåüng âiãûn nàng,giaím gáy thiãût haûi vãö màût kinh tãú cho caïc häü tiãu thuû âiãûnú. Do trãn âæåìng dáy coï täøn tháút âiãûn aïp ∆U = U 1 − U 2 nãn âãø âaím baío âiãûn aïp åí häü tiãu thuû nàòm trong giåïi haûn cho pheïp cáön phaíi coï caïc biãûn phaïp âiãöu chènh âiãûn aïp. Thæåìng U 1 laì âiãûn aïp âáöu âæåìng dáy låïn hån U2 âiãûn aïp cuäúi âæåìng dáy ( U 1 > U 2 ), coìn åí caïc âæåìng dáy siãu cao aïp U 1 coï thãø nhoí hån U 2 âiãöu naìy phuû thuäüc vaìo chãú âäü laìm viãûc cuía maûng âiãûn, tham säú, âiãûn aïp âæåìng dáy. 1.1.4. Häü tiãu thuû: Laì táûp håüp caïc thiãút bë sæí duûng âiãûn. Phuû taíi âiãûn laì âaûi læåüng âàûc træng cho cäng suáút tiãu thuû cuía caïc häü duìng âiãûn.Tuìy theo mæïc âäü yãu cáöu âaím baío cung cáúp âiãûn coï thãø chia laìm 3 loaûi häü tiãu thuû - Häü loaûi mäüt laì nhæîng häü tiãu thuû nãúu ngæìng cung cáúp âiãûn coï thãø gáy nguy hiãøm cho con ngæåìi,gáy thiãût haûi âaïng kãø cho nãön kinh tãú,laìm räúi loaûn caïc quaï trçnh cäng nghãû phæïc taûp,phaï hoaûi sæû hoaût âäüng cuía nhæîng kháu kinh tãú âàûc biãût quan troüng. - Häü loaûi hai laì nhæîng häü tiãu thuû nãúu ngæìng cung cáúp âiãûn coï thãø gáy thiãût haûi haìng loaût saín pháøm,cäng nhán phaíi nghè viãûc,caín tråí sinh hoaût bçnh thæåìng cuía mäüt säú låïn dán cæ thaình thë. - Häü loaûi ba laì nhæîng häü tiãu thuû khäng thuäüc nhoïm loaûi mäüt vaì loaûi hai vê duû nhæ: nhæîng phán xæåíng phuû,nhæîng xoïm nhoí Tuy nhiãn viãûc phán loaûi häü tiãu thuû seî khäng coìn yï nghéa trong tæång lai khi caïc hãû thäúng âiãûn phaït triãøn vaì caïc phuû taíi âãöu âæåüc âaím baío cung cáúp âiãûn våïi âäü tin cáûy cao. 1.1.5. Cáúu truïc âæåìng dáy. Chia laìm : Âæåìng dáy trãn khäng, dáy caïp, âæåìng dáy trong nhaì. - Caïc loaûi cäüt : Sàõt, Bãtäng, gäù. - Caïc loaûi dáy: AC, Al, Cu , Fe . - Caïch âiãûn: Sæï, thuíy tinh, váût liãûu täøng håüp. Daûng treo hoàûc âåî. Trang 2 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  4. Giaïo trçnh maûng âiãûn. $1-2. PHÁN LOAÛI MAÛNG ÂIÃÛN. Maûng âiãûn âæåüc phán loaûi theo nhiãöu caïch khaïc nhau nhæ: theo doìng âiãûn, theo âiãûn aïp,theo hçnh daïng,theo chæïc nàng truyãön taíi,cung cáúp,phán phäúi, maûng kên,maûng håí 1.2.1. Phán loaûi theo doìng âiãûn: * Maûng âiãûn xoay chiãöu:Saín xuáút,truyãön taíi,phán phäúi,tiãu thuû laì doìng âiãûn xoay chiãöu ba pha. * Maûng âiãûn mäüt chiãöu:Maûng âiãûn mäüt chiãöu âæåüc sæí duûng åí caïc thiãút bë coï nhiãûm vuû âàûc biãût.Maûng âiãûn mäüt chiãöu coìn âæåüc sæí duûng trong viãûc taíi âiãûn âi xa,cäng suáút truyãön taíi låïn, taíi âiãûn bàòng doìng mäüt chiãöu coï nhiãöu æu âiãøm nhæ väún âáöu tæ xáy dæûng maûng nhoí,täøn tháút trong maûng nhoí,khäng phaíi xeït âãún tênh äøn âënh cuía hãû thäúng Tuy váûy coìn coï nhiãöu khoï khàn nhæ chãú taûo caïc bäü chènh læu,nghëch læu cäng suáút låïn,caïc thiãút bë âäüng læûc,baío vãû âàõt tiãön 1.2.2. Phán loaûi theo âiãûn aïp. Theo caïch phán loaûi naìy ngæåìi ta phán chia maûng âiãûn thaình:maûng âiãûn aïp låïn hån 1000 V(coìn goüi laì maûng cao aïp) maûng âiãûn aïp nhoí hån 1000 V(coìn goüi laì maûng haû aïp) 1.2.3. Phán loaûi theo hçnh daïng : Theo caïch phán loaûi naìy ngæåìi ta phán chia maûng âiãûn thaình: * Maûng âiãûn håí laì maûng âiãûn trong âoï caïc häü tiãu thuû chè âæåüc cung cáúp âiãûn tæì mäüt phêa. Khi âæåìng dáy bë sæû cäú viãûc cung cáúp âiãûn cho caïc phuû taíi bë giaïn âoaûn. * Maûng âiãûn kên laì maûng âiãûn trong âoï caïc häü tiãu thuû âæåüc cung cáúp âiãûn êt nháút tæì hai phêa.Khi mäüt âæåìng dáy bë sæû cäú viãûc cung cáúp âiãûn cho caïc phuû taíi váùn âæåüc duy trç nhåì âæåìng dáy coìn laûi. Âäúi våïi maûng âiãûn kên väún âáöu tæ xáy dæûng cao, täøn tháút cäng suáút, âiãûn nàng låïn hån maûng âiãûn håí nhæng mæïc âäü âaím baío cung cáúp âiãûn täút hån. 1.2.4. Phán loaûi theo khu væûc phuûc vuû: Theo caïch phán loaûi naìy ngæåìi ta phán chia maûng âiãûn thaình: Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 3
  5. Giaïo trçnh maûng âiãûn. * Maûng truyãön taíi:U ≥ 330KV. Truyãön taíi âiãûn nàng giæîa caïc khu væûc, liãn laûc giæîa caïc hãû thäúng âiãûn våïi nhau. * Maûng cung cáúp : U ≥ 110KV. Cung cáúp âiãûn cho caïc khu væûc, chiãöu daìi âæåìng dáy låïn, liãn kãút caïc traûm biãún aïp trung gian våïi nhau (goüi laì maûng khu væûc). * Maûng phán phäúi : U ≤ 35KV.Coï nhiãûm vuû cung cáúp âiãûn cho caïc phuû taíi, chiãöu daìi âæåìng dáy ngàõn. Maûng phán phäúi âæåüc chia laìm ba loaûi:maûng thaình phä ú,maûng xê nghiãûp cäng nghiãûp, maûng näng nghiãûp (coìn goüi laì maûng âëa phæång). Ngoaìi nhæîng caïch phán loaûi trãn ngæåìi ta coìn phán loaûi maûng âiãûn theo nhiãöu caïch khaïc nhæ: maûng âiãûn trong nhaì; maûng âiãûn ngoaìi tråìi; maûng âiãûn trãn khäng; maûng caïp ngáöm $1-3 CAÏC YÃU CÁÖU ÂÄÚI VÅÏI MAÛNG ÂIÃÛN. Maûng âiãûn phaíi âaím baío caïc yãu cáöu cå baín sau: 1- Chi phê xáy dæûng vaì váûn haình maûng âiãûn laì êt nháút âäöng thåìi váùn âaím baío mæïc an toaìn cáön thiãút cho viãûc cung cáúp âiãûn, phuì håüp våïi yãu cáöu cuía loaûi häü tiãu thuû. 2- Âaím baío täút cháút læåüng âiãûn nàng. 3- Coï khaí nàng phaït triãøn trong tæång lai khi phuû taíi tàng. Tênh kinh tãú trong viãûc xáy dæûng maûng âiãûn âæåüc biãøu thë qua väún âáöu tæ. Tênh kinh tãú cuía viãûc váûn haình maûng âiãûn âæåüc biãøu thë qua giaï thaình truyãön taíi, phán phäúi âiãûn nàng. Giaï thaình âoï phuû thuäüc chi phê váûn haình haìng nàm cuía maûng âiãûn. Chi phê naìy bao gäöm chi phê vãö phuûc vuû, tu sæía maûng âiãûn,tiãön kháúu hao, tiãön täøn tháút âiãûn nàng trong maûng. Khi xaïc âënh väún âáöu tæ vaì chi phê váûn haình nàm cuía maûng âiãûn coìn phaíi tênh âãún nhæîng thiãût haûi kinh tãú cuía caïc häü tiãu thuû do viãûc cung cáúp âiãûn bë giaïn âoaûn. $1-4 YÃU CÁÖU CHUNG ÂÄÚI VÅÏI TÊNH TOAÏN MAÛNG ÂIÃÛN. Âãø xáy dæûng maûng âiãûn âaím baío caïc yãu cáöu âaî nãu å ítrãn khi tiãún haình thiãút kãú maûng âiãûn chuïng ta cáön phaíi thæûc hiãûn nhæîng tênh toaïn sau: 1/ Choün âiãûn aïp taíi âiãûn cuía maûng âiãûn. 2/ Choün tiãút diãûn dáy dáùn håüp lyï vãö màût kinh tãú. Trang 4 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  6. Giaïo trçnh maûng âiãûn. 3/ Kiãøm tra sæû phaït noïng cuía dáy dáùn trong chãú âäü laìm viãûc bçnh thæåìng. 4/ Kiãøm tra täøn tháút vaì âäü lãûch âiãûn aïp. 5/ Kiãøm tra phaït sinh váöng quang trãn âæåìng dáy taíi âiãûn. 6/ Kiãøm tra phaït noïng cuía dáy dáùn khi ngàõn maûch. Trãn cå såî tênh toaïn kinh tãú-kyî thuáût, choün âiãûn aïp taíi âiãûn cuía maûng sao cho váûn haình âaím baïo tênh kinh tãú, caïc chè tiãu cháút læåüng kyî thuáût cáön thiãút nhæ:mæïc âiãûn aïp yãu cáöu, täøn tháútï cäng suáút vaì âiãûn nàng nhoí Tiãút diãûn håüp lyï vãö màût kinh tãú cuía dáy dáùn, caïp cáön âæåüc choün sao cho âaím baío tênh kinh tãú váûn haình maûng âiãûn trong âoï coï xeït âãún väún âáöu tæ, chi phê váûn haình haìng nàm,phê täøn kim loaûi maìu nhoí nháút Theo âiãöu kiãûn phaït noïng, tiãút diãûn dáy dáùn âæåüc choün sao cho khi doìng âiãûn phuû taíi âi qua nhiãût âäü cuía dáy dáùn, ruäüt caïp khäng låïn hån trë säú cho pheïp âãø khäng laìm hæ hoíng kim loaûi laìm dáy dáùn hoàûc caïch âiãûn. Khi tênh toaïn theo âiãöu kiãûn täøn tháút vaì âäü lãûch âiãûn aïp, choün tiãút diãûn dáy dáùn sao cho täøn tháút trãn âæåìng dáy khäng væåüt quaï nhæîng trë säú cho pheïp.Trong nhæîng træåìng håüp âàûc biãût cáön phaíi xeïút âãún caïc phæång tiãûn âàûc biãût âãø âiãöu chènh âiãûn aïp . Ngoaìi ra trong mäüt säú træåìng håüp chuïng ta cáön coï nhæîng tênh toaïn khaïc nhæ:tênh toaïn quaï âiãûn aïp, tênh äøn âënh cuía hã thäúng âiãûn,tênh toaïn aính hæåíng cuía âæåìng dáy âiãûn læûc âäúi våïi âæåìng dáy thäng tin âäúi våïi caïc âæåìng dáy âiãûn aïp cao. Pháön tênh toaïn cå baín cho táút caí caïc maûng khi âaî biãút âiãûn aïp taíi âiãûn laì choün tiãút diãûn dáy dáùn håüp lyï vãö màût kinh tãú, caïc tênh toaïn coìn laûi laì tênh toaïn kiãøm tra. Âäúi våïi caïc loaûi maûng âiãûn khaïc nhau , caïc muûc tiãu tênh toaïn khaïc nhau:maûng khu væûc tênh choün tiãút diãûn dáy dáùn theo âiãöu kiãûn phaït sinh váöng quang, maûng phán phäúi tênh choün tiãút diãûn dáy dáùn theo âiãöu kiãûn täøn tháút vaì âäü lãûch âiãûn aïp cho pheïp, maûng caïp tênh choün tiãút diãûn dáy dáùn theo âiãöu kiãûn phaït noïng do doìng âiãûn phuû taíi vaì doìng âiãûn ngàõn maûch. $1-5 CAÏC CHÃÚ ÂÄÜ LAÌM VIÃÛC CUÍA THIÃÚT BË ÂIÃÛN. 1.5.1.Caïc häü tiãu thuû âiãûn . Chãú âäü laìm viãûc cuía caïc häü tiãu thuû âiãûn phuû thuäüc vaìo nhiãûm vuû vaì caïch sæí duûng chuïng,chuïng luän thay âäøi theo thåìi gian. Sæû thay âäøi phu ûtaíi âiãûn cuía caïc häü tiãu thuû hoàûc cuía nhoïm häü tiãu thuû âiãûn trong mäüt ngaìy âãm hoàûc mäüt nàm âæåüc biãùu diãùn bàòng âäö thë phuû taíi trong hãû toüa âäü Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 5
  7. Giaïo trçnh maûng âiãûn. vuäng goïc, truûc hoaình biãøu diãùn thåìi gian (t) laì mäüt ngaìy,mäüt nàm. Truûc tung biãøu diãùn cäng suáút phuû taíi tiãu thuû coï thãø laìì cäng suáút taïc duûng P (KW), cäng suáút phaín khaïng Q (KVAr), cäng suáút toaìn pháön S (KVA). Phuû taíi cæûc âaûi ngaìy (P max ) laì giaï trë phuû taíi låïn nháút trong ngaìy vaì täön taûi tæì næîa giåì tråí lãn.Våïi mäüt tyí lãû xêch nháút âënh âäö thë phuû taíi biãøu diãùn cäng suáút taïc duûng seî tråí thaình âäö thë phuû taíi biãøu diãùn læåüng âiãûn nàng tiãu thuû A (KWh) cuía caïc häü tiãu thuû âiãûn. Phuû taíi trung bçnh haìng ngaìy cuía caïc häü tiãu thuû âæåüc xaïc âënh theo biãúu thæïc sau: Ang P tbng = 24 (1-1) Trong thæûc tãú thæåìng sæí duûng âäö thë phuû taíi nàm. Phuû taíi cæûc âaûi (P max ) laì giaï trë phuû taíi låïn nháút trong nàm vaì täön taûi tæì næía giåì tråí lãn.Våïi mäüt tyí lãû xêch nháút âënh diãûn têch âäö thë phuû taíi biãøu diãùn cäng suáút taïc duûng seî tråí thaình âäö thë phuû taíi biãøu diãùn læåüng âiãûn nàng tiãu thuû A (KWh)cuía caïc häü tiãu thuû âiãûn trong mäüt nàm.Phuû taíi trung bçnh haìng nàm cuía caïc häü tiãu thuû âæåüc xaïc âënh theo biãúu thæïc sau: An Ptb = 8760 (1-2) Do âàûc âiãøm laìm viãûc cuía caïc thiãút bë trong mäüt nhoïm häü tiãu thuû khäng phaíi âäöng thåìi våïi nhau, do âoï giaï trë phuû taíi cæûc âaûi Pmax cuïa chuïng âæåüc xaïc theo biãøu thæïc: Pmax =k ât .k t. ∑Ptth (1-3) Trong âoï:- ∑Ptth :Täøng cäng suáút tiãu thuû tæì maûng. - K ât : Hãû säú âäöng thåìi laìm viãûc cuía caïc thiãút bë. Hãû säú naìy phaín aïnh læåüng cäng suáút tiãu thuû cuía caïc thiãút bë âiãûn trong thåìi gian laìm viãûc våïi phuû taíi cæûc âaûi chiãúm bao nhiãu pháön tràm cäng suáút âàût cuía caïc thiãút bë âiãûn näúi vaìo maûng. -Kt: Hãû säú taíi cuía caïc thiãút bë âiãûn, biãøu diãùn mæïc âäü taíi cuía chuïng trong thåìi gian laìm viãûc phuû taíi cæûc âaûi. Caïc hãû säú K ât ,K t ≤1 tuìy theo chãú âäü laìm viãûc cuía caïc thiãút bë tiãu thuû âiãûn. Âäúi våïi caïc thiãút bë tiãu thuû âiãûn âæåüc biãøu thë bàòng cäng suáút âàût (P â) âæåüc xem nhæ laì cäng suáút âënh mæïc (P âm ) theo lyï lëch maïy.Riãng cäng suáút âàût cuía âäüng cå âiãûn laì cäng suáút sinh ra trãn truûc cuía noï khi âáöy taíi. Do âoï phuû taíi cæûc âaûi P max cuía nhoïm caïc thiãút bë tiãu thuû âiãûn cuîng coï thãø Trang 6 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  8. Giaïo trçnh maûng âiãûn. âæåüc xaïc âënh theo täøng cäng suáút âàût (âënh mæïc) ∑Pd vaì trë säú hiãûu suáút trung bçnh ( ηtb ) theo cäng thæïc: kdt k t∑ P d Pmax = (1-4) η tb hoàûc laì: Pmax = K nc .∑Pd (1-5) Trong âoï: Knc laì hãû säú nhu cáöu cuía nhoïm caïc thiãút bë tiãu thuû âiãûn. kdt k t Knc = (1-6) η tb 1.5.2. Caïc hãû säú biãøu thë chãú âäü laìm viãûc cuía caïc thiãút bë âiãûn . Mæïc âäü khäng âäöng âãöu cuía chãú âäüü laìm viãûc cuía caïc trang bë âiãûn âæåüc biãøu thë bàòng caïc hãû säú phuû taíi cuía noï ( hãû säú âiãön kên biãøu âäö ): P P Pmax Pmax Ptb Ptb Pmin Pmin t t 0 0 Tmax 24 Tmax 8760 Hçnh 1-1: Biãøu âäö phuû taíi ngaìy Hçnh 1-2: Biãøu âäö phuû taíi nàm A Ptb K pt = = ( 1- 7) TP max Pmax Trong âoï: T - Säú giåì laìm viãûc cuía trang bë âiãûn trong khoaíng thåìi gian âang xeït coï thãø laì trong mäüt ngaìy âãm T = 24 giåì ; trong mäüt nàm T = 8760 giåì A - Læåüng âiãûn nàngü saín xuáút ra hoàûc tiãu thuû cuìng trong khoaíng thåìi gian mäüt ngaìy âãm hay mäüt nàm KWh; Ptb ; P max - Phuû taíi trung bçnh vaì cæûc âaûi cuía thiãút bë cuìng trong khoaíng thåìi gian mäüt ngaìy âãm hay mäüt nàm KW. Khi K pt =1( trë säú låïn nháút coï thãø coï ) biãøu âäö biãún thaình mäüt âæåìng thàóng song song våïi truûc hoaình ( âæåìng cháúm ngang trãn hçnh 1 vaì hçnh 2) Hãû säú phuû taíi K pt chè roî læåüng âiãûn nàng saín xuáút (tiãu thuû) trong khoaíng thåìi gian âang xeït nhoí hån bao nhiãu láön læåüng âiãûn saín xuáút ( tiãu thuû ) trong cuìng khoaíng thåìi gian âoï, våïi phuû taíi cuía trang bë luän âaût giaï trë cæûc âaûi, tæïc laì P max ( K pt bàòng tyí säú diãûn têch cuía biãøu âäö coï diãûn têch bàòng A so Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 7
