Giải tích Hệ thống điện - Chương 3: Mô hình đường dây

Chương 3
MÔ HÌNH ĐƯỜNG DÂY
1
I. Đường dây truyền tải
Tải
I
UNUP
2
UN : điện áp đầu nhận.
UP : điện áp đầu phát.
 Phần trăm sụt áp :
Công suất đầu nhận:
Tải
I
UNUP
I. Đường dây truyền tải
3
Công suất đầu phát:
 Hiệu suất tải điện:
 Tổn thất đường dây:
I. Đường dây truyền tải
Phân loại đường dây :
 Ngắn : l < 80 km
 Trung bình: 80 < l < 240 km
 Dài : l > 240 km
4
II. Phân tích đường dây truyền tải
Khảo sát mô hình thông số rải:
z : tổng trở của dx
y : dung dẫn của dx+ +
dx x
I
5
dx : độ dài vi cấp
x : k/c đến đầu nhậnUP UN
_ _
Q R
• Hằng số truyền:
z = r0 + jx0
y = z’ = g0 + jb0
Tổng trở đặc tính: 
II. Phân tích đường dây truyền tải
U UN
+ +
dx x
I
Q R
6
P_ _
Các hằng số mạch
7
Hằng số mạch tổng quát:
II. Phân tích đường dây truyền tải
8
II. Phân tích đường dây truyền tải
Sơ đồ thay thế: 
9
• Phương trình công suất:
Từ :
Suy ra:
II. Phân tích đường dây truyền tải
10
Với :
Đặt :
Công suất đầu nhận (1 pha):
II. Phân tích đường dây truyền tải
Suy ra:
11
Tương tự, viết cho công suất đầu phát:
II. Phân tích đường dây truyền tải
12
Bỏ qua điện dung đường dây:
III. Đường dây ngắn
13
Ta có:
III. Đường dây ngắn
Hay:
14
Đồ thị vectơ:
III. Đường dây ngắn
15
III. Đường dây ngắn
Bên cạnh cách tính theo hằng số trên, có thể
tính đơn giản bằng số thực theo phương pháp
từng bước:
• Tính theo điện áp dây U và công suất 3 pha
16
N
đầu nhận PN + j.QN:
III. Đường dây ngắn
Phương pháp từng bước:
17
III. Đường dây ngắn
Phương pháp từng bước:
Phần trăm sụt áp:
18
III. Đường dây ngắn
Phương pháp từng bước:
Tổn thất công suất tác dụng:
19
Tổn thất công suất phản kháng:
III. Đường dây ngắn
Phương pháp từng bước:
Công suất đầu phát:
20
Hiệu suất tải điện:
Tính theo cả 2 cách:
1. l = 10 km, r0 = 0,1 Ω/km, x0 = 0,2 Ω/km
III. Bài tập
21
ĐS: UP = 12,149 (kV)
∆U% = 10,45 %
cosφP = 0,771 (trễ)
η = 93,93 %
2. R = 0,62 Ω/pha, L = 93,24 mH/pha, f = 60 Hz.
Tính: UP , ∆U% , SP , η
III. Bài tập
PN = 100 MW
cosφN = 0,9 trễUN =215 kV
22
ĐS: UP = 223,8 kV
∆U% = 4,09 %
SP = 100.166 + j57.786
η = 99,83%
III. Bài tập
Lưu ý:
• Thông thường điện áp đề cho là điện áp dây.
• Tính toán với 3 số lẻ.
• Phương pháp tính dựa trên biểu thức tổng quát
tính theo điện áp pha, phương pháp 10 bước
23
tính theo điện áp dây.
IV. Đường dây trung bình
Đưa về 1 trong 2 mạch tương đương:
• Mạch hình π.
• Mạch hình T.
24
Mạch hình π Mạch hình T
Mạch hình π.
1. Dựa theo biểu thức tổng quát:
Tính theo điện áp và dòng điện:
IV. Đường dây trung bình
25
Chú ý: Tính theo điện 
áp pha và công suất 3 
pha.
