Bài giảng Hệ thống cung cấp điện: Chương 5

Bản 2021

EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 5

Hệ Thống Cung Cấp Điện

EE-3425

Chương 5. Tính toán chế độ xác lập hệ thống cung cấp điện

PGS.TS. Bạch Quốc Khánh Bộ môn Hệ thống điện Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nội dung

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

1. Sơ đồ thay thế HTCCĐ

2. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

3. Tính toán chế độ xác lập

- 5 2 4 3 E E

h n á h K c ố u q h c ạ B

Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN

1 Bản 2021

EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 5

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

1. Sơ đồ thay thế 1.1. Sơ đồ thay thế đường dây

 Điện trở (R):

 Điện kháng (X):

 Dung dẫn (B):

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

 Điện dẫn (G):

- 5 2 4 3 E E

h n á h K c ố u q h c ạ B

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

Phát nóng do hiệu ứng Joule. ro [/km]. Do dòng điện xoay chiều gây nên từ trường tự cảm của từng dây dẫn và hỗ cảm giữa các dây dẫn với nhau. xo [/km]. Do điện áp xoay chiều gây nên điện trường giữa các dây dẫn với nhau và với đất như các bản của tụ điện. bo [1/ km]. Điện áp cao gây ra điện trường lớn trên bề mặt dây dẫn, có thể gây ra hiện tượng ion hoá không khí quanh dây dẫn (vầng quang điện) dẫn đến tổn hao công suất tác dụng. go [1/ km].

1. Sơ đồ thay thế 1.1. Sơ đồ thay thế đường dây

 Điện trở

 Điện trở một chiều (/m): R(cid:2914)(cid:2913) =  : Điện trở suất (.m) F : Thiết diện dây (m2) ρ F

t0 : Nhiệt độ thiết kế (20oC) R0 : Điện trở ở t0 ()

 Điện trở phụ thuộc nhiệt độ:

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

Cu:  = 3,93.10-3(1/oC)

: Hệ số hiệu chỉnh

Al:  = 4,03.10-3(1/oC)

- 5 2 4 3 E E

R(cid:2930) = R(cid:2868) 1 + α(t − t(cid:2868))

 Điện trở một chiều và điện trở xoay chiều:

h n á h K c ố u q h c ạ B

Hiệu ứng bề mặt 50 or 60Hz (khác 0-2%)

Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN

2 Bản 2021

EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 5

 Điện cảm

(H/km) L = 1 + 4ln = 2 × 10(cid:2879)(cid:2872)ln μ(cid:2868) 8π D(cid:2923) r D(cid:2923) 0.779r

(cid:3119)

D(cid:2923) = (D(cid:2911)(cid:2912) × D(cid:2912)(cid:2913) × D(cid:2911)(cid:2913)

(/km) X(cid:2896) = 2πfL = 0.1213 × ln D(cid:2923) 0.779r

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

0 : Từ thẩm của không khí (4.10-4H/km) r: Bán kính dây dẫn (m) Dm : Khoảng cách trung bình hình học (GMD) (m) Dab, Dbc, Dac : Khoảng cách giữa các pha a c a b

- 5 2 4 3 E E

D(cid:2923) = D

Dab Dbc

h n á h K c ố u q h c ạ B

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

Dac c b . D = 1,26D D(cid:2923) = 2(cid:3119) Dbc

1. Sơ đồ thay thế 1.1. Sơ đồ thay thế đường dây

 Điện dung

(cid:2869)

10(cid:2879)(cid:2877) (/km) C = = (F/km) ; X(cid:2913) = 1 2πfC ln 18 × ln 2πε(cid:2868) D(cid:2923) r D(cid:2923) r

(cid:2871)(cid:2874)×(cid:3095)×(cid:2869)(cid:2868)(cid:3125) F/m)

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

0 : Hằng số điện môi không khí (𝜀(cid:2868) =

- 5 2 4 3 E E

 Điện dẫn

r: Bán kính dây dẫn (m) Dm : Khoảng cách trung bình hình học giữa các pha (GMD) (m)

h n á h K c ố u q h c ạ B

(1/km) G = Pvq0 : Tổn thất vầng quang (W/km) Điện áp định mức (kV) Un : ∆P(cid:2932)(cid:2927) (cid:2870) U(cid:2924)

Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN

3 Bản 2021

EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 5

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

1. Sơ đồ thay thế 1.1. Sơ đồ thay thế đường dây

 Sơ đồ thay thế đường dây

G 2

B 2

 Áp dụng

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

 Sơ đồ mạng 2 cửa hình   Thông số tập trung  Tổng trở: Z = R + jX = ro.l + jxo.l  Tổng dẫn: Y = G + jB = go.l + jbo.l

- 5 2 4 3 E E

Bỏ qua G

Bỏ qua Y

h n á h K c ố u q h c ạ B

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

• ĐDK 110kV, • Cáp ngầm 35-22kV, • Cáp ngầm dưới 22kV khoảng cách dài: • ĐDK trung áp, • Cáp ngầm dưới 22kV khoảng cách ngắn (<1km): • Dây dẫn hạ áp: Bỏ qua Y, X

1. Sơ đồ thay thế 1.2. Sơ đồ thay thế máy biến áp

 Sơ đồ thay thế MBA 3 pha 2 cuộn dây

S0

 Sơ đồ mạng 2 cửa hình 

 Tổng trở MBA: ZB = RB + jXB

(cid:2870)

R(cid:2886) = ∆P(cid:2898) (cid:521)

(cid:2870) Uđ(cid:2923).(cid:2886) (cid:2870) Sđ(cid:2923).(cid:2886) u(cid:2898) Iđ(cid:2923).(cid:2886)

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

= X(cid:2886) ≈ Z(cid:2886) = u(cid:2898)%. Uđ(cid:2923).(cid:2886) 100. Sđ(cid:2923).(cid:2886)

- 5 2 4 3 E E

 Tổn thất không tải MBA:

TT ngắn mạch và TT không tải MBA Điện áp ngắn mạch MBA (%) Dòng điện không tải MBA (%)

Sđm.B , Uđm.B: Công suất và điện áp định mức MBA PN, P0: uN%: I0%:

h n á h K c ố u q h c ạ B

∆Ṡ (cid:2868) = ∆P(cid:2868)+j∆Q(cid:2868)= ∆P(cid:2868)+j I(cid:2868)%. Sđ(cid:2923).(cid:2886) 100

Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN

4 Bản 2021

EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 5

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

2. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật 2.1. Tổn thất điện áp

. I

. U1

. U2

R+jX

 Đường dây một phụ tải

P+jQ

∆U̇

U̇ (cid:2869)

𝛿U

Icosθ

∆U

𝜃

U̇ (cid:2870)

3İR

3İX

İ

Tổng trở đường dây R, X: Uđm: Điện áp định mức U1, U2: Điện áp dây nguồn và phụ tải Dòng điện nhánh I: Công suất nhánh P, Q:

−jIsinθ

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

- 5 2 4 3 E E

∆U̇ = U̇ (cid:2869) − U̇ (cid:2870) = 3. İ. Z = 3. I cos θ − jI sin θ . R + jX

Thông tư 39/2010/TT-BCT

= + j = ∆U + jδU PR + QX U(cid:2870) PX − QR U(cid:2870)

h n á h K c ố u q h c ạ B

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

∆U̇ ≈ ∆U = ≈ Lưới phân phối: Umax  Ucp = 5%Uđm PR + QX U(cid:2870) PR + QX Uđ(cid:2923)

2. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật 2.1. Tổn thất điện áp

 Tổn thất trên đường dây có phụ tải phân bố đều

𝑃

Xét tổn thất điện áp do tải công suất tác dụng trên dx cách cuối đường dây một khoảng x:

𝑙 2(cid:3415)

Nguồn

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

= d∆U(cid:2900)(cid:2934) = P(cid:2934). dR(cid:2934) Uđ(cid:2923) P(cid:2925). x. r(cid:2925)dx Uđ(cid:2923)

𝑃 = 𝑃(cid:3042)𝑙

(cid:2922)

Po: Mật độ phụ tải (kW/km)