  9. Giaïo trçnh maûng âiãûn. våïi diãûn têch cuía hçnh chæî nháût P max x T - xem hçnh 1-1 vaì hçnh 1- 2 ) So saïnh K pt cuía caïc trang bë khaïc nhau (tênh trong mäüt khoaíng thåìi gian nhæ nhau ) coï thãø biãút trang bë naìo laìm viãûc våïi biãøu âäö bàòng phàóng hån, nãúu biãøu âäö caìng bàòng phàóng thç K pt caìng gáön tåïi 1.Âiãöu nãu åí trãn coìn âæåüc biãøu thë bàòng thåìi gian sæí duûng phuû taíi cæûc âaûi: A Tmax = ( 1- 8 ) Pmax Tmax chè roî trang bë cáön phaíi laìm viãûc bao nhiãu giåì trong khoaíng thåìi gian âang xeït ( mäüt ngaìy âãm, mäüt nàm ) våïi phuû taíi cæûc âaûi khäng âäøi âãø saín xuáút ( tiãu thuû ) mäüt læåüng âiãûn nàng thæûc tãú âaî saín xuáút ( tiãu thuû ) trong khoaíng thåìi gian naìy ( T max bàòng caûnh âaïy cuía hçnh chæî nháût coï chiãöu cao bàòng P max vaì diãûn têch bàòng A, tæïc laì bàòng diãûn têch âäö thë phuû taíi - xem hçnh 1-1 vaì hçnh 1-2 )Hiãøn nhiãn laì T max ≤ T. Mæïc sæí duûng cäng suáút âàût cuía trang bë âæåüc biãøu thë bàòng hãû säú sæí duûng cäng suáút âàût. A Ptb Ksd = = ( 1- 9 ) TP d Pd Hoàûc bàòng thåìi gian sæí duûng cäng suáút âàût A T â = ( 1- 10 ) P d Trong âoï:-Pâ : Täøng cäng suáút âàût cuía táút caí caïc täø maïy kãø caí caïc täø maïy dæû phoìng, KW. Thåìi gian sæí duûng cäng suáút âàût chè ràòng táút caí caïc täø maïy âaî âàût ( åí nhaì maïy âiãûn - maïy phaït; åí traûm - maïy biãún aïp ) cáön phaíi laìm viãûc âáöy taíi bao nhiãu giåì trong khoaíng thåìi gian âang xeït âãø saín xuáút (tiãu thuû) mäüt læåüng âiãûn A thæûc tãú âaî saín xuáút trong thåìi gian naìy, thäng thæåìng T â < T. Thåìi gian sæí duûng phuû taíi cæûc âaûi haìng nàm T max cuía caïc nhaì maïy âiãûn vaì caïc traûm biãún aïp phuû thuäüc tênh cháút phuû taíi cuía chuïng vaì bàòng 2000 ÷ 4000 giåì ( K pt = 0,23 ÷ 0,45) cuîng nhæ âäúi våïi caïc phuû taíi thàõp saïng vaì caïc nhaì maïy âiãûn laìm viãûc riãng leí. Âäúi våïi caïc trang bë coï cäng suáút låïn, cung cáúp chuí yãúu cho caïc phuû taíi âäüng læûc coï trë säú T max khaï låïn vaì bàòng 4000 ÷ 7000 giåì (K pt = 0,45 ÷ 0,8), trong âoï säú giåì låïn hån thuäüc vãö trang bë cung cáúp cho caïc xê nghiãûp cäng nghiãûp laìm viãûc 3 ca. Trang 8 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  10. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. CHÆÅNG 2 THAM SÄÚ CAÏC PHÁÖN TÆÍ TRONG MAÛNG ÂIÃÛN Âæåìng dáy taíi âiãûn vaì maïy biãún aïp laì hai pháön tæí chênh, caïc pháön tæí naìy coï tham säú âàûc træng cho tênh cháút cuía chuïng laì täøng tråí vaì täøng dáùn. $ 2.1 ÂÆÅÌNG DÁY. Thæûc tãú tênh toaïn maûng âiãûn våïi âiãûn aïp ≤ 220KV caïc thäng säú cuía maûng phán bäú âãöu âæåüc thay bàòng thäng säú táûp trung gäöm âiãûn tråí r,âiãûn khaïng x,âiãûn dáùn g,dung dáùn b.Theo quy æåïc naìy âæåìng dáy âæåüc thay bàòng så âäö thay thãú hçnh Π.(Hçnh 2-1) Z 2.1.1 Âiãûn tråí taïc duûng r 0 . Trë säú âiãûn tråí taïc duûng trãn 1km chiãöu daìi âæåìng dáy åí nhiãût âäü tiãu chuáøn Y/2 Y/2 t 0=20 0C âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc sau: ρ 1000 r0 = = ( Ω/Km) (2-1). FFγ . Hçnh: 2 - 1 Trong âoï : ρ - Âiãûn tråí suáút Ω.mm 2/Km 2 2 ρCu = 18,84 Ω.mm /Km γCu = 53 m/ Ω.mm 2 2 ρAl = 31,5 Ω.mm /Km γAl = 31,7 m/ Ω.mm F: Tiãút diãûn (mm 2 ). Khi t 0 ≠ 20 0C thç: r t = r 0 [ 1 + α (t - 20 )] ( Ω/Km) (2 - 2) 0 -1 α : hãû säú nhiãût âiãûn tråí. α Al = α Cu = 0,004 C . r 0 : Âiãûn tråí åí nhiãût âäü tiãu chuáøn. Do hiãûu æïng màût ngoaìi dáùn âãún r ∼ ≠ r = . Nhæng åí táön säú f = 50Hz sæû sai khaïc khäng âaïng kãø ( ≈ 1%) nãn khi tênh coï thãø láúy r ∼ = r = theo cäng thæïc (2 - 1). 2.1.2 Âiãûn khaïng x 0 . Âiãûn khaïng trãn 1Km âæåìng dáy xoay chiãöu khi dáy dáùn bäú trê trãn caïc xaì laì âäúi xæïng, âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc: D x=2π Lf = 0, 144 lgtb + 12500 µ (Ω /Km ) ( 2 - 3). 0 R Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông. Trang 9
  11. Giaïo trçnh maûng âiãûn. Trong âoï : L - Âiãûn caím (H). f - Táön säú (Hz). Dtb - Khoaíng caïch trung bçnh hçnh hoüc giæîa caïc pha (mm ). R - Baïn kênh dáy dáùn (mm ). µ - Hãû säú tæì tháøm (H/m). µ cuía caïc kim loaûi maìu khäng thay âäøi vaì coï thãø láúy bàòng µkk -6 -6 µ = µkk = 0,4 π10 = 1,25.10 H/m (2 - 4). Thay (2 - 4) vaìo (2 - 3) ta coï: D x =0, 144 lgtb + 0 , 016 (Ω /Km ) (2 - 5). 0 R Dtb phuû thuäüc vaìo khoaíng caïch giæîa caïc pha xaïc âënh theo biãøu thæïc: 3 DDDDtb = 1 2 3 (2 - 6). * Dáy bäú trê ngang: D tb = 1,26 D.Hinh 2-2. * Dáy bäú trê tam giaïc âãöu : D tb = D.Hçnh 2 -3 D 1 D 2 D 1 D2 D 3 D3 Hçnh: 2 - 2 Hçnh: 2 - 3 ÅÍ biãøu thæïc (2 - 3) ta coï thãø viãút: x 0 = x' 0 + x'' 0 (2 - 7). , D tb ,, Trong âoï : x 0 = ,0 144lg ; x =12500µ = ,0 016 . R 0 Do x' 0 phuû thuäüc vaìo khoaíng caïch pha cho nãn x' 0 låïn hån so våïi x'' 0 Thæåìng x' 0 = 0,36 - 0,42 Ω/km. Khi dáy dáùn bäú trê khäng âäúi xæïng,âiãûn khaïng giæîa caïc pha khäng bàòng nhau. Âãø khàõc phuûc ngæåìi ta duìng biãûn phaïp hoaïn vë dáy dáùn âãø âaím baío giaï trë âiãûn khaïng cuía caïc pha bàòng nhau (Hçnh 2-4).Âiãûn khaïng caïc pha sau khi hoaïn vë âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc âaî nãu. 2 Âãø giaím x 0 (giaím ∆Q vç ∆Q = 3I x ) coï thãø giaím D hoàûc tàng R. Do D phuû thuäüc vaìo âiãûn aïp taíi âiãûn cho nãn nãúu giaím D thç khäng âaím baío khoaíng caïch caïch âiãûn vç váûy cáön phaíi tàng R cuía dáy dáùn bàòng caïch phán pha. Trang 10 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  12. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. 1 2 3 2 3 1 3 1 2 l l l Hçnh: 2 - 4. Khi âoï baïn kênh âàóng trë cuía dáy dáùn phán pha âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc sau: n n−1 Rât = n.rt .Rpp . (2 - 8). Trong âoï: n - Säú dáy cuía mäüt pha. r t - Baïn kênh thæûc cuía mäùi dáy. R pp - Baïn kênh cuía voìng troìn âi qua caïc âènh laì tám cuía caïc dáy phán nhoí (caïc âènh cuía khung âënh vë). Vê duû khi mäüt pha phán laìm n=4 såüi âàût trãn khung vuäng caûnh a a [cm] thç Rpp = , do âoï: 2 3  a  3 4 4 Rât = .4 rt .  = .2 rt .a (2 - 9).  2  Âiãûn khaïng cuía dáy phán nhoí âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc: D tb 0,016 x 0 = ,0 144lg + (Ω / km) (2 - 10). R ât n 2.1.3. Âiãûn dáùn taïc duûng g 0 . Täøn tháút cäng suáút do caïch âiãûn khäng täút gáy nãn khäng låïn làõm coï thãø boí qua maì chuí yãúu laì do váöng quang âiãûn.Váöng quang phuû thuäüc: âiãûn aïp, tiãút diãûn dáy dáùn, âiãöu kiãûn khê quyãøn. Váöng quang chè xuáút hiãûn åí âæåìng dáy coï U ≥ 110KV, khi cæåìng âäü âiãûn træåìng trãn bãö màût dáy dáùn ≥ 20KV/cm. Âãø giaím täøn tháút váöng quang coï thãø sæí duûng caïc biãûn phaïp sau: tàng tiãút diãûn dáy dáùn, phán nhoí dáy, duìng dáy dáùn räùng. Quy âënh tiãút diãûn dáy dáùn nhoí nháút âãø traïnh phaït sinh váöng quang æïng våïi mäùi cáúp âiãûn aïp nhæ sau: Våïi U=110KV thç F ≥ 70mm 2 (d=10-11mm),U = 220KV thç F ≥ 240mm 2(d=22mm). Khi tiãút diãûn dáy låïn hån caïc trë säú noïi trãn thç khi tênh toaïn coï thãø boí qua âiãûn dáùn g. Âiãûn dáùn taïc duûng trãn 1 km âæåìng dáy: ∆Pk g 0 = 2 /1( Ω.km) (2 - 11). U âm Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông. Trang 11
  13. Giaïo trçnh maûng âiãûn. ∆Pk - Täøn tháút cäng suáút taïc duûng do váöng quang (W/km). Uâm - Âiãûn aïp âënh mæïc cuía âæåìng dáy (V). 2.1.4. Âiãûn dáùn phaín khaïng b 0 . Âiãûn dáùn phaín khaïng do âiãûn dung giæîa caïc dáy dáùn våïi nhau vaì dáy dáùn âäúi voïi âáút. Tuy nhiãn do giaï trë âiãûn dung giæîa dáy dáùn âäúi våïi âáút nhoí nãn trong tênh toaïn boí qua. Âiãûn dung cuía dáy dáùn tênh theo biãøu thæïc: 0,024 C = 10 −6 (F/Km) (2 - 12). 0 D lg tb Rtb Âiãûn dáùn phaín khaïng cuía âæåìng dáy: 7,58 b = ωC = 10−6 /1( Ω.km) (2 - 13). 0 0 D lg tb R tb Trong âoï : ω = 2 πf f = 50 Hz. Dtb : Khoaíng caïch trung bçnh hçnh hoüc caïc pha tênh theo (2 - 6). Rât : Baïn kênh âàóng trë dáy dáùn tênh theo cäng thæïc (2 - 8). Sæû täön taûi cuía âiãûn dung âæåìng dáy laì nguyãn nhán sinh ra doìng âiãûn âiãûn dung.Cäng suáút phaín khaïng do âiãûn dung âæåìng dáy sinh ra laì: 2 2 Qc = 3I cUp= 3U p b0l = U b0l (MVAr) (2 - 14) Dung dáùn cuía âæåìng dáy êt phuû thuäüc vaìo khoaíng caïch giæîa caïc dáy dáùn vaì âæåìng kênh cuía dáy dáùn. Cäng suáút phaín khaïng do âæåìng dáy sinh ra phuû thuäüc nhiãöu vaìo âiãûn aïp cuía âæåìng dáy. Dáy dáùn phán nhoí cuîng laìm tàng âiãûn dung cuía âæåìng dáy. Âäúi våïi âæåìng dáy trãn khäng U âm ≥ 110KV, âæåìng dáy caïp U ≥ 20KV cáön xeït âãún giaï trë b 0 trong så âäö thay thãú tênh toaïn cuía âæåìng dáy. Âäúi våïi caïc âæåìng dáy coï chiãöu daìi l 300 km trong quaï trçnh tênh toaïn sæí duûng phæång phaïp thäng säú raîi phán bäú doüc theo chiãöu daìi cuía âæåìng dáy. Trang 12 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  14. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. VÊ DUÛ 2-1: Xaïc âënh tham säú âæåìng dáy trãn khäng âiãûn aïp 110KV, daìi 100km, dáy AC-150 bäú trê trãn âènh cuía tam giaïc âãöu caûnh 5m. GIAÍI:-Do täøn tháút váöng quang trãn âæåìng dáy 110KV nhoí nãn boí qua âiãûn dáùn g 0, Theo caïc baíng B -2,B - 3,B - 4 ta tçm âæåüc : r0 =0,21 Ω/Km; Z = R + jX x0 =0,41 Ω/Km; -6 b0 = 2,74.10 1/ Ω.Km; Tæì âoï ta tênh âæåüc caïc tham j B/2 j B/2 säú cuía âæåìng dáy: R = r 0.l = 0,21.100 = 21 Ω. X = x 0.l = 0,41.100 = 41 Ω. Hçnh: 2 - 5 -6 -6 B = b 0.l = 2,74.10 .100 = 274.10 1/ Ω. Så âäö thay thãú âæåìng dáy cho trãn hçnh 2 - 5 VÊ DUÛ 2-2: Xaïc âënh tham säú r 0 , x 0 ,b 0 cuía âæåìng dáy trãn khäng âiãûn aïp 500KV ,duìng dáy dáùn phán nhoí loaûi ACO-3x500. Biãút dáy dáùn âàût trãn màût phàóng nàòm ngang, khoaíng caïch giæîa caïc pha laì 12m, khoaíng caïch giæîa caïc dáy dáùn trong mäüt pha laì a = 40cm. GIAÍI:Theo baíng phuû luûc B-2 âäúi våïi dáy dáùn ACO - 500 coï r 01 = 0,065 Ω/Km, âæåìng kênh dáy dáùn d = 30,2 mm.Vç dáy dáùn mäùi pha âæåüc phán thaình 3, cho nãn âiãûn tråí âån vë cuía mäùi pha bàòng: r 0, 065 r = 01 =., =0 0216 Ω/Km. 0 3 3 Baïn kênh thæûc tãú cuía mäùi dáy dáùn bàòng: d 30 ,2 R = = =15 ,1 mm t 2 2 Baïn kênh âàóng trë cuía dáy dáùn trong mäùi pha bàòng: 3( − )1  a  3( )1 2 3   3 − 3 Rât = .3 Rt .  = Rt .a = 15 .1, 400 = 134 mm.  3  Khoaíng caïch trung bçnh hçnh hoüc giæîa caïc pha: Dtb = 1,26.D = 1,26.12 = 15,1m = 15100mm. Âiãûn khaïng trãn 1 km âæåìng dáy bàòng: Dât 0,016 15100 0,016 x0 = ,0 144lg + = ,0 144lg + = ,0 30 Ω/Km. R ât n 134 3 Âiãûn dáùn phaín khaïng âån vë laì: −6− 6 78510,. 78510,. −6 1 b0 = = =3,. 6810 Dtb 15100 Ω.Km lg lg Rtb 134 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông. Trang 13