Mạch hình π.
2. Phương pháp từng bước:
IV. Đường dây trung bình
26
Chú ý: Tính theo điện áp dây và công suất 3
pha.
Mạch hình π.
2. Phương pháp từng bước:
Các bước tính:
B1: Công suất đầu
nhận:
IV. Đường dây trung bình
27
Cho PN , cosφN => QN = PN.tgφN
Cho SN , cosφN => PN = SN.cosφN
QN = SN.sinφN
Các bước tính:
B2: Công suất do điện dung ở cuối đường dây:
(Chú ý: tính theo chiều mũi tên)
Mạch hình π.
2. Phương pháp từng bước:
IV. Đường dây trung bình
28
B3: Công suất ở cuối tổng trở
Các bước tính:
B4: Sụt áp qua tổng trở :
Mạch hình π.
2. Phương pháp từng bước:
IV. Đường dây trung bình
29
Các bước tính:
Mạch hình π.
2. Phương pháp từng bước:
IV. Đường dây trung bình
30
B5: Điện áp đầu phát:
Góc lệch:
Mạch hình π.
2. Phương pháp từng bước:
IV. Đường dây trung bình
31
B6: Tổn thất công suất qua tổng trở :
Các bước tính:
B7: Công suất ở đầu tổng trở :
Mạch hình π.
2. Phương pháp từng bước:
IV. Đường dây trung bình
32
B8: Công suất kháng do điện dung ở đầu đường
dây:
Các bước tính:
B9: Công suất đầu phát:
Mạch hình π.
2. Phương pháp từng bước:
IV. Đường dây trung bình
33
B10: Suy ra:
V. Tổng kết và so sánh
1. Phương pháp dựa theo biểu thức tổng quát:
Xem bảng 4.1/p75, Thiết kế hệ thống điện.
34
1. Phương pháp từng bước:
Khác nhau:
Đường dây ngắn:
- Bỏ qua điện dung.
- Do vậy, bỏ qua
Đường dây trung
bình:
- Tính điện dung dưới
dạng hình π hay T.
V. Tổng kết và so sánh
35
công suất của điện
dung
- Tính công suất bù
vào của điện dung.
Giống nhau: Các công thức tính sụt áp, điện áp,
tổn thất công suất, công suất đều giống nhau
(đương nhiên bỏ qua phần công suất của điện
dung).
Bài tập
1. R0 = 0.1 Ω/km, L = 1.1 mH/km, C = 0.02μF/km, f =
60 Hz.
UN = 345 kV, PN = 180 MW, cosφ = 0.9 trễ.
Dùng mạch π chuẩn, phương pháp từng bước và
phương pháp tổng quát.
36
ĐS: UP = 357.8 kV, ΔU% = 3.71%
SP = 184.13 – j35.4 MVA, hiệu suất: 0.98
l = 150 km
Bài tập
2. R0 = 0.15 Ω/km, x = 0.6 Ω/km, y = b0 = 10×10
-6
1/Ω.km.
UN = 110 kV, PN = 40 MW, cosφ = 0.8 trễ.
Dùng mạch π chuẩn, phương pháp từng bước.
37
ĐS: UP = 138.26 kV, ΔU% = 26%
SP = 43.79 + j21.75 MVA, hiệu suất: 0.913
l = 150 km
Bài tập
3. Cho dây AC-70 dài 150 km, bố trí trên trụ như
hình vẽ, hoán vị đầy đủ, f = 50 Hz. Tải có công
suất S = 50+j45 MVA. Cấp điện áp: 110kV.
Dùng mạch π chuẩn, phương pháp từng
bước.
38
l = 150 km
5 m 5 m
8 m
Bài tập
4. Cho dây AC-240 lộ kép, bố trí trụ như các bài tập
trước, hoán vị đầy đủ, UN = 110 kV, PN = 40 MW,
cosφ = 0.8 trễ.
Dùng mạch π chuẩn, phương pháp từng bước.
39
l = 150 km