- 5 2 4 3 E E

Tổng tổn thất điện áp do tải CSTD

= = P(cid:2925). x. r(cid:2925)dx Uđ(cid:2923) P(cid:2925). r(cid:2925). l(cid:2870) 2. Uđ(cid:2923) P. R 2. Uđ(cid:2923) ∆U(cid:2900)= (cid:3505) (cid:2868)

h n á h K c ố u q h c ạ B

Tương tự, ⇒ ∆U = ∆U(cid:2900) + ∆U(cid:2901)= ∆U(cid:2901)= P. R + Q. X 2. Uđ(cid:2923) Q. X 2. Uđ(cid:2923)

Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN

5 Bản 2021

EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 5

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

2. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật 2.2. Tổn thất công suất – Tổn thất điện năng

 Tổn thất công suất đường dây một phụ tải

(cid:2870)

S ∆P = 3. I(cid:2870). R = 3 × × R ≈ (cid:521) R P(cid:2870) + Q(cid:2870) (cid:2870) Uđ(cid:2923) 3U(cid:2870)

 Tổn thất công suất trạm biến áp

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

(cid:2870)

∆Q = (cid:521) X P(cid:2870) + Q(cid:2870) (cid:2870) Uđ(cid:2923)

- 5 2 4 3 E E

Số máy biến áp n: Smax: Công suất tải lớn nhất của trạm biến áp

(cid:2870)

S(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934)

× ∆P = n × ∆P(cid:2868) + × ∆P(cid:2898) 1 n S(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934) Sđ(cid:2923).(cid:2886)

Sđ(cid:2923).(cid:2886)

h n á h K c ố u q h c ạ B

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

∆Q = n × + × I(cid:2868)% × Sđ(cid:2923).(cid:2886) 100 1 n u(cid:2898)% × Sđ(cid:2923).(cid:2886) 100

2. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật 2.2. TTCS – TTĐN

 Tổn thất công suất của đường dây phụ tải phân bố đều

Mật độ dòng điện tải Io (A/m), chiều dài đường dây l (m)  Tổn hao trên dx:

(cid:2870). r(cid:2934) = 3(I(cid:2925). x)(cid:2870). r(cid:2925)dx

𝐼

d ∆P(cid:2934) = 3I(cid:2934)

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

(cid:2922)

2𝑙

𝑙 3(cid:3415)

3(cid:3415)

 Tổng tổn hao:

(cid:2870). r(cid:2934) = (cid:3505) 3(I(cid:2925). x)(cid:2870). r(cid:2925)dx

Nguồn

(cid:2868)

- 5 2 4 3 E E

𝐼 = 𝐼(cid:3042)𝑙

∆P = 3I(cid:2934)

(cid:2870). r(cid:2925). l(cid:2871) = I(cid:2870)R

Io: Mật độ dòng điện phụ tải (A/km)

h n á h K c ố u q h c ạ B

= I(cid:2925)

Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN

6 Bản 2021

EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 5

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

2. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật 2.2. TTCS – TTĐN

 Tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải điển hình

(cid:2924)

 Tổn thất điện năng đường dây

(cid:2904) ∆A = (cid:3505) ∆P t dt (cid:2868)

(cid:2870) + Q(cid:2919) (cid:2870) P(cid:2919) (cid:2870) Uđ(cid:2923)

(cid:2919)(cid:2880)(cid:2869)

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

= (cid:3533) ∆P(cid:2919). ∆t(cid:2919) (cid:521) R (cid:521) ∆t(cid:2919) = (cid:3533) (cid:2919)(cid:2880)(cid:2869)  Tổn thất điện năng trạm biến áp

(cid:2870) (cid:2870) + Q(cid:2919) P(cid:2919) (cid:2870) Sđ(cid:2923).(cid:2886)

(cid:3041) (cid:521) ∆P(cid:2898) (cid:521) (cid:3533) (cid:3036)(cid:2880)(cid:2869)

- 5 2 4 3 E E

n : Số máy biến áp trong trạm biến áp T : Thời gian đóng điện trạm biến áp

h n á h K c ố u q h c ạ B

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

∆A = n. ∆P(cid:2868). T + (cid:521) ∆t(cid:2919) 1 n

2. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật 2.2. TTCS – TTĐN

 Tổn thất điện năng theo thời gian tổn thất lớn nhất

(cid:2870)