  15. Giaïo trçnh maûng âiãûn. VÊ DUÛ 2-3: Xaïc âënh caïc tham säú cuía âæåìng dáy caïp loîi âäöng tiãút diãûn F = 10 mm 2 daìi 4 km. Âiãûn aïp âënh mæïc 6 kV, nhiãût âäü mäi træåìng laì 20 0C. GIAÍI: Do maûng caïp âiãûn aïp 6 kV cho nãn khäng cáön xeït âãún täøng dáùn Y. Theo phuû luûc B-5 ta coï : Z = R + jX r0 = 1,84 Ω/Km; x0 =0,10 Ω/Km; Do âoï täøng tråí dáy caïp bàòng: Hçnh: 2 - 6 Z = (r 0 + j x 0 )= (1,84 + j 0,10).4 =7,36 + j 0,40 Ω Så âäö thay thãú hçnh 2 - 6. $ 2.2 MAÏY BIÃÚN AÏP. Viãûc phán têch, tênh toaïn caïc chãú âäü laìm viãûc cuía caïc maïy biãún aïp trong maûng âiãûn thæåìng âæåüc quy âäøi vãö mäüt cáúp âiãûn aïp ( âiãûn aïp quy âäøi thæåìng laìì âiãûn aïp phêa cao aïp, kyï hiãûu laì U). Caïc thäng säú cuía maïy biãún aïp bao gäöm R b ,X b laì âiãûn tråí taïc duûng vaì âiãûn khaïng cuía caïc cuäün dáy maïy biãún aïp ;G b âiãûn dáùn taïc duûng gáy nãn båíi täøn tháút cäng suáút taïc duûng trong loîi theïp maïy biãún aïp ; B b âiãûn dáùn phaín khaïng gáy nãn båíi doìng âiãûn tæì hoïa.Doìng âiãûn âi qua G b vaì B b ráút nhoí (khoaíng máúy pháön tràm doìng âiãûn âënh mæïc). Vç váûy trong tênh toaïn caïc maûng âiãûn khu væûc thæåìng duìng så âäö thay thãú hçnh Γ (hçnh 2-7) âãø laìm âån giaín caïc tênh toaïn maûng âiãûn,trong âoï âàût maûch täøng dáùn vaìo âáöu cuäün dáy så cáúp cuía maïy biãún aïp, tæïc laì cuäün cao aïp cuía maïy biãún aïp giaím aïp vaì cuäün haû aïp cuía maïy biãún aïp tàng aïp.Tênh toaïn caìng âån giaín hån nãúu âiãûn dáùn cuía maïy biãún aïp âæåüc thay thãú bàòng mäüt phuû taíi cäú âënh (hçnh 2-8), phuû taíi naìy bàòng cäng suáút khäng taíi cuía maïy biãún aïp (âiãöu naìy æïng våïi khi xem âiãûn aïp âàût vaìo cuäün så cáúp maïy biãún aïp khäng âäøi) R B X B 2.2.1. Maïy biãún aïp 2 cuäün dáy. Âäúi våïi maïy biãún aïp âiãûn læûc trong Catalog ngæåìi ta cho sàôn caïc G B BB thäng säú :S âm ; U 1âm ; U 2âm ; Täøn tháút cäng suáút taïc duûng khi ngàõn maûch Hçnh: 2 - 7:Så âäö thay thãú MBA 2 cuäün dáy ∆PN;doìng âiãûn khäng taíi I 0% ; Âiãûn aïp ngàõn maûch u N% Trong quaï trçnh tênh toaïn maïy biãún aïp âæåüc thay thãú bàòng så âäö hçnh Γ (Hçnh 2 - 7) våïi caïc tham säú R b , X b , G b , B b.Trong âoï: Zb= R b + jX b (2 - 17) Trang 14 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  16. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. Yb= G b + jB b (2 - 18) 2.2.1.1. Âiãûn tråí taïc duûng R b : Täøn tháút cäng suáút taïc duûng trong maïy biãún aïp âæåüc xaïc âënh tæì thê nghiãûm ngàõn maûch laì: 2 ∆Pn = 3I âm Rb (2 - 19). Trong âoï:R b âiãûn tråí taïc duûng cuía cuäün dáy thæï cáúp âaî âæåüc quy âäøi vãö phêa så cáúp cuía MBA (R b = r 1 +r' 2). Cäng suáút âënh mæïc maïy biãún aïp: Sâm = 3U âm Iâm (2 - 20). Kãút håüp (2 - 19) vaì (2 - 20) ta coï: 2 ∆Pn .U âm R b = 2 (2 - 21). Sâm 2.2.1.2. Âiãûn khaïng X b : Âiãûn aïp giaïng trãn âiãûn khaïng maïy biãún aïp tênh theo %U âm : Iâm X b U x = .100 (2 - 22). U f Trong âoï X b = x 1 + x' 2 Uf: Âiãûn aïp pha âënh mæïc phêa så cáúp. 2 U x .U X b = Sâm .100 2 2 Biãút UUUn= r + x Âäúi våïi maïy biãún aïp coï cäng suáút låïn U r << Ux nãn U n ≈Ux suy ra: 2 U n .U X b = (2 - 23). Sâm .100 2.2.1.3. Âiãûn dáùn taïc duûng G b : Täøn tháút cäng suáút taïc duûng khi khäng taíi. 2 ∆P0 = U .G b (2 - 24). ∆P G = 0 (2 - 25). b U 2 2.2.1.4. Âiãûn dáùn phaín khaïng B b . Do G b << B b cho nãn I 0 chè chaûy qua B b. I %.S ∆Q = 0 âm (2 - 26) 0 100 I0%: doìng khäng taíi % so våïi I âm . 2 Màût khaïc: ∆Q0 = U .B b (2 - 27) I S Do âoï B = 0 âm (2 - 28). b U 2 .100 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông. Trang 15
  17. Giaïo trçnh maûng âiãûn. Khi âiãûn aïp maûng âæåüc giæî khäng âäøi coï thãø duìng så âäö thay thãú hçnh 2 - 8, trong âoï ∆S laì phuû taíi Z = R + jX 0 1 2 âàûc træng cho täøn tháút khäng taíi hay täøn tháút trong loîi theïp maïy biãún aïp: ∆S = ∆P + j ∆Q 0 0 0 ∆S = ∆P + j ∆Q 0 0 0 2.2.2. Maïy biãún aïp 3 cuäün dáy. Hçnh: 2 - 8 Caïc säú liãûu chãú taûo cho biãút: Sâm , U 1âm , U 2âm , U 3âm , ∆P0, I 0%, ∆Pn, U n12 %, U n23 %, U n13 %. Så âäö thay thãú maïy biãún aïp ba cuäün dáy biãøu diãùn trãn hçnh 2 - 9. 2.2.2.1. Âiãûn tråí taïc duûng R b1 , R b2 , R b 3 : Theo lyï thuyãút maïy âiãûn, trong maïy biãún aïp 3 cuäün dáy coï: ∆Pn1 = 0,5( ∆P n12 + ∆P n13 - ∆P n23 ) ∆Pn2 = 0,5( ∆P n12 + ∆P n23 - ∆P n13 ) ∆Pn3 = 0,5( ∆P n23 + ∆P n13 - ∆P n12 ) Nãúu cäng suáút caïc cuäün dáy bàòng nhau thç: ∆Pn1 = ∆Pn2 = ∆Pn3 = ∆Pn12 /2= ∆Pn/2 (2 - 29). 2 ∆Pn U âm Do âoï: R b1 = R b2 = R b3 = 2 (2 - 30). 2Sdm R B2 XB2 2 R X 1 B1 B1 R X B3 B3 3 GB BB Hçnh 2 - 9: Så âäö thay thãú maïy biãún aïp 3 cuäün dáy 2.2.2.2. Âiãûn khaïng X b , 1 X b2 , X b3 : Âiãûn aïp ngàõn maûch trãn mäùi cuäün dáy (tênh theo pháön tràm) laì: Un1 = 0,5(U n12 + U n13 - U n23 ) (%) Un2 = 0,5(U n12 + U n23 - U n13 ) (%) (2 - 31). Un3 = 0,5(U n23 + U n13 - U n12 ) (%) Nhæ trãn ta coï: Ux1 ≈ U n1 ; U x2 ≈ U n2 ; U x3 ≈ U n3 Trang 16 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  18. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. Váûy âiãûn khaïng mäùi cuäün dáy laì: 2 U n1U âm X b1 = Sdm 2 U n2 U âm X b2 = (2 - 32) Sdm 2 U n3U âm X b3 = Sdm 2.2.2.3. Âiãûn dáùn taïc duûng G b vaì âiãûn dáùn phaín khaïng B b : Xaïc âënh theo (2 - 25) vaì (2 - 28) 2.2.3. Maïy biãún aïp tæû ngáùu. MBA tæû ngáùu coï 2 âaûi læåüng cäng suáút âàûc træng laì cäng suáút âënh mæïc S âm vaì cäng suáút máùu S máùu .Hai âaûi læåüng naìy coï quan hãû theo biãøu thæïc: Smáùu = α.S âm α:Hãû säú coï låüi; α = (1 - U T / U C). Âäúi våïi maïy biãún aïp tæû ngáùu cho biãút caïc thäng säú: S âm , S 1, S 2, S 3 laì cäng suáút caïc cuäün dáy tênh theo %S âm . U1âm , U 2âm , U 3âm , ∆P0 , I 0% , U n12 , U n23 , U n13 (%). ∆Pn: Täøn tháút cäng suáút giæîa cuäün cao vaì trung khi ngàõn maûch. Âäi khi coìn cho biãút: ∆Pn12 ; ∆Pn23 ; ∆Pn13 Så âäö thay thãú MBA aïp tæû ngáùu giäúng nhæ MBA ba cuäün dáy. 2.2.3.1. Âiãûn tråí taïc duûng R b ; 1 R b ; 2 R b3 . Khi biãút ∆Pn: 2 ∆Pn U âm Rb1 = R b2 = 2 (2 - 33) 2Sdm Rb3 âæåüc xaïc âënh theo quan hãû: R S S b3 =1dm = dm Rb1 S3dm S3dm Rb1S dm Rb3 = (2 - 34) S 3dm Trong âoï S 1âm vaì S 3âm laì cäng suáút âënh mæïc cuía cuäün cao vaì cuäün haû, coìn S 1âm = S 2âm = S âm . Khi biãút ∆Pn12 ; ∆Pn23 ; ∆Pn13 thç täøn tháút cäng suáút trãn mäùi cuäün dáy laì âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc: ∆Pn1 = 0,5( ∆Pn12 + ∆Pn13 - ∆Pn23 ) ∆Pn2 = 0,5( ∆Pn12 + ∆Pn23 - ∆Pn13 ) ∆Pn3 = 0,5( ∆Pn23 + ∆Pn13 - ∆Pn12 ) Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông. Trang 17
  19. Giaïo trçnh maûng âiãûn. 2  ∆Pn1U âm R b1 = 2  Sdm  2  ∆Pn2 U âm  Tæì âoï ta coï: R b2 = 2  (2 - 36). Sdm  2  ∆P U R = n3 âm  b3 2  Sdm  2.2.3.2. Âiãûn khaïng, âiãûn dáùn taïc duûng vaì âiãûn dáùn phaín khaïng Xaïc âënh giäúng nhæ maïy biãún aïp 3 dáy quáún. VÊ DUÛ 2 - 4: Maïy biãún aïp hai cuäün dáy cäng suáút 16MVA, âiãûn aïp 38,5/10,5KV. Xaïc âënh täøng tråí vaì täøng dáùn MBA quy vãö âiãûn aïp cao. GIAÍI: Tra baíng B. 14, âäúi våïi maïy biãún aïp âaî cho, tçm âæåüc âiãûn aïp ngàõn maûch U N% = 8; täøn tháút ngàõn maûch ∆Pn = 90KW; täøn tháút khäng taíi ∆P0 = 21KW; doìng âiãûn khäng taíi I 0 = 0,75%. Theo caïc cäng thæïc (2 - 21) vaì (2 - 23) tênh âæåüc âiãûn tråí taïc duûng vaì âiãûn khaïng maïy biãún aïp nhæ sau: 2 90., 38 5 3 Rb =2 .,10 = 052 Ω. ()1610. 3 8., 38 52 X =.,103 = 7 4 Ω. b ()1610 3 100 Váûy täøng tråí maïy biãún aïp bàòng: Zb = 0,52 + j7,4 Ω. Theo biãøu thæïc (2 - 25) vaì (2 - 28) tênh âæåüc: 21 G = = 14,. 210 −6 1/ Ω. b 38,. 52 10 3 0, 751610 3 B = = 8110. −6 1/ Ω. b 100.,. 38 52 10 3 Do âoï täøng dáùn maïy biãún aïp laì: -6 Yb = (14,2 + j 81)10 1/ Ω. VÊ DUÛ 2 - 5: Mäüt maïy biãún aïp ba cuäün dáy cäng suáút 16MVA, âiãûn aïp 115/22/11KV. Xaïc âënh täøng tråí vaì täøng dáùn MBA quy vãö âiãûn aïp cao. GIAÍI: Tra baíng B.16, âäúi våïi maïy biãún aïp âaî cho, tçm âæåüc âiãûn aïp ngàõn maûch giæîa caïc cuäün dáy U N12 % = 17; U N13 % = 10,5; U N23 % = 6, täøn tháút ngàõn maûch ∆Pn = 105KW; täøn tháút khäng taíi ∆P0 = 26KW; doìng âiãûn khäng taíi I 0 = 1,05%. Âãø xaïc âënh âiãûn tråí taïc duûng maïy biãún aïp ba cuäün dáy duìng cäng thæïc ( 2 - 30). Thay säú vaìo ta coï: Trang 18 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  20. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. 2 105x115 3 Rb1 = Rb2 = Rb3 = 2 x10 = 7,2 Ω. 2x()16x103 Theo (2 - 31) xaïc âënh âæåüc âiãûn aïp ngàõn maûch trãn mäùi cuäün dáy: 1 U =(,),%17 + 10 5 − 6 = 10 75 N1 2 1 U =(,),%17 + 6 − 10 5 = 6 25 N 2 2 1 U =(,),%10 5 + 6 − 17 = − 0 25 N 3 2 Theo (2 - 32) tiãún haình xaïc âënh âiãûn khaïng cuäün dáy maïy biãún aïp: 10, 75x 115 2 X =x103 = 88 Ω. b1 ()16x 103 x 100 6, 25x 115 2 X =x103 = 51, 5 Ω. b2 ()16x 103 x 100 −0, 25x 115 2 X = x103 = − 2,1 Ω. b3 ()16x 103 x 100 Theo (2 - 25) vaì (2 - 28) xaïc âënh âæåüc âiãûn dáùn cuía maïy biãún aïp: 26 G = =1, 79x 10 −6 1/ Ω. b 115 2x10 3 1, 05x 16 x 10 3 B = =12, 4x 10 −6 1/ Ω. b 100 x115 2x10 3 Do âoï täøng dáùn maïy biãún aïp laì: -6 Yb = (1,79 + j 12,4)10 1/ Ω. $ 2-3 PHUÛ TAÍI TÊNH TOAÏN Âãø tênh toaïn maûng âiãûn cáön biãút caïc giaï trë cuía phuû taíi. Nhæîng âaûi læåüng cho sàôn coï thãø laì cäng suáút taïc duûng,cäng suáút phaín khaïng cuía phuû taíi hoàûûc doìng âiãûn phuû taíi våïi hãû säú cäng suáút cuía chuïng. Trong quaï trçnh truyãön taíi âiãûn seî coï täøn tháút cäng suáút, âiãûn aïp trãn caïc pháön tæí cuía maûng âiãûn. Täøn tháút cäng suáút taïc duûng do hiãûn tæåüng âäút noïng dáy dáùn cuía âæåìng dáy, âäút noïng caïc cuäün dáy, loîi theïp cuía maïy biãún aïp. Täøn tháút cäng suáút phaín khaïng âãø taûo nãn tæì træåìng trãn âæåìng dáy, trong maïy biãún aïp. Læåüng täøn tháút cäng suáút thæåìng chè âæåüc tênh âãún khi tênh toaïn maûng khu væûc . Caïc maïy phaït âiãûn cuía caïc nhaì maïy âiãûn phaíi cung cáúp âuí cäng suáút taïc duûng cho caïc häü tiãu thuû cuîng nhæ buì vaìo læåüng cäng suáút âaî bë täøn tháút trong maûng. Læåüng cäng suáút phaín khaïng thiãúu huût trong maûng âiãûn coï thãø âæåüc buì bàòng caïc nguäön phaït cäng suáút phaín khaïng khaïc nhæ: maïy buì âäöng bäü, tuû âiãûn ténh, caïc thiãút bë buì ténh coï âiãöu khiãøn hay nhåì læåüng cäng suáút Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông. Trang 19
  21. Giaïo trçnh maûng âiãûn. phaín khaïng do caïc âæåìng dáy cao aïp, siãu cao aïp sinh ra. Cäng suáút taïc duûng vaì phaín khaïng cuía caïc häü tiãu thuû phuû thuäüc nhiãöu vaìo trë säú âiãûn aïp âàût lãn chuïng. Theo quy âënh trong chãú âäü váûn haình bçnh thæåìng, âiãûn aïp âáöu cæûc caïc häü tiãu thuû âiãûn khäng âæåüc biãún thiãn quaï ± 5% âiãûn aïp âënh mæïc. Do váûy cäng suáút cuía phuû taíi seî biãún thiãn tæång âäúi êt, âiãöu âoï cho pheïp coi caïc phuû taíi laì hàòng säú vaì khäng phuû thuäüc âiãûn aïp trong quaï trçnh tênh toaïn. Trong så âäö thay thãú tênh toaïn maûng âiãûn giaï trë cäng suáút cuía phuû taíi âæåüc biãøu diãùn dæåïi daûng säú phæïc (hçnh 2-10): S& = 3UI(cosϕ + sinϕ ) = P + jQ , trong âoï U laì giaï trë âiãûn aïp dáy, P: cäng suáút taïc duûng, Q: cäng suáút phaín khaïng. Phuû taíi cuîng coï thãø âæåüc biãøu diãùn qua trë säú doìng âiãûn I vaì hãû säú cäng suáút cos ϕ cuía phuû taíi, hoàûc trë säú doìng âiãûn I vaì goïc giæîa hai veïc tå doìng vaì âiãûn aïp pha ϕ (I ∠ϕ) (hçnh 2-11). N 1 2 N 1 2 P1 +jQ+jQ 1 P 2P +jQ 2 1 1 2 I1 ;cos ϕ1 I 2 ;cos ϕ2 Hçnh 2-10 Hçnh 2-11 Våïi phuû taíi coï tênh cháút dung khaïng thç säú phæïc cuía cäng suáút toaìn pháön laì: S& = P − jQ . Âàûc tênh ténh phuû taíi âiãûn häùn håüp cuía hãû thäúng âiãûn âæåüc biãùu diãùn trãn hçnh 2-12. Theo âàûc tênh naìy khi âiãûn aïp giaím xuäúng coìn 80-85% âiãûn aïp âënh mæïc thç cäng suáút taïc duûng vaì phaín khaïng cuía phuû taíi giaím nhiãöu. Âàûc tênh ténh cuía phuû taíi âiãûn âæåüc xeït âãún khi tênh toaïn maûng âiãûn trong caïc chãú âäü sæû cäú, cuîng nhæ khi tênh P Q 1,1 toaïn äøn âënh cuía hãû thäúng âiãûn 1,0 P 0,9 Q 0,8 U 0,7 0,8 0,85 0,9 0,95 1,0 1,05 0,75 Hçnh 2 - 12 :Âàûc tênh ténh cuía phuû taíi âiãûn Trang 20 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  22. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. CHÆÅNG 3 TÊNH TOAÏN CHÃÚ ÂÄÜ XAÏC LÁÛP CUÍA MAÛNG ÂIÃÛN Chãú âäü xaïc láûp laì chãú âäüü trong âoï caïc thäng säú chãú âäü naìy khäng âäøi hoàûc thay âäøi khäng âaïng kãø. Caïc thäng säú chãú âäü gäöm: giaï trë P, Q, S, I trãn caïc nhaïnh, âiãûn aïp åí caïc nuït vaì ∆P, ∆Q trong maûng. $ 3.1. TÄØN THÁÚT CÄNG SUÁÚT VAÌ ÂIÃÛN NÀNG TRÃN ÂÆÅÌNG DÁY 3.1.1. Täøn tháút cäng suáút trãn âæåìng dáy. 3.1.1.1. Âæåìng dáy coï mäüt phuû taíi. • • • • S S′ Z S′′ 1 l 2 1 1 2 • • S 2 = P 2 + jQ 2 • I • S = P + jQ • • • 2 2 2 Y Y1 ∆ S Y ∆ S Y 2 1 2 Hçnh 3 - 1 Hçnh: 3 - 2 Så âäö âæåìng dáy coï 1 phuû taíi Så âäö thay thãú âæåìng dáy coï 1 phuû taíi . . Biãút cäng suáút phuû taíi vaì âiãûn aïp åí cuäúi âæåìng dáy S2 , U 2 .Yãu cáöu . xaïc âënh cäng suáút âáöu âæåìng dáy S1 vaì täøn tháút cäng suáút ∆S trãn âæåìng dáy. -Tham säú cuía âæåìng dáy laì: . . 1 Z = R + jX ; Y = Y = ()G+ jB 1 2 2 -Täøn tháút cäng suáút trãn täøng dáùn Y 2. * 2 2  G B  ∆S = U Y 2 = U  −  = ∆P − j∆Q (3 - 1) y2 2 2  2 2  g2 c2 ÅÍ âáy U 2: âiãûn aïp dáy. -Cäng suáút sau täøng tråí Z laì: '' '' '' S = ∆Sy2 + S 2 = ∆Pg2 - j ∆Qc2 + P 2 + jQ 2 = P + jQ (3 - 2) - Täøn tháút cäng suáút trãn täøng tråí Z cuía âæåìng dáy: 2 2 2 ∆P = 3I R = 3(I a + I p)R (3 - 3) 2 2 2 ∆Q = 3I R = 3(I a + I p)X Våïi I a = Icos ϕ ; I p = Isin ϕ '' '' Biãút P = 3U 2 Icosϕ; Q = 3U 2 Isinϕ (3 - 4) '' '' P = 3UI2 a ; Q = 3U 2 I p Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 21
  23. Giaïo trçnh maûng âiãûn. P ,, Q,, Do âoï I a = I p = (3 - 5) 3U 2 3U 2 Thay (3 - 5) vaìo (3 - 3) ruït goün laûi ta coï: 2 2 2 2 PQ′′ + ′′ S′′ ∆PIR=3 = 2 R = 2 R U 2 U 2 2 2 2 2 PQ′′ + ′′ S′′ ∆QIX=3 = 2 X = 2 X (3 - 6) U 2 U 2 Trong âoï: SPQ′′ = ′′2+ ′′ 2 (3 - 7) Nhæ váûy ta coï : ∆S = ∆P + j ∆Q - Cäng suáút âáöu vaìo täøng tråí Z cuía âæåìng dáy bàòng: S' = ∆S + S '' = ∆P + j ∆Q + P '' + jQ '' (3 - 8) - Täøn tháút cäng suáút trãn täøng dáùn Y 1: * 2 2  G B  ∆S = U Y 2 = U  −  = ∆P − j∆Q (3 - 9) y1 âm âm  2 2  g1 1c -Cäng suáút âáöu âæåìng dáy: ' ' ' S1 = ∆Sy1 + S = ∆Pg1 - j ∆Qc1 + P + jQ = P 1 + jQ 1 (3 - 10) -Täøn tháút cäng suáút trãn âæåìng dáy: ∆S∑ = ∆Sy1 + ∆S + ∆Sy2 (3 - 11) 3.1.1.2. Âæåìng dáy coï nhiãöu phuû taíi. Nãúu säú liãûu ban âáöu laì âiãûn aïp vaì cäng suáút åí caïc nuït phuû taíi.Khi âoï tiãún haình xaïc âënh phán bäú cäng suáút theo chiãöu tæì nuït xa nháút âãún nuït nguäön cung cáúp. Quaï trçnh tênh toaïn giäúng nhæ trãn.Âãø âån giaín xeït âæåìng dáy coï hai phuû taíi vaì mäüt nguäön cung cáúp hçnh 3-3.Caïc säú liãûu ban âáöu laì cäng suáút,âiãûn aïp taûi caïc nuït b vaì c (S b, S c, U b, U c). Yãu cáöu xaïc âënh phán bäú cäng suáút trãn âæåìng dáy vaì täøn tháút cäng suáút trãn toaìn maûng âiãûn. Så âäö thay thãú tênh toaïn trãn hçnh 3-4. Quaï trçnh tênh toaïn theo trçnh tæû nhæ sau: N l 1 b l 2 c N S = P + jQ S = P + jQ b b b c c c Hçnh 3-3 -Täøn tháút cäng suáút trãn täøng dáùn Y 2c : • * 2 ∆Sy2c = U c .Y 2c = ∆Pg2c - j ∆Qc2c . -Cäng suáút sau täøng tråí Z 2 laì: Trang 22 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  24. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. •••,, '' '' SSS2=∆ y 2 c + c = ∆Pg2c - j ∆Qc2c + P c + jQ c = P 2+ j Q 2 • • • • • • • • S ′ Z 2 S ′′ Sa S1′ Z1 S1′′ 2 2 S a b c c • • • • • • •• Sb • Y Y ∆SSY2b ∆ Y2 c 1a ∆ S Y1a ∆ S Y 1b Y1b 2b Y2c Hçnh 3 -4 - Täøn tháút cäng suáút trãn täøng tråí Z 2 laì: 2 2 • P ′′ Q ′′ "2 2 2 + 2 P 2 + Q2′′ ∆ S 2 = ∆P2 + j∆Q2 = 2 R2 + j 2 X 2 U c U c -Cäng suáút træåïc täøng tråí Z 2 laì: • • • ' ' S′2 = S′′2 + ∆ S2 = P 2+ j Q 2 -Täøn tháút cäng suáút trãn täøng dáùn Y 2b laì: • 2 ∆ Sy2 b = U b Y2b = ∆Pg2b - j ∆Qc2b -Cäng suáút âáöu vaìo âoaûn âæåìng dáy 2 laì: • • • , S2 = ∆Sy2b + S2 = P2 + jQ2 -Täøn tháút cäng suáút trãn täøng dáùn Y 1b • . 2 ∆ Sy1 b = UYb1 b = ∆Pg1b - j ∆Qc1b -Cäng suáút sau täøng tråí Z 1 laì: • • • • ″ '' '' S1 = ∆ SSSy1 b+ b + 2 = P 1 + j Q 1 - Täøn tháút cäng suáút trãn täøng tråí Z 1 laì: 2 2 • 2 2 P ′′ Q ′′ P1′′ + Q1′′ 1 + 1 ∆ S1 = ∆P1 + j∆Q1 = 2 R1 + j 2 X 1 U b U b -Cäng suáút âáöu vaìo täøng tråí Z 1 laì: • • • ″ ' ' S′1= S1 + ∆ S1 = P 1+ j Q 1 -Täøn tháút cäng suáút trãn täøng dáùn Y 1a do chæa biãút âiãûn aïp taûi nuït a nãn trong tênh toaïn coï thãø láúy giaï trë âiãûn aïp âënh mæïc âãø tênh: • . 2 ∆ Sy1 a = U âm Y a1 = ∆Pg1a - j ∆Qc1a -Cäng suáút âáöu nguäön a cung cáúp laì: ••• ″ Sa=∆ S y1 a + S1 = P a + jQ a -Täøng täøn tháút cäng suáút trong maûng âiãûn laì: Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 23
  25. Giaïo trçnh maûng âiãûn. •••• ∆ SSSSΣ =a −()b + c CHUÏ YÏ: 1- Khi tênh chênh xaïc láúy cäng suáút vaì âiãûn aïp åí cuìng mäüt âiãøm. Nhæng trong nhiãöu træåìng håüp khäng biãút âiãûn aïp åí caïc häü tiãu thuû thç coï thãø tênh gáön âuïng theo âiãûn aïp âënh mæïc cuía maûng âiãûn. 2 - Khi tênh toaïn maûng âiãûn phán phäúi do âiãûn aïp khäng cao, âæåìng dáy ngàõn, phuû taíi nhoí cho nãn khäng xeït âãún Y vaì ∆S trãn caïc âoaûn âæåìng dáy khi tênh phán bäú cäng suáút. Ngoaìi ra täøn tháút cäng suáút trãn caïc âoaûn âæåìng dáy âæåüc tênh theo U âm cuía maûng âiãûn.Màûc duì âaî duìng nhæîng giaí thiãút trãn nhæng khäúi læåüng tênh toaïn åí maûng phán phäúi váùn låïn do coï nhiãöu phuû taíi,nhiãöu âoaûn âæåìng dáy näúi våïi nhau. Vê du û:Tênh toaïn maûng âiãûn phán phäúi coï 3 phuû taíi nhæ hçnh 3-5 vaì så âäö thay thãú hçnh 3-6.Xaïc âënh phán bäú cäng suáút vaì täøn tháút cäng suáút cuía maûng: l l 1 l 1 2 2 3 3 4 S 2= P 2 + jQ 2 S 3= P 3 + jQ 3 S 4= P 4 + jQ 4 Hçnh 3-5 S 12 S 23 S 34 1 2 3 4 Z Z23 Z 12 34 S S S 2 3 4 Hçnh 3-6 - Cäng suáút trãn âoaûn 3 - 4: SS34 = 4 - Täøn tháút cäng suáút trãn âoaûn 3 - 4: 2 . S4 ∆ S 34 = 2 Z 34 U dm - Cäng suáút trãn âoaûn 2 - 3: SSS23= 3 + 4 -Täøn tháút cäng suáút trãn âoaûn 2 - 3: 2 . S23 ∆ S 23 = 2 Z 23 U dm Trang 24 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  26. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. - Cäng suáút trãn âoaûn 1- 2: SSSS12 =2 +3 + 4 -Täøn tháút cäng suáút trãn âoaûn 1 - 2: . 2 S12 ∆ S12 = 2 Z12 U dm -Täøng täøn tháút cäng suáút trong toaìn maûng âiãûn laì: . . . . ∆SSSSΞ = ∆12 + ∆ 23 + ∆ 34 3.1.1.3. Âæåìng dáy phuû taíi phán bäú âãöu. Trong thæûc tãú chuïng ta thæåìng gàûp nhæîng âæåìng dáy coï ráút nhiãöu häü tiãu thuû våïi phuû taíi coï giaï trë bàòng nhau hoàûc gáön bàòng nhau vaì phán bäú våïi khoaíng caïch gáön bàòng nhau khi âoï ngæåìi ta thæåìng sæí duûng dáy dáùn coï cuìng mäüt tiãút diãûn ,vê duû nhæ âæåìng dáy cung cáúp âiãûn cho caïc nhaì åí cuía thaình phäú,âæåìng dáy chiãúu saïng âæåìng phäú Nhæîng âæåìng dáy loaûi âoï âæåüc goüi laì âæåìng dáy coï phuû taíi phán bäú âãöu. Xeït âæåìng dáy våïi phuû taíi phán bäú âãöu hçnh 3-7 våïi giaí thiãút doìng âiãûn I tyí lãû báûc nháút våïi chiãöu daìi L,nhæ váûy doìng âiãûn chaûy trãn mäüt nguyãn täú âæåìng dáy dx caïch âiãøm cuäúi âæåìng dáy mäüt âoaûn x laì: I I = x (3 - 12) d x x L A B Täøn tháút cäng suáút trãn dx laì: 2 d∆P = 3I x dr (3 - 13) x Trong âoï: dr = r 0dx (3 - 14) Thay (3 -12), (3 -14) vaìo (3 -13) ta coï : L L L I. x 2 2 2 Hçnh 3-7 ∆P= ∫ d∆ P =∫ 3( ) rdx0 = rLI 0 = RI (3 - 15) 0 0 L S 2 Hay ∆P= RI 2 = R (3 -16) 3U 2 Tæì (3-16) ta tháúy täøn tháút cäng suáút trãn âæåìng dáy coï phuû taíi phán bäú âãöu bàòng 1/3 täøn tháút cäng suáút trãn âæåìng dáy coï taíi phán bäú táûp trung åí cuäúi âæåìng dáy. Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 25
  27. Giaïo trçnh maûng âiãûn. 3-1-2:Täøn tháút âiãûn nàng trãn âæåìng dáy. Trong træåìng håüp chung âäúi våïi âæåìng dáy taíi âiãûn xoay chiãöu 3 pha chiãöu daìi âæåìng L, täøn tháút âiãûn nàng trong khoaíng thåìi gian T âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc sau: L T 2 ∆A= 3 R0 ∫∫ () Ilt dldt. (3-17) 0 0 ÅÍ âáy I lt laì doìng âiãûn åí thåìi âiãøm t taûi mäüt âiãøm trãn âæåìng dáy caïch âiãøm cuäúi cuía âæåìng dáy mäüt âoüan laì l. Täøng täøn tháút âiãn nàng gäöm coï täøn tháút taíi vaì täøn tháút khäng taíi (täøn tháút váöng quang vaì täøn tháút trong caïch âiãûn). Trong tênh toaïn thæåìng boí qua täøn tháút trong caïch âiãûn. Do âoï biãøu thæïc (3-17) coï thãø viãút nhæ sau: L T ' 2 ∆A=3 R0 ∫∫ () Ilt dl. dt + ∆ Avq (3-18) 0 0 ∆Avq : täøn tháút âiãûn nàng do váöng quang. I’ lt : laì doìng âiãûn khäng tênh âãún âiãûn dáùn taïc duûng cuía âæåìng dáy Âäúi våïi âæåìng dáy ngàõn, khi boí qua âàûc tênh soïng vaì sæû phán bäú raîi caïc tham säú âæåìng dáy, täøn tháút âiãûn nàng âäúi våïi âæåìng dáy âæåüc viãút: T 2 ∆A=3 R ∫ It dt + ∆ Avq (3-19) 0 Trong âoï: I t laì doìng âiãûn chaûy theo dáy dáùn åí thåìi âiãøm t, doìng âiãûn naìy khäng thay âäøi trãn suäút âæåìng dáy taíi âiãûn vaì noï xaïc âënh giaï trë täøn tháút taíi. Khi boí qua täøn hao váöng quang trãn âæåìng dáy taíi âiãûn täøn tháút âiãûn nàng âäúi våïi âæåìng dáy âæåüc viãút: T A3 R I2 dt ∆ = ∫ t (3-20) 0 Khi doìng âiãûn phuû taíi tiãu thuû khäng thay âäøi theo thåìi gian täøn tháút âiãûn nàng trong khoaíng thåìi gian laìm viãûc t âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc sau: ∆A = ∆P.t = 3RI 2t (3 - 21). Trong thæûc tãú, doìng âiãûn hay cäng suáút thay âäøi theo thåìi gian t nãn ∆P cuîng thay âäøi theo thåìi gian t, do âoï khäng thãø tênh ∆A theo (3 - 21). Trang 26 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  28. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. Âãø tênh toaïn âæåüc caïc cäng thæïc trãn ta cáön phaíi biãút qui luáût biãún thiãn cuía doìng âiãûn theo thåìi gian.Sau âoï tçm nhæîng phæång phaïp âaïnh giaï vãö giåïi haûn cuía noï cuîng nhæ phaûm vi aïp duûng caïc phæång phaïp âoï âãø xaïc L T T I' 2 dl. dt I2. dt âënh ∫∫ ()lt vaì ∫ t . 0 0 0 3-1-2-1. Khaïi niãûm thåìi gian sæí duûng cäng suáút cæûc âaûi (T max ) vaì thåìi gian täøn tháút cäng suáút cæûc âaûi ( τττ) a-Thåìi gian sæí duûng cäng suáút cæûc âaûi T max Âënh nghéa: Nãúu trong thåìi gian T max häü tiãu thuû laìm viãûc våïi phuû taíi Pmax thç âiãûn nàng tiãu thuû bàòng âiãûn nàng tiãu thuû thæûc tãú trong caí nàm (xem âäö thë minh hoüa hçnh 3-8). Theo âënh nghéa ta coï thãø viãút: 8760 A= P T = P dt max max∫ (t ) (3 - 22) 0 8 7 6 0 ∫ P()t d t 0 T m a x = (3 - 23) P m a x Mäùi nhoïm thiãút bë tiãu thuû âiãûn coï âäö thë phuû taíi vaì giaï trë T max âàûc træng cuía noï b- Thåìi gian täøn tháút cäng suáút låïn nháút τττ : Âënh nghéa : Nãúu trong thåìi gian τ maûng âiãûn liãn tuûc truyãön taíi cäng suáút cæûc âaûi P max (hay I max ) thç seî gáy nãn täøn tháút âiãûn nàng trong maûng âiãûn âuïng bàòng täøn tháút âiãûn nàng thæûc tãú trong mäüt nàm váûn haình (xem âäö thë minh hoüa hçnh 3-8). Tæì âoï täøn tháút âiãûn nàng âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc: 8760 ∆A= ∆ P. =3 RI2 = ∫ 3 RI 2 .dt max τmax τ (t ) (3 - 24) 0 8 7 6 0 2 ∫ I()t d t 0 Do âoï: τ = 2 (3 - 25) I m a x Giaï trë τ phuû thuäüc vaìo âäö thë phuû taíi vaì tênh cháút häü duìng âiãûn.Thåìi Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 27
  29. Giaïo trçnh maûng âiãûn. 2 I I 2 I tb 0 T t 0 T t Âäö thë phuû taíi nàm cuía Âäö thë xaïc âënh doìng âiãûn doìng âiãûn theo thåìi gian trung bçnh bçnh phæång P I2 P max I2 max 0 t T max 8760 0 τ 8760 t Âäö thë xaïc âënh thåìi gian Âäö thë xaïc âënh thåìi gian sæí duûng cäng suáút cæûc âaûi täøn tháút cäng suáút cæûc âaûi Hçnh 3- 8: Âäö thë biãøu diãùn quan hãû xaïc âënh I tb ,T max vaìì τ Tmax τ 4000 2500 4500 3000 5000 3500 5500 4000 6000 4600 6500 5200 7000 5900 7500 6600 8000 7400 8760 8760 Baíng 3-1: Quan hãû giæîa τ vaì T max Hçnh 3-9: Âäö thë quan hãû giæîa τ vaì T max gian täøn tháút cäng suáút cæûc âaûi τ phuû thuäüc thåìi gian sæí duûng cäng suáút cæûc âaûi T max vaì cos ϕ phuû taíi.Do âoï giaï trë cuía τ âæåüc xaïc âënh theo âæåìng cong quan hãû τ = f(T max , cos ϕ) cho åí hçnh 3-9.Nhæîng âæåìng cong naìy âæåüc tênh toaïn âäúi våïi mäüt säú âäö thë âiãøn hçnh cuía caïc phuû taíi våïi nhæîng T max vaì cos ϕ Trang 28 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  30. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. khaïc nhau. Trong âoï quy æåïc cos ϕ trong suäút nàm laì khäng thay âäøi. Phæång phaïp naìy âæåüc sæí duûng trong thiãút kãú så bäü cuîng nhæ trong váûn haình khi thiãúu caïc thäng tin, âäö thë chênh xaïc, hoàûc xaïc âënh τ theo baíng cho sàôn (Baíng 3-1). 3-1-2-2. Phæång phaïp xaïc âënh âiãûn nàng tiãu thuû. Læåüng âiãûn nàng saín xuáút hay tiãu thuû trong khoaíng thåìi gian t âæåüc xaïc âënh trãn cå såí âäö thë phuû taíi nàm cuía chuïng.Diãûn têch giåïi haûn båíi truûc tung vaì âæåìng cong P t cuía âäö thi xaïc âënh âiãûn nàng saín xuáút hay tiãu thuû trong khoaíng thåìi gian t.Tæì âoï ta coï: T A= ∫ Pdtt (3-26) 0 T P dt Thæûc tãú viãûc tênh chênh xaïc giaï trë ∫ t laì khäng thãø thæûc hiãûn âæåüc 0 båíi quan hãû cuía P t theo thåìi gian laì khäng khaí têch.Do âoï ta chè coï thãø tênh gáön âuïng têch phán trãn khi coï âäö thë phuû taíi cho træåïc.Trong træåìng håüp khäng coï âäö thë phuû taíi ta coï thãø xaïc âënh læåüng âiãûn nàng tiãu thuû thäng qua thåìi gian sæí duûng cäng suáút cæûc âaûi T max theo biãøu thæïc (3-22): A=P max . T max Træåìng håüp âån giaín nháút khi cäng suáút saín xuáút hay tiãu thuû P khäng thay âäøi trong suäút thåìi gian sæí duûng t thç læåüng âiãûn nàng âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc sau: A=P.t (3-27) 3-1-2-3. Phæång phaïp doìng âiãûn trung bçnh bçnh phæång I tb xaïc âënh täøn tháút âiãûn nàng: Itb : Laì doìng âiãûn quy æåïc coï giaï trë khäng âäøi chaûy trãn âæåìng dáy trong suäút thåìi gian T vaì gáy nãn læåüng täøn tháút âiãûn nàng ∆A bàòng læåüng täøn tháút âiãûn nàng ∆ A do doìng âiãûn biãún thiãn thæûc tãú gáy ra. T 2 2 ∆A=∫ 3 RIt dt = 3 RI tb . T (3 - 28) 0 Tæì (3 - 28) våïi thåìi gian mäüt nàm ta coï : 8 7 6 0 2 ∫ I()t d t I 2 = 0 (3 - 29) t b 8 7 6 0 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 29