(cid:521) R (cid:521) τ ∆A = ∆P(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934). τ =  Tổn thất điện năng đường dây (cid:2870) + Q(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934) P(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934) (cid:2870) Uđ(cid:2923)

(cid:2870)

 Tổn thất điện năng trạm biến áp

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

1 : Diện tích Pmax x Tmax. 2 : ĐTPT

- 5 2 4 3 E E

n : Số máy biến áp trong trạm biến áp T : Thời gian đóng điện trạm biến áp  :

Thời gian tổn thất công suất lớn nhất của đường dây, trạm biến áp  = (0,124+Tmax.10-4)2.8760

Tmax: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất của phụ tải

h n á h K c ố u q h c ạ B

(cid:521) ∆A = n. ∆P(cid:2868). T + (cid:521) ∆P(cid:2898) (cid:521) τ 1 n S(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934) Sđ(cid:2923).(cid:2886)

Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN

7 Bản 2021

EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 5

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

2. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật 2.2. TTCS – TTĐN

(𝐿𝐹(cid:2870) < 𝐿𝑠𝐹 < 𝐿𝐹)

 Tính toán tổn thất điện năng

theo hệ số tổn thất

LF = = = T(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934) T  Hệ số tải (Load factor): P(cid:2930)(cid:2912) P(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934) A(cid:2904) P(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934). T

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

Quan hệ giữa LF và LsF

 Hệ số tổn thất (Loss factor):

- 5 2 4 3 E E

LsF = = = τ T ∆P(cid:2930)(cid:2912) ∆P(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934) ∆A(cid:2904) ∆P(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934). T

 Quan hệ thực nghiệm LsF và LF:

h n á h K c ố u q h c ạ B

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

LsF = c. LF + 1 − c . LF(cid:2870) c = 0,2 (UK và Australia) c = 0,3 (USA, đô thị) c = 0,16 (USA, nông thôn)

2. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật 2.2. TTCS – TTĐN

 Tổn thất điện năng đường dây

∆A(cid:2904)= ∆P(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934). τ

Pmax: Tổn thất công suất lớn nhất  : Thời gian tổn thất công suất lớn nhất = ∆P(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934). T. 𝐿𝑠𝐹

(cid:2870)

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

 Tổn thất điện năng trạm biến áp

(cid:2870)

- 5 2 4 3 E E

. ∆A = n. ∆P(cid:2868). T + . ∆P(cid:2898). τ 1 n S(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934) Sđ(cid:2923).(cid:2886)

h n á h K c ố u q h c ạ B

(cid:521) = n. ∆P(cid:2868) + . ∆P(cid:2898). LsF (cid:521) 𝑇 1 n S(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934) Sđ(cid:2923).(cid:2886)

Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN

8 Bản 2021

EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 5

Ví dụ 5.1. ĐDK 10kV, 5km, dây AC-70 cung cấp điện cho một xí nghiệp có công suất 1600kVA, cos = 0,75. Xí nghiệp vận hành 2 ca, Tmax = 4000h. Kiểm tra tổn thất điện áp. Tính tổn thất điện năng?

ĐDK AC-70 có r0 = 0,46/km, x0 = 0,34/km.  R = r0.l = 0,46.5 = 2,3, X = x0.l = 0,34.5 = 1,7 Công suất chạy trên đường dây : cos = 0,75  sin = 0,66 P = S.cos = 1600.0,75 = 1200kW, Q = S.sin = 1600.0,66 = 1056kVAr

∆U =

= 455,52V = 4,55%Uđ(cid:2923) ≤ ∆U(cid:2913)(cid:2926) = 5%Uđ(cid:2923)

1200.2,3 + 1056.1,7 10

∆P =

(cid:521) R =

1600(cid:2870) 10(cid:2870) (cid:521) 2,3 (cid:521) 10(cid:2879)(cid:2871) = 58,88kW

PR + QX Uđ(cid:2923) S(cid:2870) (cid:2870) Uđ(cid:2923)

 = (0,124 + Tmax.10-4) 2.8760 = (0,124 + 4000.10-4) 2.8760 = 2405h  A = P. = 58,88 . 2405 = 141606kWh

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

Ví dụ 5.2. TBATG 1 MBA: SđmB = 10MVA, 35/10kV, PN = 60kW, P0 = 14kW. Phụ tải cực đại Smax = 8MVA, Tmax = 5000h. Tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng TBATG.