  31. Giaïo trçnh maûng âiãûn. Doìng âiãûn I tb coï thãø xaïc âënh âæåüc nãúu biãút âäö thë phuû taíi nàm theo thåìi gian t. Nãúu âäö thë phuû taíi cho dæåïi daûng cäng suáút thç: S 2 ∆ A = t b R. t (3 - 30) U 2 Hoàûc tênh I tb theo cäng thæïc kinh nghiãûm: -4 2 Itb = I max (0,12 + T max . 10 ) (3-31) Hoàûc theo cäng thæïc kinh nghiãûm sau: Itb = I max Tmax / τ (3-32) 3-1-2-4. Phæång phaïp thåìi gian täøn tháút cäng suáút låïn nháút τττ xaïc âënh täøn tháút âiãûn nàng: Tæì âënh nghéa vãö thåìi gian täøn tháút cäng suáút låïn nháút τ khi biãút giaï trë cäng suáút cæûc âaûi P max (hay I max ) thç täøn tháút âiãûn nàng trong maûng âiãûn âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc (3-24 ): ∆A= ∆ P.τ = 3 RI 2 . τ max max Giaï trë τ phuû thuäüc vaìo âäö thë phuû taíi vaì tênh cháút häü duìng âiãûn. Nãúu khäng biãút cos ϕ maì chè biãút T max coï thãø xaïc âënh τ theo cäng thæïc kinh nghiãûm : -4 2 τ = (0,124 + T max . 10 ) 8760 (3 - 35) Hoàûc xaïc âënh τ theo cäng thæïc kinh nghiãûm sau: 8760 − T max  P min 2 τ = 2T max− 8760 + 1−  (3 - 36) T max 2Pmin  Pmax  1− − 8760 P max Täøn tháút âiãûn nàng trãn âæåìng dáy coï nhiãöu phuû taíi bàòng täøng täøn tháút âiãûn nàng trãn caïc âoaûn âæåìng dáy ∆A∑ = ∆A1 + ∆A2 + ∆A3 + (3 - 37) Trong âoï : ∆A1, ∆A2, ∆A3 laì täøn tháút âiãûn nàng trãn caïc âoaûn âæåìng dáy 1, 2, 3 Âäúi våïi caïc âæåìng dáy âiãûn aïp U ≥ 330KV cáön phaíi tênh âãún täøn tháút âiãûn nàng do váöng quang sinh ra. Nhæ váûy täøn tháút âiãûn nàng trãn âæåìng dáy siãu cao aïp laì: ∆A = ∆Pmax . τ + ∆Pk.t (3 -38 ) Trong âoï: -∆Pk: Täøn tháút váöng quang trãn âæåìng dáy. - t: Thåìi gian váûn haình trong nàm t = 8760h. VÊ DUÛ 3-1:Âæåìng dáy 220KV,daìi 180 Km,dáy dáùn AC-240,cung cáúp âiãûn cho phuû taíi cäng suáút 40+j30 MVA.Âiãûn aïp cuäúi âæåìng dáy trong Trang 30 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  32. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. chãú âäü phuû taíi cæûc âaûi bàòng 215KV.Xaïc âënh täøn tháút cäng suáút trãn âæåìng dáy vaì cäng suáút âáöu nguäön cung cáúp cho phuû taíi. GIAÍI: Do täøn tháút váöng quang nhoí cho nãn boí qua âiãûn dáùn taïc duûng g cuía âæåìng dáy.Tra baíng PL1- ta coï thäng säú cuía dáy dáùn AC-240 nhæ sau: -6 r0 =0,12 Ω/Km; x 0 = 0,43 Ω/Km;b 0 =2,66.10 1/ ΩKm; Do âoï: R = r 0 .l = 0,12.180 = 21,6 Ω X = x 0 .l = 0,43.180 = 77,4 Ω -6 -4 B/2 = b 0 .l/2 = 2,66.10 .180 /2 = 2,4.10 1/ Ω Så âäö thay thãú cuía âæåìng dáy cho trãn hçnh 3-10. Cäng suáút phaín khaïng do dung dáùn åí cuäúi âæåìng dáy sinh ra: B ∆QU=2 ,. =215 2 2 410− 4 = 11 MVAr c2 2 2 Cäng suáút sau täøng tråí Z bàòng: • ′ ″ • Z = R+jX • 1 S1 S S 2 • S=40 + j 30 j B/2 j B/2 Hçnh: 3-10 ••″ S= − jQS∆ c2 + = − j11 + 40 + j 30 = 40 + jMVA 19 Täøn tháút cäng suáút trãn âæåìng dáy: 2 ()PQ′′ 2 + ( ′′) 402+ 19 2 ∆P = 2 R= 2 21,, 6= 0 92 MW U2 215 2 ()PQ′′ 2 + ( ′′) 402+ 19 2 ∆Q = 2 X= 2 77,, 4= 3 28 MVAr U2 215 • ∆ S=092,, + j 328 MVA Cäng suáút åí âáöu vaìo täøng tråí Z: • • • S′ = ∆S+ S′′ = ,0 92 + ,3j 28 + 40 + j19 = 40,92 + j22,28 MVA Vç âiãûn aïp åí âáöu âæåìng dáy chæa xaïc âënh, cho nãn cäng suáút phaín khaïng trong nhaïnh täøng dáùn âáöu âæåìng dáy coï thãø láúy bàòng ∆Qc1= ∆ Q c 2 = 11 MVAr Do âoï cäng suáút åí nuït 1 bàòng: Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 31
  33. Giaïo trçnh maûng âiãûn. • • S1 = −j∆Q 1c + S′ = −j11+ 40,92 + j22,28 = 40,92 + j11,28 MVA VÊ DUÛ 3-2: Xaïc âënh täøn tháút âiãûn nàng trong mäüt nàm cuía maûng âiãûn hçnh 3-11.Âæåìng dáy taíi âiãûn trãn khäng âiãûn aïp 10KV.Âoaûn L 1 duìng dáy A-150 coï r 0 = 0,21 Ω/Km.Âoaûn L 2 duìng dáy A-50 coï r 0 = 0,63 Ω/Km.Chiãöu daìi caïc âoaûn âæåìng dáy vaì cäng suáút caïc phuû taíi ghi trãn hçnh 3-11.Thåìi gian sæí duûng cäng suáút cæûc âaûi T max =2700h. N l1= 2Km 1 l 2 = 1Km 2 A-150 A-50 S 1= 2 + j 1 S 2= 1 + j 0,5 Hçnh 3-11 GIAÍI:Phuû taíi cæûc âaûi cuía âoaûn l 1: SL1 =(2+j1) + (1+j 0,5) = 3 - j 1,5 MVA Täøn tháút cäng suáút taïc duûng cæûc âaûi trãn âæåìng dáy 32+ 15, 2 12+ 0, 5 2 ∆P =∆P +∆P = .,.0 212 + .,.,,0 631= 0 0551MW = 551 KW max N1 12 10 2 10 2 Hai âoaûn âæåìng dáy âãöu coï cos ϕ = 0,9.Tra âæåìng cong quan hãû τ = f(T max , cos ϕ) våïi T max = 2700h, cos ϕ = 0,9 ta coï τ = 1500h. Täøn tháút âiãûn nàng trong maûng seî laì: ∆A = ∆Pmax .τ =55,1.1500 =82500KWh. Âiãûn nàng caïc häü tiãu thuû nháûn âæåüc trong mäüt nàm laì: A = (P 1 + P 2). T max = (2000 + 1000).2700 = 8100000KWh Täøn tháút âiãûn nàng tênh theo pháön tràm âiãûn nàng tiãu thuû: 82500 ∆A% = 100= 1, 02% 8100000 Trang 32 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  34. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. $3.2 TÄØN THÁÚT CÄNG SUÁÚT, ÂIÃÛN NÀNG TRONG MAÏY BIÃÚN AÏP. 3.2.1Täøn tháút cäng suáút trong maïy biãún aïp: Täøn tháút cäng suáút trong MBA gäöm hai pháön: Pháön khäng phuû thuäüc phuû taíi laì täøn tháút khäng taíi trong MBA hay coìn goüi laì täøn tháút theïp.Pháön phuû thuäüc cäng suáút taíi qua MBA laì täøn tháút taíi hay coìn goüi laì täøn tháút âäöng. 3-2-1-1. Täøn tháút khäng taíi : Täøn tháút khäng taíi khäng phuû thuäüc vaìo cäng suáút truyãön taíi qua MBA maì chè phuû thuäüc vaìo cáúu taûo cuía MBA,täøn tháút khäng taíi bao gäöm täøn tháút trong loîi theïp âãø tæì hoïa vaì täøn tháút trong caïc cuäün dáy âãø taûo tæì thäng taín trong MBA,täøn tháút naìy coìn goüi laì täøn tháút sàõt (kyï hiãûu: ∆S0). ∆S0 âæåüc xaïc âënh theo säú liãûu kyî thuáût cuía maïy biãún aïp. ∆S0 = ∆P0 + j ∆Q0 (3 - 39) I %S ∆Q = 0 dm 0 100 Trong âoï I 0% : Doìng âiãûn khäng taíi tênh theo %. ∆P0 ; ∆Q0 : Täøn tháút cäng suáút taïc duûng, phaín khaïng khi khäng taíi. 3-2-1-2. Täøn tháút taíi Täøn tháút taíi phuû thuäüc vaìo cäng suáút truyãön taíi qua MBA,täøn tháút naìy âäút noïng caïc cuäün dáy cuía MBA,chuïng tyí lãû våïi bçnh phæång phuû taíi qua MBA hay coìn goüi laì täøn tháút âäöng vaì âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc sau: ∆Scu = ∆Pcu + j ∆Qcu (3-40) 2 2 2 P + Q S 2 ∆Pcu = 3I Rb = 2RP b= ∆ n() (3-41) U Sdm P2 Q2 U %S2 Q 3I2X + X n ∆ cu = b = 2 b = (3-42) U 100Sdm Trong âoï : S :Cäng suáút taíi thæûc tãú qua MBA. Sâm : Cäng suáút âënh mæïc MBA. ∆Pn: Täøn tháút ngàõn maûch. Un: Âiãûn aïp ngàõn maûch. Cäng suáút phêa cao vaì haû cuía maïy biãún aïp chè khaïc nhau mäüt giaï trë bàòng täøn tháút cäng suáút trong täøng tråí maïy biãún aïp (hçnh 3-12). Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 33
  35. Giaïo trçnh maûng âiãûn. S' b = S'' b + ∆Scu = S'' b + ∆Pcu + j ∆Qcu (3-43). Chuï yï: Nãúu tênh theo cäng suáút phêa haû aïp MBA thç thay S'' b vaì U 2 vaìo (3-41 vaì 3-42) coìn Z b âæåüc tênh theo U 2. Ngæåüc laûi nãúu tênh theo cäng suáút phêa cao aïp thç thay S' b vaì U 1 vaìo (3-41 vaì 3-42) coìn Z b tênh theo U 1. 1 ’ ’’ 2 S b S b Z b S b P+jQ ∆S = ∆P +j ∆Q 0 0 0 Hçnh 3-12:Så âäö thay thãú MBA hai cuäün dáy Træåìng håüp coï n maïy biãún aïp laìm viãûc song song täøn tháút cäng suáút trong n MBA bàòng: ∆Pn S 2 ∆P =() + n.∆ P0 (3-44) n Sdm 2 Un S ∆Q = + n. ∆ Q0 (3-45) 100n Sdm - Täøn tháút khäng taíi trong MBA 3 dáy quáún hay MBA tæû ngáùu cuîng âæåüc xaïc âënh theo säú liãûu kyî thuáût cuía MBA. - Täøn tháút taíi trong caïc cuäün dáy xaïc âënh theo cäng suáút qua mäùi cuäün. Tæì så âäö thay thãú MBA 3 cuäün dáy hçnh 3-13.Nãúu täøng tråí caïc cuäün dáy âãöu quy âäøi vãö phêa cao aïp thç täøn tháút cäng suáút trong caïc cuäün dáy laì: ’ Z b2 ’’ S 2 S 2 S 2 1 S S ’ Z S ’’ 1 1 b1 1 2 S ’ Z b3 S ’’ 3 3 S 3 ∆S0 = ∆P0 +j ∆Q0 3 Hçnh 3-13:Så âäö thay thãú MBA ba cuäün dáy Cuäün haû : S'' 3 2 ∆Scu3 =() Zb3 (3 - 46) U1 Cuäün trung: Trang 34 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  36. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. S'' 2 2 ∆Scu2 =() Zb2 (3 - 47) U1 Cuäün cao: S'' 1 2 ∆Scu1 =() Zb1 (3 - 48) U1 Trong âoï : S'' 1 = S' 2 + S' 3 ; S' 2 = S'' 2 + ∆Scu2 ; S' 3 = S'' 3 + ∆Scu3 U 1 : Âiãûn aïp phêa cao aïp. 3.2.2 Täøn tháút âiãûn nàng trong maïy biãún aïp. Täøn tháút âiãûn nàng trong maïy biãún aïp gäöm hai thaình pháön: - Thaình pháön khäng phuû thuäüc vaìo phuû taíi âæåüc xaïc âënh theo thåìi gian laìm viãûc cuía MBA. - Thaình pháön phuû thuäüc vaìo phuû taíi âæåüc xaïc âënh theo thåìi gian täøn tháút cäng cuáút cæûc âaûi τ. 3-2-2-1.Täøn tháút âiãûn nàng trong maïy biãún aïp 3 pha 2 cuäün dáy. Täøn tháút âiãûn nàng trong maïy biãún aïp 3 pha 2 cuäün dáy trong quaï trçnh váûn haình âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc sau: S2 P max ∆Ab = ∆P0.t + ∆Pmax τ = ∆P0.t + ∆ n 2 τ (3 - 49) Sdm Trong âoï: -Smax :Cäng suáút cæûc âaûi âi qua MBA theo biãøu âäö phuû taíi. -Sâm : Cäng suáút âënh mæïc cuía MBA. -∆P0; ∆Pn:Täøn tháút khäng taíi vaì Täøn tháút ngàõn maûch cuía MBA Khi coï n maïy biãún aïp laìm viãûc song song täøn tháút âiãûn nàng trong chuïng seî laì: 2 ∆Pn Smax ∆A = n. ∆P0.t + 2 τ (3 - 50) n Sdm Trong âoï: -Smax :Phuû taíi cæûc âaûi trong nàm cuía n MBA. -τ :Thåìi gian täøn tháút cäng suáút cæûc âaûi. - t: Thåìi gian váûn haình MBA. Træåìng håüp coï âäö thë phuû taíi hçnh báûc thang gäöm m báûc,täøn tháút âiãûn nàng trong MBA 3pha 2 dáy quáún âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc sau: m 2 ∆PnS i ∆A = n. ∆P0.t + ∑ 2 .ti (3 - 51) n i=1 Sâm Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 35
  37. Giaïo trçnh maûng âiãûn. Âãø giaím täøn tháút âiãûn nàng åí nhæîng TBA coï n MBA váûn haình song song,tuìy theo âäö thë phuû taíi maì càõt boí båït mäüt säú MBA.Vê du trong thåìi gian t 1 váûn haình song song n 1 MBA våïi täøíng phuû taíi S 1, thåìi gian t 2 váûn haình song song n 2 MBA våïi täøng phuû taíi S 2 thç täøn tháút âiãûn nàng trong thåìi gian laìm viãûc cuía TBA T= t 1 + t 2 + seî bàòng: 1 S2 1 S2 P 1 P 2 ∆A = n 1∆P0.t 1 + n 2∆P0.t 2 + + ∆ n 2 t 1+ ∆ n 2 t 2 + n1 Sdm n2 Sdm Hoàûc viãút åí daûng täøng quaït: 2 n n     1 Si ∆A = ∆P .∑ (n .t ) + ∆Pn ∑    .t  (3-52) 0 i i   i i=1 i =1 ni Sâm  3-2-2-2.Täøn tháút âiãûn nàng trong maïy biãún aïp 3 pha 3 cuäün dáy. Âäúi våïi MBA 3 pha 3 cuäün dáy nhaì chãú taûo cho biãút caïc thäng säú nhæ S âm :Cäng suáút âënh mæïc MBA, täøn tháút khäng taíi ∆P0 vaì täøn tháút ngàõn maûch: ∆PN-C-T : Täøn tháút ngàõn maûch giæîa cuäün cao vaì cuäün trung. ∆PN-T-H : Täøn tháút ngàõn maûch giæîa cuäün trung vaì cuäün haû. ∆PN-C-H : Täøn tháút ngàõn maûch giæîa cuäün cao vaì cuäün haû. Tæì caïc giaï trë täøn tháút ngàõn maûch giæîa caïc cuäün dáy ta xaïc âënh âæåüc giaï trë täøn tháút ngàõn maûch cuía caïc cuäün dáy cao,trung,haû theo biãøu thæïc sau: ∆PN-C = 0,5 ( ∆PN-C-T+ ∆PN-C-H - ∆PN-T-H ) ∆PN-T = 0,5 ( ∆PN-C-T+ ∆PN-T-H - ∆PN-C-H ) ∆PN-H = 0,5 ( ∆PN-C-H+ ∆PN-T-H - ∆PN-C-T ) Trong træåìng håüp nhaì chãú taûo chè cho biãút trë säú ∆PN-C-H thç täøn tháút ngàõn maûch cuía tæìng cuäün dáy MBA âæåüc xem giäúng nhæ nhau vaì bàòng 0,5. ∆PN-C-H. Khi coï n MBA 3 pha 3 cuäün dáy váûn haình song song.Täøn tháút âiãûn nàng trong quaï trçnh váûn haình âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc sau:  2 2 2  1 SmaxC S maxT S max H ∆A = n. ∆P0.t+ ∆PNC 2 τC+ ∆P NT 2 τT + ∆P NH 2 τ H  (3 - 53) n  Sâm Sâm Sâm  Trong âoï: -SmaxC ,S maxT ,S maxH :Phuû taíi cæûc âaûi cuía cuäün cao,cuäün trung,cuäün haû cuía n MBA váûn haình song song. -Sâm : Cäng suáút âënh mæïc cuía MBA. Trang 36 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  38. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. -τC , τT,τH:Thåìi gian täøn tháút cäng suáút cæûc âaûi cuía cuäün cao,cuäün trung,cuäün haû cuía n MBA váûn haình song song âæåüc xaïc âënh theo thåìi gian sæï duûng cäng suáút cæûc âaûi T maxC , TmaxT , T maxH ,vaì cos ϕC, cos ϕT, cos ϕH. - n: Säú maïy biãún aïp laìm viãûc song song. Træåìng håüp coï âäö thë phuû taíi hçnh báûc thang gäöm m báûc,täøn tháút âiãûn nàng trong MBA 3pha 3 dáy quáún âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc sau:  m 2 2 2  1 SiC SiT SiH ∆A = n. ∆P0.t+ ∑( ∆PNC 2 + ∆PNT 2 + ∆PNH 2 ).ti  (3-54) n  i=1 Sâm Sâm Sâm  Trong âoï:S iC ,S iT ,S iH :Täøng cäng suáút qua cuäün cao,cuäün trung,cuäün haû cuía n MBA váûn haình song song trong thåìi gian t i. 3-2-2-3. Täøn tháút âiãûn nàng trong maïy biãún aïp tæû ngáùu 3 pha. Âäúi våïi MBA tæû ngáùu 3 pha khi coï n MBA váûn haình song song täøn tháút âiãûn nàng âæåüc xaïc âënh tæång tæû nhæ MBA 3 pha 3 cuäün dáy:  2 2 2  1 SmaxC S maxT S max H ∆A = n. ∆P0.t+ ∆PNC 2 τC+ ∆P NT 2 τT + ∆P NH 2 τ H  (3-55) n  Sâm Sâm Sâm  Trong âoï: - ∆PN-C,∆PN-T,∆PN-H laì giaï trë täøn tháút ngàõn maûch cuía caïc cuäün dáy cao,trung,haû cuía MBA tæû ngáùu âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc sau: 1  1  ∆PN-C = ∆PPPNCTNCHNTH− −+() ∆ − − − ∆ − −  2 α 2  1  1  ∆PN-T = ∆PPPNCTNTHNCH− −+() ∆ − − − ∆ − −  2 α2  1  1  ∆PN-H = ()∆PPPNCHNTHNCT− −+ ∆ − − − ∆ − −  2 α2  U − U -α = âmC âmT laì hãû säú coï låüi cuía MBA tæû ngáùu. UâmC -SmaxC ,S maxT ,S maxH :Phuû taíi cæûc âaûi cuía cuäün cao,cuäün trung,cuäün haû cuía n MBA váûn haình song song. -Sâm : Cäng suáút âënh mæïc cuía MBA. -τC , τT,τH:Thåìi gian täøn tháút cäng suáút cæûc âaûi cuía cuäün cao,cuäün trung,cuäün haû cuía n MBA váûn haình song song âæåüc xaïc âënh theo thåìi gian sæï duûng cäng suáút cæûc âaûi T maxC , TmaxT , T maxH ,vaì cos ϕC, cos ϕT, cos ϕH. - n: Säú maïy biãún aïp laìm viãûc song song. Træåìng håüp coï âäö thë phuû taíi hçnh báûc thang gäöm m báûc,täøn tháút âiãûn nàng trong MBA tæû ngáùu 3pha âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc sau: Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 37
  39. Giaïo trçnh maûng âiãûn.  m 2 2 2  1 SiC SiT SiH ∆A = n. ∆P0.t+ ∑( ∆PNC 2 + ∆PNT 2 + ∆PNH 2 ).ti  (3-56) n  i=1 Sâm Sâm Sâm  Trong âoï:S iC ,S iT ,S iH :Täøng cäng suáút qua cuäün cao,cuäün trung,cuäün haû cuía n MBA tæû ngáùu váûn haình song song trong thåìi gian t i. VÊ DUÛ 3-3: Xaïc âënh täøn tháút cäng suáút vaì âiãûn nàng trong mäüt nàm cuía TBA coï hai MBA váûn haình song song,âiãûn aïp 10KV,cäng suáút âënh mæïc cuía mäùi MBA laì 560KVA.Âäö thë phuû taíi muìa âäng vaì muìa heì cuía TBA cho åí hçnh 3-14.Cäng suáút cæûc âaûi cuía phuû taíi laì 1000KVA,cos ϕ trung bçnh cuía phuû taíi láúy bàòng 0,8.Hai MBA váûn haình suäút nàm .Thåìi gian muìa âäng láúy bàòng 213 ngaìy, Thåìi gian muìa heì láúy bàòng 152 ngaìy. GIAÍI:Tæì baíng PL2- âäúi våïi MBA TM-560/10 ta coï: ∆P0=2,5KW, ∆Pn=9,4KW,U n=5,5%, I 0=6%. Täøn tháút cäng suáút taïc duûng cæûc âaûi laì: 100 1 1000  2 ∆Pb= 2x 2,,, 5 + 9 4 x  = 19 9 KW 2  560  60 Täøn tháút cäng suáút phaín khaïng cæûc âaûi: 2 2 ,. 6560 1 5 5 1000 20 ∆Q= + = 116, 3 KVAr b 100 2 100 560 Thåìi gian sæí duûng cäng suáút cæûc âaûi 0 4 8 12 16 20 24 h tênh theo âäö thë phuû taíi haìng ngaìy laì: Hçnh 3-14 10013 + 9511   9013+ 8511  T =  x213 +   x152= 8200 h max  100   100  Tra âæåìng cong quan hãû τ = f(T max ,cos ϕ)ta coï τ = 7600h. Täøn tháút âiãûn nàng trong caïc MBA laì: 1 1000  2 ∆A = 2xx 2,, 5 8760 + xx9 4   x7600= 157300 KWh 2  560  VÊ DUÛ 3-4: Xaïc âënh täøn tháút cäng suáút vaì âiãûn nàng trong mäüt nàm cuía TBA coï hai MBA váûn haình song song,âiãûn aïp 110KV,cäng suáút âënh mæïc cuía MBA laì 16MVA. Cäng suáút cæûc âaûi cuía phuû taíi laì 25MVA,cos ϕ trung bçnh cuía phuû taíi láúy bàòng 0,8.Hai MBA váûn haình suäút nàm . GIAÍI:Tæì baíng PL2- âäúi våïi MBA T ∆H-16000/110 ta coï: ∆P0= 21KW, ∆Pn= 85KW,U n= 10,5%, I 0= 0,85%. Täøn tháút cäng suáút taïc duûng cæûc âaûi laì: Trang 38 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  40. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. ∆PS. 2 1  25000  2 ∆P= n. ∆ P +n max =2 21 + 85   = 146 KW b 0 2   n. Sdm 2 16000 Täøn tháút cäng suáút phaín khaïng cæûc âaûi: 2 2 n I0 Sdm U n Smax 2.,., 0 8516000 1 10 5 25000 ∆Qb = + = +. = 2325 KVAr 100n 100 Sdm 100 2 100 16000 Thåìi gian täøn tháút cäng suáút cæûc âaûi laì: −4 2 −4 2 τ =(0124, , +Tmax 10) 8760 =( 0124 + 430010) 8760 = 2688 h . Täøn tháút âiãûn nàng trong caïc MBA laì: 2 2 ∆PSn. max 8525000. ∆Α=n ∆ P0 t +2 τ =2218760 +2 2688 = 569592 KWh n. Sdm 216000. $3.3 ÂIÃÛN AÏP GIAÏNG VAÌ TÄØN THÁÚT ÂIÃÛN AÏP TRÃN ÂÆÅÌNG DÁY. 3.3.1 Khaïi niãûm chung: Mäüt trong nhæîng chè tiãu cå baín cuía cháút læåüng âiãûn nàng laì âiãûn aïp.Khi coï doìng âiãûn chaûy trãn dáy dáùn seî gáy nãn mäüt âiãûn aïp råi laìm cho âiãûn aïp åí nhæîng âiãøm trãn âæåìng dáy khaïc nhau.Moüi thiãút bë âiãûn âæåüc chãú taûo laìm viãûc våïi âiãûn aïp âënh mæïc.Khi âiãûn aïp âàût lãn âáöu cæûc thiãút bë khaïc våïi trë säú âënh mæïc thç tçnh traûng laìm viãûc cuía thiãút bë âiãûn xáúu âi.Thæûc tãú khoï coï thãø giæî âæåüc âiãûn aïp åí caïc häü tiãu thuû bàòng âiãûn aïp âënh mæïc,maì chè coï thãø giæî âæåüc âiãûn aïp åí caïc häü tiãu thuû nàòm trong mäüt giåïi haûn cho pheïp,thäng thæåìng laì ±5% so våïi trë säú âënh mæïc cuía âiãûn aïp. 3.3.2 Âæåìng dáy coï 1 phuû taíi: 3.3.2.1-Træåìng håüp chæa xeït âãún âiãûn dung cuía âæåìng dáy Xeït âæåìng dáy 3 pha trãn khäng 35KV,phuû taíi caïc pha âäúi xæïng,doìng âiãûn trãn caïc pha bàòng nhau vaì coï cuìng goïc lãûch pha våïi âiãûn aïp.Tæì âoï cho pheïp chuïng ta xeït maûng 3 pha theo mä hçnh maûng 1 pha.Quaï trçnh tênh toaïn,xáy dæûng âäö thë veïc tå våïi âiãûn aïp pha sau âoï chuyãøn qua âiãûn aïp dáy (tæång æïng våïi maûng 3 pha).Kyï hiãûu âiãûn aïp pha âáöu âæåìng • • dáy vaì cuäúi âæåìng dáy laì U1f vaì U2f ,doìng âiãûn I lãûûch pha våïi âiãûn aïp • • • U1 f Z U 2 f • = P + jQ S 2 2 2 1 • 2 I Hçnh: 3-12 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch Såkhoa âäö - Âaûithay hoüc thãú Âaì âæåìng Nàông dáy Trang 39
  41. Giaïo trçnh maûng âiãûn. • • • U2f mäüt goïc ϕ2.Giaí thiãút biãút U2f ,doìng âiãûn I vaì ϕ2 cáön xaïc âënh U1f vaì goïc δ • • giæîa caïc veïc tå âiãûn aïp U1f vaì U2f .Træåïc hãút veî âäö thë veïctå doìng âiãûn vaì • • âiãûn aïp pha:Âàût vectå âiãûn aïp U2f truìng våïi truûc thæûc, veïctå doìng âiãûn I U1f f δUn I.Z δ U2f d o ϕ c m a jI.X I I.R e b ∆Ud Täøn tháút âiãûn aïp Hçnh 3-13:Âäö thë veïc tå âiãûn aïp vaì doìng âiãûûn • Cháûm pha sau vectå âiãûn aïp U2f mäüt goïc ϕ2 .Dæûng tam giaïc âiãûn aïp råi abf Trong âoï caûnh ab coï giaï trë bàòng âiãûn aïp råi trãn âiãûn tråí taïc duûng I.r, caûnh bf coï giaï trë bàòng âiãûn aïp råi trãn âiãûn khaïng I.x, caûnh af coï giaï trë bàòng âiãûn aïp giaïng trãn âæåìng dáy.Näúi âiãøm O våïi f ta coï vectå âiãûn aïp pha åí • âáöu âæåìng dáy U1f (âiãûn tråí R vaì âiãûn khaïng X laì cuía mäüt pha).Täøn tháút âiãûn aïp xaïc âënh båíi âoaûn am(âiãøm m laì giao âiãøm cuía truûc thæûc våïi cung troìn coï baïn kênh of=U 1f ).Tæì tam giaïc täøn tháút âiãûn aïp ta coï: Âoaûn ad = ac + cd = I.r.cos ϕ2 + I.x.sin ϕ2 Âoaûn fd = fe - de = I.x.cos ϕ2 - I.r.sin ϕ2 Âiãûn aïp pha U 1f âáöu âæåìng dáy laì: • • U1f = U2f + I.r.cos ϕ2 + I.x.sin ϕ2 +j(I.x.cos ϕ2 - I.r.sin ϕ2) (3-55) Biãút doìng âiãûn chaûy trãn âæåìng dáy I = I a+ jI p .Trong âoï: Ia = I.cos ϕ2; Ip = I.sin ϕ2 laì thaình pháön taïc duûng vaì phaín khaïng cuía doìng âiãûn phuû taíi trãn âæåìng dáy.Thay caïc giaï trë trãn vaìo (3-55) ta coï: • • • U1f = U2f +(I a.r+ I p.x) + j(I a.x - I p.r) = U2f +∆Ud+j δUn (3-56) - ∆Ud goüi laì thaình pháön doüc cuía âiãûn aïp råi (âoaûn ad) Trang 40 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  42. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. - δUn goüi laì thaình pháön ngang cuía âiãûn aïp råi (âoaûn df). Nhán hai vãú cuía biãøu thæïc (3-55) våïi 3,ta nháûn âæåüc âiãûn aïp dáy åí . âáöu âæåìng dáy U1 : • UU1= 2 +3() IrIxja + p + 3() IxIrU a + p =2 +∆ UjU d + δ n (3 - 57) Nhæ váûy âiãûn aïp giaïng trãn âæåìng dáy laì: . ∆ U = ∆Ud + j δUn (3 - 58) . ∆UIRIXIRXd=3( a + p ) = 3 ( cosϕ + sin ϕ ) (3 - 59) . δUIXIRIXRd=3( a − p ) = 3 ( cos ϕ − sin ϕ ) (3 - 60) Âiãûn aïp U 1 âáöu âæåìng dáy seî laì täøng âiãûn aïp giaïng ∆U trãn âæåìng dáy våïi âiãûn aïp U 2 åí cuäúi âæåìng dáy. UUU1 =2 + ∆ (3 - 61) Modul âiãûn aïp U 1 åí âáöu âæåìng dáy bàòng: 2 2 U 1=()UUU 2 +∆ d +δ n (3 - 62) Goïc lãûch pha δ giæîa âiãûn aïp âáöu vaì cuäúi âæåìng dáy laì U 1 vaì U 2 laì: δU tg δ = n (3 - 63) UU2 + ∆ d Do goïc lãûch pha δ nhoí nãn âoaûn dm ráút beï.Trong tênh toaïn thæûc tãú coï thãø boí qua.Khi âoï täøn tháút âiãûn aïp trãn âæåìng dáy láúy bàòng âoaûn ad,tæïc laì chè láúy thaình pháön doüc truûc cuía âiãûn aïp giaïng trãn âæåìng dáy laì: . ∆ U = ∆Ud= 3(Ia r+ I p x) (3 - 64) Màût khaïc ta coï quan hãû: P I = 2 a 3U 2 (3 - 65) Q2 I p = 3U2 Thay (3-65) vaìo (3-59),(3-60) ta nháûn âæåüc: PRQX2+ 2 ∆Ud = (3 - 66) U2 PXQR2− 2 δU n = (3 - 67) U2 • Giaí thiãút vectå âiãûn aïp U 2 nàòm trãn truûc thæûc, khi âoï âiãûn aïp åí âáöu âæåìng dáy laì: . ••• P2 r+ Q 2 x P2 x− Q 2 r U1= U 2 +∆ Ud + jδ U n = U 2 + + j (3-68) U2 U2 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 41
  43. Giaïo trçnh maûng âiãûn. Âiãûn aïp giaïng trãn âæåìng dáy laì: . • P2 r+ Q 2 x P2 x− Q 2 r ∆U= ∆ Ud + jδ U n = + j (3-69) U2 U2 Láûp luáûn tæång tæû ta cuîng xaïc âënh âæåüc âiãûn aïp åí cuäúi âæåìng dáy khi biãút cäng suáút vaì âiãûn aïp âáöu âæåìng dáy: . ••• P1 r+ Q 1 x P1 x− Q 1 r U2= U 1 −∆ Ud − jδ U n = U 1 − − j (3-70) U1 U1 Trong caïc biãøu thæïc trãn P 2,Q 2,U 2,P 1,Q 1,U 1laì cäng suáút ,âiãûn aïp åí cuäúi vaì âáöu âæåìng dáy.Trong tênh toaïn cáön læu yï cäng suáút åí âoaûn naìo thç láúy âiãûn aïp tæång æïng våïi âoaûn âoï.Khi chè biãút giaï trë cäng suáút trãn âæåìng dáy.Vê duû P 2,Q 2 vaì âiãûn aïp âënh mæïc cuía maûng .Âiãûn aïp giaïng trãn âæåìng dáy taíi âiãûn coï thãø âæåüc tênh gáön âuïng theo cäng thæïc sau: PRQX2+ 2 ∆Ud = (3 - 71) Udm PXQR2− 2 δUd = (3 - 72) Udm Giaï trë thaình pháön ngang cuía âiãûn aïp giaïng δUntrong quaï trçnh tênh toaïn âäúi våïi âæåìng dáy âiãûn aïp 110-220KV vaì táút caí caïc âæåìng dáy âiãûn aïp tháúp hån seî boí qua,khi âoï sai säú chè khoaíng vaìi pháön nghçn.Thaình pháön ngang cuía âiãûn aïp råi δUn chè tênh âãún âäúi våïi âæåìng dáy âiãûn aïp 220KV khi chiãöu daìi låïn hån 200Km vaì táút caí caïc âæåìng dáy âiãûn aïp låïn hån 330KV.Do nhæîng âæåìng dáy naìy sæí duûng dáy tiãút diãûn låïn,nãn âiãûn khaïng X låïn hån ráút nhiãöu so våïi âiãûn tråí R.Do âoï têch säú P.X >>Q.R nãn giaï trë thaình pháön ngang cuía âiãûn aïp råi δUn seî låïn.Do âoï nãúu khäng xeït âãún thaình pháön ngang cuía âiãûn aïp råi khi xaïc âënh âiãûn aïp trãn âæåìng dáy seî dáùn âãún sai säú låïn. Trung bçnh täøn tháút âiãûn aïp trong maûng phán phäúi < 5-7%:trong læåïi khu væûc < 10-15%:trong maûng khu væûc coï MBA åí cuäúi âæåìng dáy < 15- 20%. Tæì caïc cäng thæïc tênh täøn tháút âiãûn aïp ta tháúy täøn tháút âiãûn aïp phuû thuäüc nhiãöu vaìo phuû taíi cuía noï.Cäng suáút taíi caìng låïn täøn tháút âiãûn aïp caìng låïn.Hãû säú cäng suáút cos ϕ cuîng aính hæåíng nhiãöu âãún täøn tháút âiãûn aïp.Våïi cäng suáút taïc duûng âaî cho cuía phuû taíi P 2 ,khi hãû säú cäng suáút cos ϕ2 tàng lãn thç Q 2 seî giaím xuäúng nãn täøn tháút âiãûn aïp trãn âæåìng dáy giaím xuäúng. Trang 42 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  44. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. 3-3-2-2.Træåìng håüp coï xeït âãún dung dáùn cuía âæåìng dáy. Så âäö thay thãú cuía âæåìng dáy coï xeït âãún dung dáùn hçnh 3-14,âäö thë vector cuía doìng âiãûn vaì âiãûn aïp biãøu diãùn trãn hçnh 3-15. Vector doìng âiãûn phuû taíi åí cuäúi âæåìng dáy I 2 cháûm pha sau vector âiãûn aïp pha U f2 mäüt goïc ϕ2. Vector âiãûn aïp pha U f2 truìng våïi truûc thæûc. Doìng âiãûn âiãûn dung I c2 chaûy qua täøng dáùn táûp trung åí næîa cuäúi âæåìng dáy væåüt træåïc vector âiãûn aïp pha 0 Uf2 mäüt goïc 90 .Giaï trë doìng âiãûn I c2 âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc: B I = U c2 f 2 2 Giaï trë doìng âiãûn I bàòng täøng caïc doìng âiãûn I 2 vaì I c2 chaûy qua âiãûn tråí taïc duûng r vaì âiãûn khaïng cuía så âäö thay thãú.Dæûûng tam giaïc âiãûn aïp giaïng trãn täøng tråí cuía âæåìng dáy do doìng âiãûn I 2 vaì I c2 gáy nãn laì tam giaïc abf vaì tam giaïc fcd.Näúi O våïi d ta nháûn âæåüc vector âiãûn aïp pha âáöu • • U 1 f R X U2 f 2 1 • • • I 1 I 2 B • I • B j I I 2 c1 c2 j 2 Hçnh: 3 - 14 Så âäö thay thãú âæåìng dáy coï âiãûn dung âæåìng dáy U f1 . Giaï trë doìng âiãûn âáöu âæåìng dáy I 1 bàòng täøng caïc doìng âiãûn I vaì I c1 .Doìng âiãûn âiãûn dung I c1 chaûy qua täøng dáùn táûp trung åí næîa âáöu 0 âæåìng dáy væåüt træåïc vector âiãûn aïp pha U f1 mäüt goïc 90 .Giaï trë doìng âiãûn B I âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc: I = U c1 1c 1f 2 So saïnh caïc âäö thë vector âiãûn aïp hçnh 3-13 vaì 3-15 ta tháúy khi coï doìng âiãûn âiãûn âiãûn dung trãn âæåìng dáy thaình pháön doüc cuía âiãûn aïp råi trãn âæåìng dáy giaím xuäúng,thaình pháön ngang cuía âiãûn aïp råi trãn âæåìng dáy tàng lãn.Tæïc laì täøn tháút âiãûn aïp giaím coìn goïc pha δ giæîa âiãûn aïp åí âáöu vaì cuäúi âæåìng dáy tàng lãn.Trong âa säú træåìng håüp tênh toaïn âäúi våïi pháön låïn âæåìng dáy boí qua thaình pháön ngang cuía âiãûn aïp giaïng.Tæì âoï coï thãø kãút luáûn ràòng:Âiãûn dung cuía âæåìng dáy coï aính hæåíng täút âãún sæû laìm viãûc cuía âæåìng dáy vaì laìm giaím täøn tháút trãn noï. Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 43