(cid:2870)

- 5 2 4 3 E E

= 52,4𝑘𝑊

∆P = n × ∆P(cid:2868) +

× ∆P(cid:2898)= 14 + 60 (cid:521)

1 n

8 10

S(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934) Sđ(cid:2923).(cid:2886)

 = (0,124 + Tmax.10-4) 2.8760 = (0,124 + 5000.10-4) 2.8760 = 3410h (cid:2870)

(cid:2870)

. 3410 = 253584𝑘𝑊ℎ

∆A = n × ∆P(cid:2868). 𝑇 +

∆P(cid:2898). 𝜏 = 14.8760 + 60 (cid:521)

1 n

8 10

S(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934) Sđ(cid:2923).(cid:2886)

h n á h K c ố u q h c ạ B

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

3. Tính toán chế độ xác lập 3.1. Thiết lập bài toán

 Cấu trúc lưới

 3 pha

 Một nguồn cấp, sơ đồ hình tia, liên thông (lưới phân phối điện)

 Thông tin ban đầu

 Sơ đồ lưới điện

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

 Thông số các phần tử (đường dây, MBA)

- 5 2 4 3 E E

 Điện áp nguồn

 Yêu cầu tính toán

 Phụ tải  Dòng điện các nhánh

h n á h K c ố u q h c ạ B

 Điện áp các nút

Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN

9 Bản 2021

EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 5

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

3. Tính toán chế độ xác lập 3.1. Thiết lập bài toán

Quét xuôi

 Trình tự tính toán

İ(cid:2868)(cid:2869)

İ (cid:2924)(cid:2879)(cid:2869) (cid:2924)

İ(cid:2869)(cid:2870)

n-1

01Z

12Z

Nguồn

Ṡ (cid:2896)(cid:2924)

Ṡ (cid:2896)(cid:2870)

01Z Ṡ (cid:2896)((cid:2924)(cid:2879)(cid:2869))

Lập sơ đồ thay thế và xác định chiều công suất trên các nhánh

Ṡ (cid:2896)(cid:2869) Quét ngược

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

Quét xuôi (Forward Sweep): Áp dụng Kirchoff I cho các nút từ phụ tải xa nhất trở về nguồn để - Tính trào lưu công suất các nhánh. - Tính tổn thất công suất các nhánh.

- 5 2 4 3 E E

Quét ngược (Backward Sweep): Tính tổn thất điện áp nhánh và điện áp các nút từ nguồn đến nút phụ tải xa nhất

h n á h K c ố u q h c ạ B

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

3. Tính toán chế độ xác lập 3.2. Phương pháp cộng phụ tải

 Tính toán lưới phân phối khi bỏ qua Y đường dây

 Sơ đồ thay thế đường dây bỏ qua Y

‒ Lưới hạ áp

‒ ĐDK trung áp

‒ Cáp ngầm trung áp (22, 35)kV khoảng cách ngắn (<1km)

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

 Khi tính toán trào lưu công suất các nhánh, bỏ qua tổn thất công suất các nhánh Snhánh.

- 5 2 4 3 E E

 Khi tính tổn thất công suất nhánh Snhánh, lấy điện áp lưới là điện áp định mức: U=Uđm.

h n á h K c ố u q h c ạ B

 Khi tính tổn thất điện áp nhánh, lấy điện áp lưới là điện áp định mức: U=Uđm và bỏ qua thành phần ảo của tổn thất điện áp.

Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN

10 Bản 2021

EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 5

‒ Lập sơ đồ thay thế Ṡ (cid:2874) ‒ Tính trào lưu công suất

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

Ṡ (cid:2873)(cid:2874) Ṡ (cid:2875) Ṡ (cid:2871) Ṡ (cid:2873) Ṡ (cid:2873)(cid:2875) Ṡ (cid:2869)(cid:2873) Ṡ (cid:2870)(cid:2871) U0 Ṡ (cid:2870)(cid:2872) Ṡ (cid:2868)(cid:2869) Ṡ (cid:2869)(cid:2870) Ṡ (cid:2870) Ṡ (cid:2869) Ṡ (cid:2872) (Quét xuôi) Nút 3: Ṡ (cid:2870)(cid:2871) = Ṡ (cid:2871) Nút 4: Ṡ (cid:2870)(cid:2872) = Ṡ (cid:2872) Nút 2: Ṡ (cid:2869)(cid:2870) = Ṡ (cid:2870) + Ṡ (cid:2870)(cid:2871) + Ṡ (cid:2870)(cid:2872) Nút 6: Ṡ (cid:2873)(cid:2874) = Ṡ (cid:2874) Nút 7: Ṡ (cid:2873)(cid:2875) = Ṡ (cid:2875) Nút 5: Ṡ (cid:2869)(cid:2873) = Ṡ (cid:2873) + Ṡ (cid:2873)(cid:2874) + Ṡ (cid:2873)(cid:2875) Nút 1: Ṡ (cid:2868)(cid:2869) = Ṡ (cid:2869) + Ṡ (cid:2869)(cid:2870) + Ṡ (cid:2869)(cid:2873)

- 5 2 4 3 E E

(cid:2870) S(cid:2919)(cid:2921) (cid:2870) (R(cid:2919)(cid:2921) + jX(cid:2919)(cid:2921)) Uđ(cid:2923)

Với nhánh ik: ∆Ṡ (cid:2919)(cid:2921)= ∆P(cid:2919)(cid:2921) + j∆Q(cid:2919)(cid:2921) =

‒ Tính điện áp các nút (Quét ngược)

h n á h K c ố u q h c ạ B

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

∆U(cid:2919)(cid:2921)= U(cid:2921) = U(cid:2919) − ∆U(cid:2919)(cid:2921) P(cid:2919)(cid:2921). R(cid:2919)(cid:2921) + Q(cid:2919)(cid:2921). X(cid:2919)(cid:2921) Uđ(cid:2923)

3. Tính toán chế độ xác lập 3.2. Phương pháp cộng phụ tải

 Tính toán lưới phân phối có xét dung dẫn đường dây

 Sơ đồ thay thế đường dây bỏ qua G

‒ ĐDK 110kV

‒ Cáp ngầm trung áp (22-35)kV khoảng cách lớn (≥1km)

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

 Phải xét tổn thất công suất nhánh Snhánh khi tính trào lưu công suất các nhánh.

- 5 2 4 3 E E

h n á h K c ố u q h c ạ B

 Khi tính tổn thất công suất nhánh Snhánh, coi điện áp lưới là điện áp định mức: U=Uđm

Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN

11 Bản 2021

EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 5

Phía tải

Phía nguồn Ṡ (cid:2919)(cid:2921)

(cid:2919)(cid:2921)

– S′̇ ∆Ṡ (cid:2919)(cid:2921) Ṡ (cid:2921) Ṡ (cid:2919) Sơ đồ tương đương một phần tử đường dây.

(cid:2870)

(cid:2919)(cid:2921) = Ṡ (cid:2921) − j

(cid:2919)(cid:2921) + ∆Ṡ (cid:2919)(cid:2921); ∆Ṡ (cid:2919)(cid:2921) =

(cid:2870) + Q′(cid:2919)(cid:2921) (cid:2870) (cid:2870) Uđ(cid:2923)

– Z(cid:2919)(cid:2921) Khi tính phân bố trào lưu công suất (Forward sweep) j j Q(cid:2919)(cid:2921) 2 Q(cid:2919)(cid:2921) 2 ; S′̇ Q(cid:2919)(cid:2921) 2 Q(cid:2919)(cid:2921) = B(cid:2919)(cid:2921). Uđ(cid:2923) (cid:2870) P′(cid:2919)(cid:2921) Ṡ (cid:2919)(cid:2921) = S′̇ R(cid:2919)(cid:2921) + jX(cid:2919)(cid:2921) = R(cid:2919)(cid:2921) + jX(cid:2919)(cid:2921) S′̇ (cid:2919)(cid:2921) (cid:2870) Uđ(cid:2923)