  45. d jI c2 .x c Giaïo trçnh maûng âiãûn. U1f Ic2 .r ∆U f I2 z I U2f jI .x o δ 1 2 a ϕ Ic1 2 I I2.r Ic2 I2 b Hçnh 3-15: Âäö thë veïc tå âiãûn aïp vaì doìng âiãûûn luïc laìm viãûc bçnh thæåìng Âäúi våïi âæåìng dáy trãn khäng âiãûn aïp tæì 220KV tråí lãn khi laìm viãûc åí chãú âäü khäng taíi (I 2= 0). Âiãûn aïp åí âáöu âæåìng dáy U f1 nhoí hån âiãûn aïp åí cuäúi âæåìng dáy U f2 . Âäö thë veïc tå biãøu diãùn trãn hçnh 3-16.Âäúi våïi âæåìng Ic1 d jI c2 .x U1f c I1 Ic2 Ic2 .r δ o f U2f Hçnh 3-16: Âäö thë veïc tå âiãûn aïp vaì doìng âiãûûn luïc khäng taíi dáy trãn khäng âiãûn aïp 220KV chiãöu daìi khoaíng 250Km khi khäng taíi âäüü tàng âiãûn aïp åí cuäúi âæåìng dáy coï thãø âaût âãún 5-6%. 3.3.3. Âæåìng dáy coï nhiãöu phuû taíi. Tênh toaïn täøn tháút âiãûn aïp trãn âæåìng dáy coï nhiãöu phuû taíi våïi cáúp âiãûn aïp 110KV tråí lãn,ta xeït âæåìng dáy coï ba phuû taíi våïi så âäö nguyãn lyï hçnh 3-17 vaì så âäö thay thãú tênh toaïn hçnh 3-18. Âäúi våïi âæåìng dáy coï nhiãöu phuû taíi âiãûn aïp taûi caïc nuït vaì cäng suáút trãn caïc âoaûn âæåìng dáy âæåüc xaïc âënh nhæ caïc pháön træåïc.Khi cho biãút cäng suáút cuía caïc phuû taíi vaì âiãûn aïp cuäúi âæåìng dáy U 3 Træåïc hãút ta xaïc âënh täøn tháút âiãûn aïp trãn âoaûn âæåìng dáy 2-3,sau âoï ta xaïc âënh âæåüc âiãûn aïp taûi nuït 2 laì U 2 =U 3+∆U23 .Tiãúp theo ta xaïc âënh täøn tháút âiãûn aïp trãn âoaûn âæåìng dáy 1-2 vaì xaïc âënh âiãûn aïp taûi nuït 1 laì U 1 =U 2+∆U12 .Tiãúp âoï ta xaïc âënh täøn tháút âiãûn aïp trãn âoaûn âæåìng dáy N -1 vaì xaïc âënh âæåüc âiãûn aïp taûi nuït N laì U N = U 1+∆UN1 .Khi khäng cho biãút giaï trë âiãûn aïp åí cuäúi âæåìng dáy thç tênh täøn tháút âiãûn aïp theo biãøu thæïc (3-71) vaì (3-72). Cäng suáút phaín khaïng do âæåìng dáy dáy sinh ra cuîng coï thãø xaïc âënh gáön âuïng theo âiãûn Trang 44 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  46. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. aïp âënh mæïc cuía maûng âiãûn.Trong maûng âiãûn khu væûc cáúp âiãûn aïp tæì 220KV tråí lãn khi tênh toaïn âiãûn aïp trong maûng âiãûn cáön xeït âãún caí hai thaình pháön doüc vaì ngang cuía âiãûn aïp giaïng.Trong maûng âiãûn âëa phæång âiãûn aïp tæì 35KV tråí xuäúng chiãöu daìi âæåìng dáy thæåìng khäng låïn,täøn tháút cäng suáút vaì âiãûn aïp trãn âæåìng dáy khäng låïn,säú læåüng phuû taíi näúi vaìo NN l 1 1 l 2 l 3 3 N 2 S P 11= +jQ P 1 1+ jQ 1 P 2 +jQ S 22= P 2 + jQ 2 S 3= P 3 + jQ 3 Hçnh 3-17 N S N1 1 S 12 2 S 23 3 S 3 Z N1 S 1 Z 12 S 2 Z 23 j∆Qc1 j∆Qc1 j∆Qc2 j∆Qc2 j∆Qc3 j∆Qc3 Hçnh 3 -18 âæåìng dáy nhiãöu.Âãø âån giaín viãûc tênh toaïn âäúi våïi maûng âëa phæång täøn tháút âiãûn aïp âæåüc xaïc âënh khäng phaíi theo âiãûn aïp thæûc maì theo U âm cuía maûng âiãûn vaì cäng suáút âaî cho cuía caïc phuû taíi,khäng xeït âãún âiãûn dáùn vaì täøn tháút cäng suáút trãn caïc pháön tæí cuía maûng âiãûn.Tuy nhiãn seî coï sai säú nhæng khäng âaïng kãø. Xeït maûng âiãûn âëa phæång coï 3 phuû taíi.Så âäö thay thãú tênh toaïn cho trãn hçnh 3-19 UA P 1+jQ 1 U a P 2+ jQ 2 U b P 3+ jQ 3 Uc A a b c R 1 + jX 1 R 2 + jX 2 R3 + jX 3 p a+jq a p +jq b b p c+jq c Hçnh 3-19:Så âäö thay thãú maûng âiãûn âëa phæång coï 3 phuû taíi Khi tênh toaïn täøn tháút âiãûn aïp trong maûng coï thãø sæí duûng caïc cäng thæïc sau: 1 ∆U =()∑ PRQXn n + ∑ n n (3 - 73) U dm Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 45
  47. Giaïo trçnh maûng âiãûn. 1 hay ∆U =()∑ PRQXm m + ∑ m m (3 -74) U dm Trong âoï : - P n, Q n: Cäng suáút cuía phuû taíi thæï n. - R n, X n:Âiãûn tråí,âiãûn khaïng tæì nguäön cung cáúp âãún phuû taíi n. - P m; Q m: Cäng suáút chaûy trãn âæåìng dáy thæï m. - R m; X m : Âiãûn tråí vaì âiãûn khaïng cuía âoaûn dáy thæï m. - U âm : Âiãûn aïp âënh mæïc cuía maûng âiãûn. PRPRPRQXQXQX+ + + + + Vê duû: ∆U = aa bb cc aa bb cc U dm Trong âoï: R a = R 1; R b = R 1+ R 2; R c = R 1+ R 2 + R 3 X a = X 1; X b = X 1+ X 2; X c = X 1+ X 2 + X 3 PRPRPRQXQXQX+ + + + + Hoàûc ∆U = 11 22 33 11 22 33 U dm Trong âoï: P 1 = P a + P b + P c ; P 2 = P b + P c ; P 3 = P c Q 1 = Q a + Q b + Q c ; Q 2 = Q b + Q c ; Q 3 = Q c Âiãûn aïp trãn caïc nuït cuía âæåìng dáy laì: Ua = U A- ∆UAa Ub = U A- ∆UAb Uc = U A- ∆UAc Trong maûng âiãûn âëa phæång coï phán nhaïnh,täøn tháút âiãûn aïp tæì nguäön âãún phuû taíi xa nháút âæåüc xaïc âënh bàòng caïch cäüng täøn tháút âiãûn aïp trãn caïc âoaûn âæåìng dáy tæì nguäön âãún phuû taíi âoï. 3.3.4 Âæåìng dáy coï phuû taíi phán bäú âãöu . Trãn hçnh 3-20 trçnh baìy maûng A d x B âiãûn våïi phuû taíi phán bäú âãöu chuïng ta thæåìng gàûp åí maûng âiãûn thaình phäú. Thæåìng nhæîng maûng naìy sæí duûng dáy x dáùn cuìng mäüt tiãút diãûn.Khoaíng caïch L giæîa caïc pha nhoí nãn âiãûn khaïng giæîa caïc pha coï thãø xem bàòng khäng (x = 0). Hçnh 3-20 Giaí thiãút hãû säú cäng suáút cos ϕ =1.Cäng suáút phán bäú âãöu trãn âån vë chiãöu daìi laì p 0.Täøng phuû taíi trãn toaìn bäü âæåìng dáy laì P.Cäng suáút chaûy trãn nguyãn täú dx caïch âiãøm cuäúi 1 âoaûn x âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc: px = p 0x (3 -75). Cäng suáút âoï gáy nãn täøn tháút âiãûn aïp trãn âoaûn dx bàòng: Trang 46 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  48. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. p r dx p xr dx d∆ U =x 0 = 0 0 (3 - 76). UdmU dm Tæì âoï täøn tháút âiãûn aïp trãn toaìn bäü chiãöu daìi âæåìng dáy chênh laì têch phán biãøu thæïc (3- 76) våïi cáûn têch phán láúy tæì 0 âãún L: L p xr dx r p L2 Pr L PL ∆U =∫ 0 0 = 0 0 =0 = (3 - 77) 0 Udm2U dm 2Udm 2UF dm γ Trong âoï: P = p 0L Tæì âoï tênh täøn tháút âiãûn aïp trãn âæåìng dáy phuû taíi phán bäú âãöu coï thãø thay bàòng 1 phuû taíi táûp trung P âàût giæîa âæåìng dáy. 3.3.5 Maûng âiãûn ba pha bäún dáy coï phuû taíi khäng âäúi xæïng. 3.3.5.1 Xaïc âënh täøn tháút âiãûn aïp trãn dáy trung tênh. Pháön trãn ta âaî xeït âæåìng dáy taíi âiãûn xoay chiãöu ba pha ba dáy dáùn våïi giaí thiãút laì phuû taíi cán bàòng giæîa caïc pha ( phuû taíi âäúi xæïng ).Âãø cung cáúp âiãûn cho caïc häü tiãu thuû thàõp saïng vaì sinh hoaût, ta duìng maûng âiãûn ba pha bäún dáy âiãûn aïp 380/220V vaì âäi khi laì 220/127V gäöm coï ba dáy pha vaì mäüt dáy trung tênh. Caïc âeìn vaì duûng cuû sinh hoaût âáúu vaìo âiãûn aïp pha tæïc laì giæîa dáy pha vaì dáy trung tênh, coìn âäüng cå âiãûn thç âáúu vaìo âiãûn aïp dáy hçnh 3 - 20.Ngæåìi ta luän cäú gàõng phán bäú âãöu caïc phuû taíi sinh hoaût giæîa caïc pha. Nhæng nhæîng âiãöu âoï khäng phaíi luän luän thæûc hiãûn âæåüc, A B C O ÂC A B C O A O B A O Hçnh:3-20:Så âäö nguyãn lyï maûng 3 pha 4 dáy vç váûy phuû taíi cuía dáy dáùn caïc pha khäng âãöu nhau. Trãn dáy trung tênh coï doìng âiãûn chaûy qua do sæû khäng âäúi xæïng cuía phuû taíi caïc pha gáy nãn. Täøn tháút âiãûûn aïp trong caïc pha cuîng khäng giäúng nhau. Âãø xaïc âënh tiãút diãûn dáy dáùn cáön biãút täøn tháút âiãûn aïp trong pha coï taíi nàûng nháút. Maûng âiãûn ba pha bäún dáy haû aïp coï âiãûn khaïng nhoí laìm viãûc våïi phuû Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 47
  49. Giaïo trçnh maûng âiãûn. taíi coï hãû säú cos ϕ cao, gáön bàòng 1. Do âoï cho pheïp khi tênh toaïn caïc maûng âiãûn naìy khäng cáön xeït âãún thaình pháön phaín khaïng cuía âiãûn aïp råi, tæïc laì ∆Ux = 3Ixsin ϕ ≈ 0. Caïc pha duìng dáy dáùn cuìng tiãút diãûn. Doìng âiãûn trong dáy trung tênh nhoí hån doìng âiãûn trong caïc dáy pha, vç váûy tiãút diãûn dáy dáùn cuía noï láúy nhoí hån dáy pha, nhæng khäng nhoí hån 50% tiãút diãûn dáy pha.Trãn hçnh 3 - 21 biãøøu diãùn âäööö thë veïc tå cuía doìng âiãûn vaì âiãûn aïp cuía maûng âiãûn ba pha bäún dáy khi phuû taíi taïc duûng khäng cán bàòng giæîa caïc pha ( cos ϕ = 1).Âiãûn aïp caïc pha åí âáöu maûng âiãûn âæåüc biãøu thë bàòng caïc âoaûn OA, OB, OC bàòng nhau (U A =U B = U C ).Doìng âiãûn trong caïc pha khäng bàòng nhau. Giaí thiãút doìng âiãûn I A trong pha A låïn hån doìng âiãûn I B vaì I C trong caïc pha B vaì C. Trong dáy trung tênh coï doìng âiãûn khäng âäúi xæïng I 0 chaûy qua. Doìng I 0 coï giaï trë bàòng täøng hçnh hoüc caïc doìng âiãûn pha: •••• IIII0 =ABC + + ( 3- 78) Doìng âiãûn khäng âäúi xæïng gáy ra trong dáy trung tênh mäüt täøn tháút âiãûn aïp OO’ = ∆U0 = I 0r0, trong âoï r 0 laì âiãûn tråí cuía dáy trung tênh. Âiãøm trung tênh O dëch chuyãøn tåïi âiãøm O’. Sau âoï træì âi caïc vectå ∆UfA , ∆UfB vaì A U A ∆UpA A’ A I A U’ A I B I C I OA I O C B O’ ∆UO’ ∆UO O Hçnh 3 -21 b I C I B U’ B U’ C B’ ∆UpC C’ U B ∆UpB C U B C Hçnh 3-21 a ∆UfC bàòng täøn tháút âiãûûn aïp trãn caïc dáy dáùn pha do doìng âiãûn I A, I B , I C gáy nãn ta seî âæåüc caïc âoaûn A’O’, B’O’, C’O’ laì caïc âiãûn aïp pha U’ A, U’ B vaì U’ C åí âáöu cæûc caïc häü duìng âiãûn.Täøn tháút âiãûn aïp toaìn pháön trong mäüt pha gáy nãn båíi täøn tháút âiãûn aïp trong dáy pha vaì dáy trung tênh. Trong træåìng håüp Trang 48 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  50. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. âang xeït, täøn tháút âiãûn aïp toaìn pháön låïn nháút xáøy ra åí pha A vaì âæåüc xaïc âënh bàòng hiãûu âaûi säú caïc âiãûn aïp U A vaì U’ A. Theo âäö thë veïctå trãn hçnh 3 - 21 thç hiãûu säú âiãûn aïp âoï coï thãø xaïc âënh mäüt caïch gáön âuïng nhæ sau: ∆ U A = U A - U’ A ≈ ∆ U fA + ∆ U’ 0. Trong âoï: ∆ U fA = I ar laì täøn tháút âiãûn aïp trong dáy pha coï âiãûn tråí taïc duûng r ∆ U’ 0 - hçnh chiãúu cuía vectå ∆ U 0 lãn phæång OA. Tæì âäö thë ta coï : ∆ U’ 0 = ∆ U 0 co s ϕ = I 0r0cos ϕ = I OA r 0 0 = (I A - I B cos 60 - I C cos 60 )r 0 = ( I A - 0,5I B - 0,5I C )r 0. Tæì caïc giaï trë cuía ∆ U fA, , ∆ U’ 0 seî nháûn âæåüc biãøu thæïc âãø xaïc âënh täøn tháút âiãûn aïp toaìn pháön trong pha A: ∆ U A = I ar + (I A - 0,5I B - 0,5I C) = I A (r + r 0) - 0,5 (I B + I C) r 0 ( 3 - 79 ) vaì tênh bàòng pháön tràm: ∆U A ∆U A % = x100 Udm 3 Trong âoï : U âm - Âiãûn aïp âënh mæïc cuía maûng âiãûn. Khi biãøu diãøn phuû taíi caïc pha bàòng cäng suáút taïc duûng P A, P B vaì P C cäng thæïc ( 3 - 79) coï daûng: 3 ∆U A =[]PABC(),() r + r0 −0 5 P + P r 0 ( 3 - 80 ) U dm Caïc biãøu thæïc âäúi våïi caïc pha khaïc coï thãø tçm âæåüc tæì (3-79) vaì (3- 80) bàòìng caïch hoaïn vë voìng caïc chè säú pha nhæ âaî chè trãn hçnh 3 - 21b. Tiãút diãûn caïc dáy dáùn pha choün theo täøn tháút âiãûn aïp pha toaìn pháön låïn nháút, trong træåìng håüp naìy laì theo ∆UA. Do âoï, khi sæû khäng cán bàòng phuû taíi ráút låïn seî laìm tàng phê täøn kim loaûi maìu laìm dáy dáùn. Âãø traïnh âiãöu âoï cáön phán bäú phuû taíi tháût âãöu giæïa caïc pha. Nãúu âæåìng dáy coï n âoaûn våïi phuû taíi khaïc nhau thç täøng täøn tháút âiãûn aïp pha A seî laì : n n ∆UAA=∑ I(),() r + r0 −0 5 ∑ IBC + I r0 ( 3 - 81) 1 1 3-3-5-2. Nhaïnh reî tæì maûng âiãûn bäún dáy: Trãn hçnh 3-20 cho så âäö reî nhaïnh tæì maûng âiãûn bäún dáy, nhaïnh hai pha (hai pha vaì trung tênh) vaì nhaïnh mäüt pha (mäüt pha vaì trung tênh),caïc Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 49
  51. Giaïo trçnh maûng âiãûn. loaûi reî nhaïnh naìy duìng âãø cung cáúp cho phuû taíi cäng suáút tæång âäúi nhoí våïi muûc âêch tiãút kiãûm váût liãûu dáy dáùn. Täøn tháút âiãûn aïp trong nhaïnh hai pha âæåüc tênh toaïn theo caïc cäng thæïc (3-79), (3-80) vaì (3-81) våïi giaí thiãút doìng pha C: I C = 0.Täøn tháút âiãûn aïp trong nhaïnh mäüt pha cuîng âæåüc tênh toaïn theo caïc cäng thæïc (3-79),(3- 80) vaì (3-81) våïi giaí thiãút doìng âiãûn trong pha B vaì C bàòng khäng. Khi tiãút diãûn cuía hai dáy dáùn trong nhaïnh 1 pha bàòng nhau thç täøn tháút âiãûn aïp âæåüc tênh theo cäng thæïc (3 -79) bàòng: ∆ U = 2Ir ( 3 - 82 ) Trong âoï: I - Doìng âiãûn phuû taíi cuía nhaïnh. r - Âiãûn tråí taïc duûng cuía dáy dáùn. 3.3.6 Maûng âiãûn coï nhiãöu cáúp âiãûn aïp. Khi coï nhiãöu cáúp âiãûn aïp âënh mæïc khaïc nhau ta thæåìng quy âäøi caïc tham säú trong så âäö thay thãú vaì caïc thäng säú chãú âäü vãö 1 cáúp âiãûn aïp goüi laì âiãûn aïp cå såí. Cáúp âiãûn aïp cå såí âæåüc choün tuìy yï nhæng trong quaï trçnh tênh toaïn thæåìng choün cáúp âiãûn aïp cao.Xeït maûng âiãûn nhæ hçnh 3-22 laìm vê duû: B1 B2 1 2 3 4 5 6 l1 l l2 3 110/11 10/0,4 Hçnh 3-22 : Maûng âiãûn coï nhiãöu cáúp âiãûn aïp Viãûc quy âäøi täøng tråí vãö cáúp âiãûn aïp cå såí theo cäng thæïc sau : 2 Z' ij = Z ij ( ∏K) (3 - 83) Trong âoï: Z ij täøng tråí thæûc giæîa hai nuït i vaì j Z' ij täøng tråí quy âäøi vãö âiãûn aïp cå såí. ∏K têch caïc hãû säú biãún aïp cuía caïc maïy biãún aïp nàòm giæîa cáúp âiãûn aïp cå såí vaì âiãûn aïp cuía pháön tæí Z ij Vê duû: Z 34 quy âäøi vãö cáúp âiãûn aïp 110KV laì: 2 2 Z' 34 = Z 34 K1 = Z 34 (110/11) Âiãûn aïp taûi caïc nuït ( træì nhæîng nuït thuäüc cáúp âiãûn aïp cå såí ) âæåüc quy âäøi theo biãøu thæïc: U' i = U i ∏K (3 - 84) Trong âoï: Ui : Âiãûn aïp thæûc taûi nuït i Trang 50 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  52. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. U' i : Âiãûn aïp taûinuït i âaî quy âäøi vãö cáúp cå såí. ∏K:Têch hãû säú biãún aïp caïc maïy biãún aïp näúi giæîa cáúp cå såí vaì nuït i. Vê duû: Âiãûn aïp nuït 5 quy âäøi vãö âiãûn aïp cå såí 110KV laì: 110 10 U' = U k k = U ( )( ) 5 5 1 2 5 11 0, 4 Sau khi quy âäøi xong vãö 1 cáúp âiãûn aïp quaï trçnh tênh toaïn bçnh thæåìng nhæ maûng 1 cáúp âiãûn aïp. Sau khi tênh toaïn xong caïc chãú âäü cuía maûng chuïng ta cáön phaíi tiãún haình quy âäøi ngæåüc laûi vãö cáúp âiãûn aïp thæûc cuía noï,vê duû: Sau khi tênh toaïn ta coï giaï trë âiãûn aïp taûi nuït 4 laì U' 4 = 98KV thç trë säú thæûc cuía âiãûn aïp taûi nuït âoï seî laì U 4 = U' 4/K 1 = 98.11/110 = 9,8KV. VÊ DUÛ 3-5 : Xaïc âënh täøn tháút âiãûn aïp låïn nháút trãn âæåìng dáy taíi âiãûn âiãûn aïp 10KV.Caïc tham säú vaì phuû taíi cuía âæåìng dáy cho trãn hçnh 3- 23.Dáy dáùn âàût trãn caïc âènh cuía tam giaïc âãöu caûnh 1,2m.Chiãöu daìi tênh bàòng Km,Cäng suáút tênh bàòng MVA. GIAÍI: Theo baíng PL1- vaì PL1- ta tçm âæåüc : Dáy A-95 coï: r 0 = 0,34 Ω/Km : x 0 = 0,35 Ω/Km Dáy A-70 coï: r 0 = 0,45 Ω/Km : x 0 = 0,36 Ω/Km Do âoï âiãûn tråí,âiãûn khaïng cuía âoaûn âæåìng dáy N-1 bàòng: N l 1= 2Km 1 l2 = 2Km 2 A -95 A- 70 S 1=1+j0,88 S 2=2+j1,5 Hçnh 3-23 R1 = r 0.l 1 = 0,34.2 = 0,68 Ω X1 = x 0.l 1 = 0,35.2 = 0,70 Ω Âiãûn tråí,âiãûn khaïng cuía âoaûn âæåìng dáy 1-2 bàòng: R2 = r 0.l 2 = 0,45.2 = 0,90 Ω X2 = x 0.l 2 = 0,36.2 = 0,72 Ω Täøn tháút âiãûn aïp låïn nháút trãn âoaûn âæåìng dáy laì: 1  2 2  ∆U =∑Pn Rn + ∑ Qn Xn  U   âm 1 1 1 ∆U=(1068 x,(,,),,,(,,) + 2 x 068 + 09 + 08807 x + 1507 + 072) x 103 = 940 V 10 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 51
  53. Giaïo trçnh maûng âiãûn. VÊ DUÛ 3-6 : Âæåìng dáy trãn khäng âiãûn aïp 220KV daìi 80Km,sæí duûng dáy dáùn ACO-240, cung cáúp âiãûn cho mäüt phuû taíi cäng suáút (72+j54) MVA. Biãút âiãûn aïp cuäúi âæåìng dáy bàòng 218KV.Xaïc âënh âiãûn aïp åí âáöu âæåìng dáy. Z U1 S’’ GIAÍI: Vç täøn tháút váöng U2 S quangtrãn âæåìng dáy 220KV 1 2 nhoí,do âoï boí qua âiãûn dáùn g . 0 jB/2 jB/2 Theo baíng B.7 ta coï : r0 = 0,12 Ω/Km x0 = 0,43 Ω/Km -6 Hçnh 3-24 b0 = 2,66.10 (1/ ΩKm) Tênh caïc tham säú âæåìng dáy: R = r 0 . l = 0,12 x 80 = 9,6 Ω X = x 0 . l = 0,43 x 80 = 34,4 Ω -6 -4 B = b 0 . l = 2,66.10 x 80 = 2,12.10 (1/ Ω) Så âäö thay thãú âæåìng dáy cho trãn hçnh 3-24. Cäng suáút phaín khaïng do âiãûn dung âæåìng dáy sinh ra åí næîa cuäúi âæåìng dáy laì: B 2, 12 ∆QU=2 =218 2.,10− 4 = 5 03 MVAr C2 2 2 2 Cäng suáút sau täøng tråí Z laì: S” = S - j ∆QC2 = 72+j 54 -j 5,03 =72 +j 48,97 MVA. Thaình pháön doüc vaì ngang âiãûn aïp giaïng trãn âæåìng dáy laì: P".R + Q".X 72 .9,6 + 48 ,97 .34 ,4 ∆U = = = 10, 8KV d U 218 2 P".X − Q".R 72 .34 ,4 − 48 ,97 .9,6 δU = = = 9, 2KV n U 218 2 Do âoï giaï trë âiãûn aïp åí âáöu âæåìng dáy laì: 2 2 2 2 U1=() U 2 +∆ Ud +δ U n =()()218 + 10,,, 8 + 9 2 = 228 98 KV Trang 52 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  54. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. $3.4 TÄØÍN THÁÚT ÂIÃÛN AÏP TRONG MAÏY BIÃÚN AÏP. Nãúu täøng tråí MBA 3 pha hai cuäün dáy âæåüc quy âäøi vãö phêa âiãûn aïp cao,täøn tháút âiãûn aïp âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc: '' PRQXBBBB+ ∆UB = (3 - 85) U1 Nãúu täøng tråí MBA 3 pha hai cuäün dáy âæåüc quy âäøi vãö phêa âiãûn aïp haû,täøn tháút âiãûn aïp âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc: U1 ’ ’’ U 2 Sb S b Z b S b P+jQ ∆S0 = ∆P0 +j ∆Q0 Hçnh 3-25:Så âäö thay thãú MBA hai cuäün dáy '' '' PRQXBBBB+ ∆UB = (3 - 86) U2 P2 X B − Q2 R B δU B = (3 - 87) U 2 Váûy âiãûn aïp åí âáöu cao aïp maïy biãún aïp . . . • • • '' '' " " PB .RB + QB .X B PB .X B − QB .RB U 1 = U 2 + ∆U B + jδU B = U 2 + + j (3-88) U 2 U 2 Âiãûn aïp giaïng trong maïy biãún aïp : . • '' '' " " PRQXBBBBBBBB + PXQR− ∆UB = ∆ UBB + jδ U = + j (3-89) U2U 2 Láûp luáûn tæång tæû ta cuîng xaïc âënh âæåüc âiãûn aïp åí phêa haû aïp maïy biãún aïp khi biãút cäng suáút vaì âiãûn aïp phêa cao aïp cuía maïy biãún aïp: . ••• '''' PRQXBBBBBBBB + PXQR− U2= U 1 −∆ UBB − jδ U = U 1 − − j (3-90) U1U 1 Täøn tháút âiãûn aïp trong maïy biãún aïp 3 cuäün dáy vaì maïy biãún aïp tæû ngáùu âæåüc xaïc âënh tæång tæû. Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 53
  55. Giaïo trçnh maûng âiãûn. $3.5 TÄØN THÁÚT ÂIÃÛN AÏP TRÃN ÂÆÅÌNG DÁY COÏ XEÏT ÂÃÚN MBA Muûc âêch cuía viãûc tênh toaïn âæåìng dáy taíi âiãûn coï xeït âãún maïy biãún aïp laì xaïc âënh âiãûn aïp taûi caïc âiãøm khaïc nhau cuía maûng âiãûn vaì doìng âiãûn hay cäng suáút chaûy trãn tæìng âoaûn âæåìng dáy. Trãn hçnh 3-26 biãùu diãùn så âäö nguyãn lyï cuía âæåìng dáy taíi âiãûn trãn khäng D,âáöu âæåìng dáy âàût MBA tàng aïp B1,cuäúi âæåìng dáy âàût MBA giaím aïp B2 coï caïc tyí säú biãún aïp tæång æïng laì k B1 vaì k B2 .Nãúu cho biãút caïc thäng säú âæåìng dáy vaì maïy biãún aïp ,cäng suáút cuía phuû taíi S 2 = P 2 +j Q 2 vaì âiãûn aïp U 2 cuäúi âæåìng dáy (trãn thanh goïp thæï cáúp cuía maïy biãún aïp giaím aïp B2 )thç ta coï thãø xaïc âënh âæåüc âiãûn aïp âáöu âæåìng dáy U 1 (trãn thanh goïp så cáúp cuía maïy biãún aïp tàng aïp B 1 ) vaì cäng suáút S 1 = P 1 +j Q 1 cuía nguäön cung cáúp vaì hiãûu suáút taíi âiãûn xaïc âënh theo biãøu thæïc: P η = 2 .100% (3-91) P1 Så âäö thay thãú cuía toaìn bäü maûng âiãûn cho trãn hçnh 3-27. B B U U1 1 a b 2 2 1 D 2 UDâm S2 = P 2 + jQ 2 KB1 KB2 Hçnh 3-26 : Maûng âiãûn gäöm âæåìng dáy vaì MBA U1C Ua Ub U2C Z B1 Z D Z B2 1 Sa a S’ S’’ b 2 S2 =P 2 +j Q 2 S1 =P 1 +j Q 1 jB/2 j∆Qc1 j∆Qc2 jB/2 ∆S =∆P +j ∆Q ∆S02 =∆P02 +j ∆Q02 01 01 01 Hçnh 3-27:Så âäö thay thãú Táút caí caïc pháön tæí cuía så âäö thay thãú phaíi âæåüc tênh quy vãö mäüt cáúp âiãûn aïp .Trong træåìng håüp naìy âãø thuáûn tiãûn nãn quy vãö cáúp âiãûn aïp cuía âæåìng dáy D.Khi âoï täøng tråí cuía MBA B 1 âæåüc xaïc âënh våïi âiãûn aïp âënh mæïc cuía cuäün dáy thæï cáúp cung cáúp cho âæåìng dáy D coìn täøng tråí cuía Trang 54 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  56. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. MBA B 2 âæåüc xaïc âënh våïi âiãûn aïp âënh mæïc cuía cuäün dáy så cáúp nháûn âiãûn tæì âæåìng dáy D. Viãûc tênh toaïn thäng säú chãú âäü âæåüc tiãún haình tæì phêa cuäúi âæåìng dáy.Âiãûn aïp U 2 âaî cho åí phêa thæï cáúp cuía maïy biãún aïp B 2 âæåüc quy vãö âiãûn aïp phia cao aïp âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc: U2C = U 2 K B2 Khi boí qua thaình pháön täøn tháút âiãûn aïp ngang råi trong MBA thç âiãûn aïp åí cuäúi âæåìng dáy U b seî laì : PRQX2 BB 2+ 2 2 UUUUb=2 C +∆ B 2 = 2 C + (3-92) U2C Hoàûc coï thãø xaïc âënh täøn tháút âiãûn aïp trong MBA âäüng læûc theo cäng thæïc gáön âuïng sau: S ∆UB%=() u r %.cosϕ + u x %.sin ϕ . (3-93) Sâm Trong âoï : -ur vaì u x :Âiãûn aïp råi trãn âiãûn tråí vaì âiãûn khaïng cuía MBA. - S : Cäng suáút cuía phuû taíi. - cos ϕ : Hãû säú cäng suáút cuía phuû taíi. Âäúi våïi caïc MBA cäng suáút låïn giaï trë u r nhoí ,do âoï coï thãø xem u x ≈ un khi âoï ta coï : S.sin ϕ Q ∆UB%= u n %. = un %. (3-94) Sâm Sâm Cäng suáút åí cuäúi âæåìng dáy seî laì: 2 2 PQ2 + 2 S′′ = P2 + jQ 2 + 2.ZBBBC 2+∆ P 0 2 + j ∆ Q 0 2 − j ∆ Q 2 = P′′ + jQ′′ (3-95) U2C b Trong âoï : ∆QIUU=3 = 2 (3-96) C2 C 2 b b 2 Âiãûn aïp âáöu âæåìng dáy U a seî laì: PRQX′′ DD+ ′′ UUUUa= b +∆ D = b + (3-97) Ub Cäng suáút âáöu ra MBA B 1 laì : 2 2 PQ2′′ + 2′′ Sa = P′′ + jQ′′ + 2.ZD− jQ∆ C 1 = P a + jQ a (3-98) Ub b Trong âoï : ∆QIUU=3 = 2 (3-99) C1 C 1 a a 2 Tæång tæû ta xaïc âënh âæåüc giaï trë âiãûn aïp U 1C laì âiãûn aïp trãn thanh goïp så cáúp cuía MBA B 1 âæåüc quy âäøi vãö phêa thæï cáúp (Cao aïp ) cuía MBA tàng aïp B 1 laì : Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 55
  57. Giaïo trçnh maûng âiãûn. PRQXa B1+ a B 1 UUUU1C= a +∆ B 1 = a + (3-100) Ua Âiãûn aïp thæûc tãú trãn thanh goïp cuía nguäön cung cáúp laì : U1C U1 = (3-101) KB1 Âäü lãûch âiãûn aïp so våïi âënh mæïc : U2 = U 1 - U âm (3-102) Cäng suáút nguäön cung cáúp seî laì : 2 2 PQa+ a S1 = Pa + jQ a + 2.ZBBB 1+∆ P 0 1 + jQ ∆ 0 1 = PjQ 1 + 1 (3-103) Ua Khi tênh gáön âuïng caïc ∆S vaì ∆QC coï thãø duìng U âm cuía âæåìng dáy thay cho U a vaì U b .Sai säú khi âoï tæång âäúi nhoí. VÊ DUÛ 3-7: MBA hai cuäün dáy kiãøu TM-1000/10KV,cung cáúp cho mäüt phuû taíi cäng suáút (720+j540)KVA. Xaïc âënh täøn tháút âiãûn aïp trong MBA,nãúu âiãûn aïp phêa cao aïp bàòng 10,6KV. GIAÍI:Tæì baíng PL2- âäúi våïi MBA TM-1000/10 ta tçm âæåüc täøng tråí cuía MBA âaî quy âäùi vãö phêa cao aïp laì: RB = 1,1 Ω; XB = 5,36 Ω Vç cho biãút træåïc giaï trë âiãûn aïp åí phêa cao aïp,cho nãn duìng phæång phaïp gáön âuïng âãø xaïc âënh täøn tháút cäng suáút trong MBA,tæïc laì duìng âiãûn aïp âënh mæïc phêa cao aïp cuía MBA âãø tênh täøn tháút cäng suáút trong MBA: 2 PQ2 + 7202+ 540 2 ∆P = R= 1110,.,−3 = 8 9 KW B U 2 B 10 2 âm 2 PQ2 + 7202+ 540 2 ∆Q = X= 5,., 3610−3 = 43 4 KVAr B U 2 B 10 2 âm Do váûy cäng suáút åí phêa cao aïp bàòng: ' ' PB + jQB = P + jQ + ∆PB + j∆QB = 720 + j540 + 8,9 + j43,4 = 729 + j583,4 KVA Täøn tháút âiãûn aïp trong maïy biãún aïp laì: P' .R + Q ' .X 729 .1,1 + 583 ,4.5,36 ∆U = BBBB = = 371 V B U 10, 6 1 VÊ DUÛ 3-8:Tæì thanh goïp âiãûn aïp maïy phaït cuía nhaì maïy thuíy âiãûûn (Hçnh 3-28) cung cáúp âiãûn cho maûng âiãûn coï âiãûn aïp âënh mæïc 110KV coï 2 MBA tàng aïp giäúng nhau B 1,âæåìng dáy maûch keïp D vaì 2 MBA giaím aïp giäúng nhau B 2.Coï caïc thäng säú kyî thuáût nhæ sau : MBA tàng aïp coï S âm = 32MVA; tyí säú biãún âäøi K B1 = 121/10,5; ∆P0 = 100KW; ∆Pn = 200KW; u n% = 10,5; i 0% = 2,7. MBA giaím aïp coï Trang 56 Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông
  58. Giaïo trçnh Maûng âiãûn. Sâm =32MVA; tyí säú biãún âäøi K B2 = 110/11; ∆P0 = 100KW; ∆Pn = 200KW;u n% = 10,5; i 0% = 2,7. Âæåìng dáy D duìng dáy dáùn loaûi AC-120, Dtb =4 m; chiãöu daìi l = 80Km; phuû taíi trãn thanh goïp thæï cáúp MBA giaím aïp Smax2 = P max2 + jQ max2 = 40 + j20 MVA; cos ϕ = 0,9 ; T max =5500h ; âiãûn aïp trãn thanh goïp traûm biãún aïp giaím aïp yãu cáöu phaíi duy trç laì U 2 = 10,5KV.Yãu cáöu xaïc âënh: a/ Âiãûn aïp U 1 trãn thanh goïp âiãûn aïp maïy phaït. b/ Cäng suáút phaït cuía nhaì maïy âiãûn S 1 vaì hãû säú cos ϕ1 cuía maïy phaït c/ Hiãûu suáút taíi âiãûn. U U2 1 B1 a b B2 1 D 2 ∼∼∼ S1 U S2 = P 2 + jQ 2 Dâm 121/10,5 110/11 Hçnh 3-28 : Så âäö nguyãn lyï maûng âiãûn U 1C =122KV U 2 =10,5KV 1,48+j24,5 Ω Ua 10.8+j6,3 Ω Ub 1,22+j20,2 Ω 1 Sa a S’ S’’ b 2 S2 =40+j20 S1 =42,7+j28,7 Sa =42,3+j22,6 Sb =40,4+j22,7 ∆S02 =2,0+j1,7 -4 2,2.10 .1/ Ω -j2,96 -j2,63 2,2.10 -4.1/ Ω ∆S01 =0,2+j1,7 Hçnh 3-29:Så âäö thay thãú tênh toaïn GIAÍI: Træåïc hãút xaïc âënh caïc thäng säú cuía så âäö thay thãú maûng âiãûn a/Traûm biãún aïp tàng aïp coï hai maïy biãún aïp: ∆P0 = 2.0,1 = 0,2 MW. 2.i %.S 2.2,7.32 ∆Q = 0 Bâm = = ,1 728MVAr 0 100 100 2 3 3 2 ∆Pn .U B1 200.10 .(121.10 ) R B1 = 2 = 6 2 = ,1 48 Ω S.2 âm 2.(32.10 ) 2 3 2 U n %.U B1 10,5.(121.10 ) X B1 = = 6 = 24 5, Ω .2 100 S. B1âm .2 100.32.10 b/Traûm biãún aïp giaím aïp coï hai maïy biãún aïp: Khoa Âiãûn - Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa - Âaûi hoüc Âaì Nàông Trang 57