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

Ṡ (cid:2919) = Ṡ (cid:2919)(cid:2921) − j Q(cid:2919)(cid:2921) 2

- 5 2 4 3 E E

– Khi tính toán tổn thất điện áp nhành và điện áp nút (Backward sweep)

+ j ⟹ U̇ (cid:2869) = U̇ (cid:2868) − ∆U̇ (cid:2868)(cid:2869) P(cid:2868)(cid:2869). R(cid:2868)(cid:2869) + Q(cid:2868)(cid:2869). X(cid:2868)(cid:2869) U(cid:2868) P(cid:2868)(cid:2869). X(cid:2868)(cid:2869) − Q(cid:2868)(cid:2869). R(cid:2868)(cid:2869) U(cid:2868) ∆U̇ (cid:2868)(cid:2869) = …

h n á h K c ố u q h c ạ B

Ví dụ 5.3: 

+ j ∆U̇ (cid:2919)(cid:2921) = ⟹ U̇ (cid:2921) = U̇ (cid:2919) − ∆U̇ (cid:2919)(cid:2921) P(cid:2919)(cid:2921). R(cid:2919)(cid:2921) + Q(cid:2919)(cid:2921). X(cid:2919)(cid:2921) U(cid:2919) P(cid:2919)(cid:2921). X(cid:2919)(cid:2921) − Q(cid:2919)(cid:2921). R(cid:2919)(cid:2921) U(cid:2919)

Tổn thất điện năng mạng điện ?

Phụ tải của xí nghiệp: S1 = 1000kVA, cos1 = 0,8; S2 = 3000kVA, cos2 = 0,6; S3 = 2000kVA, cos3 = 0,8

AC-70 3km

Ṡ (cid:2871)



 Dây dẫn: AC-70 có ro = 0,46/km 

Trạm biến áp: 2 MBA; SđmB = 4000kVA, 35/10kV Po = 12,5kW; PN = 42kW Tmax của các xí nghiệp đều bằng 5000 giờ.

Ṡ (cid:2870)

AC-70 2km



 

Ṡ (cid:2869)



(cid:2871) =

Sơ đồ thay thế, giả thiết chiều công suất nhánh R12 = 0,46.2 = 0,92; R13 = 0,46.3 = 1,38 Ṡ (cid:2869) = S(cid:2869). cosφ(cid:2869) + j. S(cid:2869). sinφ(cid:2869)= 800+ j600 (kVA) Ṡ (cid:2870) = S(cid:2870). cosφ(cid:2870) + j. S(cid:2870). sinφ(cid:2870)=1800+j2400 (kVA) S S(cid:2871). cosφ(cid:2871) + j. S(cid:2871). sinφ(cid:2871)=1600+j1200 (kVA)



Tính toán phân bố công suất các nhánh Ṡ (cid:2869)(cid:2870) = Ṡ (cid:2870); Ṡ (cid:2869)(cid:2871) = Ṡ (cid:2871); Ṡ (cid:2886) = Ṡ (cid:2869) + Ṡ (cid:2869)(cid:2870) + Ṡ (cid:2869)(cid:2871) = Ṡ (cid:2869) + Ṡ (cid:2870) + Ṡ (cid:2871) = 4200 + j4200 (kVA)



Tính toán tổn thất công suất và tổn thất điện năng các nhánh

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

 = (0,124 + Tmax.10-4)2.8760 = (0,124 + 5000.10-4)2.8760 = 3410giờ

∆P(cid:2869)(cid:2870)=

(cid:521) R(cid:2869)(cid:2870) =

3000(cid:2870) 10(cid:2870) (cid:521) 0,92. 10(cid:2879)(cid:2871) = 82,8kW ⟹ A12 = P12. = 82,8.3410

(cid:2870) S(cid:2869)(cid:2870) (cid:2870) Uđ(cid:2923)

(cid:2870) S(cid:2870) (cid:2870) Uđ(cid:2923)

- 5 2 4 3 E E

= 282348(kWh)

∆P(cid:2869)(cid:2871)=

(cid:521) R(cid:2869)(cid:2871) =

2000(cid:2870) 10(cid:2870) (cid:521) 1,38. 10(cid:2879)(cid:2871) = 55,2kW ⟹ A13 = P13. = 55,2.3410

(cid:2870) S(cid:2869)(cid:2871) (cid:2870) Uđ(cid:2923)

(cid:2870) S(cid:2871) (cid:2870) Uđ(cid:2923)

= 188232 (kWh)

. 42 (cid:521)

(cid:521) τ =2.12,5.8760 +

∆A(cid:2886)= N(cid:2886). ∆P(cid:2868). T +

(cid:521) ∆P(cid:2898)

1 2

5940(cid:2870) 4000(cid:2870) (cid:521) 3410 = 376916(kWh)

1 N(cid:2886)

(cid:2870) S(cid:2886) (cid:2870) Sđ(cid:2923).(cid:2886)

+ A13 = 376916 + 282348 + 188232 = 847961(kWh)

⟹ A = A(cid:2886) + A12

h n á h K c ố u q h c ạ B

Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN

12 Bản 2021

EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 5

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

3. Tính toán chế độ xác lập 3.3. Phương pháp sử dụng hệ số đồng thời

 Chế độ max

(cid:4593)

P(cid:2869)(cid:2870)(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934)

PN1max

 Max chung:

(cid:4593)

Nhánh N-1: PN1max tại t1

P(cid:2869)(cid:2871)(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934)

 Max riêng:

Nhánh 1-2: P12max tại t2

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

 Hệ số đồng thời (Chương 2)

- 5 2 4 3 E E

Nhánh 1-3: P13max tại t3

K(cid:2903) = P(cid:2898)(cid:2869)(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934) P(cid:2869)(cid:2870)(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934) + P(cid:2869)(cid:2871)(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934)

h n á h K c ố u q h c ạ B

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

= P(cid:2898)(cid:2869)(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934) P(cid:2870)(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934) + P(cid:2871)(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934)

3. Tính toán chế độ xác lập 3.3. Phương pháp sử dụng hệ số đồng thời

Phía nguồn

 Giả thiết

 Tính cho chế độ phụ tải cực đại.

Sc Sn…

Phía phụ tải

 Trình tự tính toán

(cid:2924)

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

 Các giả thiết khác tương tự phương pháp cộng phụ tải.

(cid:2919)(cid:2880)(cid:2869)

Ṡ (cid:2913) = K(cid:2929). (cid:3533) Ṡ (cid:2919)

- 5 2 4 3 E E

Ví dụ 5.4: Tương tự ví dụ 5.3. Khi tính toán trào lưu công suất các nhánh Ṡ (cid:2869)(cid:2870) = Ṡ (cid:2870); Ṡ (cid:2869)(cid:2871) = Ṡ (cid:2871); Ṡ (cid:2886) = K(cid:2929) × (Ṡ (cid:2869) + Ṡ (cid:2869)(cid:2870) + Ṡ (cid:2869)(cid:2871)) = 0,85(4200 + j4200) = 3570 + j3570(kVA)

h n á h K c ố u q h c ạ B

 Trình tự tính toán tương tự phương pháp cộng phụ tải. Chỉ lưu ý khi tính toán trào lưu công suất các nhánh dùng Kirchoff 1 cho các nút (phụ tải  nguồn) phải thêm hệ số đồng thời

Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN

13 Bản 2021

EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương 5

Tài liệu tham khảo

Chương 5. Tính toán CĐXL HTCCĐ

[1] A.A.Fedorov, G.V.Xerbinoxki, Sách tra cứu về cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp – Mạng lưới điện công nghiệp, Bản dịch của Bộ môn Hệ thống điện, Trường ĐHBK hà Nội, 1988.

[2] Trần Đình Long, Nguyễn Sỹ Chương, Lê Văn Doanh, Bạch Quốc Khánh,

Hoàng Hữu Thận, Phùng Anh Tuấn, Đinh Thành Việt, Sách tra cứu về chất lượng điện năng, Nhà xuất bản Bách Khoa - Hà Nội, 2013

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

- 5 2 4 3 E E

h n á h K c ố u q h c ạ B

n ệ đ p ấ c g n u c g n ố h t ệ H

- 5 2 4 3 E E

h n á h K c ố u q h c ạ B