intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Hệ thống cung cấp điện: Chương 5 - Nguyễn Đức Hưng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:37

Thêm vào BST
Báo xấu
9
lượt xem 2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hệ thống cung cấp điện: Chương 5 Tính toán mạng điện, cung cấp những kiến thức như tính toán tổn thất điện áp; Tính toán tổn thất công suất trên đường dây; Tính toán tổn thất công suất trong máy biến áp; Tính toán tổn thất điện năng; Tính toán mạng điện kín đơn giản;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hệ thống cung cấp điện: Chương 5 - Nguyễn Đức Hưng

  1. 9/5/2019 CHƯƠNG V TÍNH TOÁN MẠNG ĐIỆN 05/09/2019 1 Chương V TÍNH TOÁN MẠNG ĐIỆN 1. Tính toán tổn thất điện áp 2. Tính toán tổn thất công suất trên đường dây 3. Tính toán tổn thất công suất trong máy biến áp 4. Tính toán tổn thất điện năng 5. Tính toán mạng điện kín đơn giản 05/09/2019 2 1
  2. 9/5/2019 5.1 Đặc thù tính toán lưới điện trung hạ thế 1. Công suất phụ tải tương đối thấp (vài kW đến vài MW) 2. Chiều dài đường dây dẫn điện tương đối ngắn ( vài mét đến dưới vài chục mét với mạng hạ thế , < vài km với mạng trung thế ,rất hiếm trường hợp vài chục km ) 3. Mạng hạ thế thường có cấu trúc hình tia hoặc trục chính . 4. Mạng trung thế có thể dạng phân nhánh , tải phân bố đều , mạng kín đơn giản 5. Tổn thất trong mạng trung hạ khá lớn , bao gồm tổn thất của máy biến áp 05/09/2019 3 5.2 . Tính tổn thất điện áp trên đường dây . Tổn thất điện áp trên 1 dây dẫn điện . U1 . U2 R  jX I P  jQ U1  dU U  U2 A B U C   jIX IR I . . . . . 05/09/2019 U 1  U 2  I ( R  jX)  U 2  dU 4 2
  3. 9/5/2019 5.2.1 Biểu thức tính tổn thất điện áp trên đường dây D U1 Giản đồ vector điện áp  dU U  U2 A B U C   jIX IR I Thành phần dọc trục U AC  Δ U  AB  BC  IR cos φ 2  IX sin φ 2 Tính trên mạng 3 pha , xét sụt áp dây ΔU  3I(R cosφ2  Xsinφ2 ) 05/09/2019 5 5.3.1 Biểu thức tính tổn thất điện áp trên đường dây D U1 a. Xây dựng giản đồ vector điện áp  dU U  U2 A B U C   jIX IR I E Thành phần ngang trục U CD  δU  ED  EC  IXcosφ2  IR sinφ2 Tính trên mạng 3 pha , xét sụt áp dây δU  3I( X cosφ2  R sinφ2 ) 05/09/2019 6 3
  4. 9/5/2019 b. Tính tổn thất điện áp trên đường dây  Biến đổi công thức tính sụt áp theo P , Q trên đường dây P1R  Q1X P2R  Q2X P1X Q1R P2X Q2R ΔU   δU   U1 U2 U1 U2  Đường dây điện áp U  35kV có thể bỏ qua U P2R  Q2X P1R  Q1X U1  U2  ; U2  U1  U2 U1  Đường dây một pha có dây đi và về giống hệt nhau , cùng dòng điện I ΔU  2I(Rcosφ2  Xsinφ2 ); ΔU  2 P1R  Q1X  2 P2R  Q2X U1 U2 05/09/2019 7 5.2.2 Tính tổn thất điện áp trên đường dây có 1 phụ tải  Đường dây mạng trung thế chỉ có R và X  Để xác định tổn hao điện áp trên đường dây điện 3 pha sử dụng sơ đồ thay thế 1 sợi U1 R,X U2 I cos2 P1R  Q1X P2R  Q2X ΔU   U1 U2 P2R  Q2X P1R  Q1X U1  U2  ; U2  U1  U2 U1 05/09/2019 ΔU  3I(R cosφ2  Xsinφ2 ) 8 4
  5. 9/5/2019 5.2.2 Tính tổn thất điện áp trên đường dây có một phụ tải PR  QX Đối với đường dây ba pha ΔU  U dm PR  QX Phần trăm sụt áp ΔU%  2 * 100% U dm R= r0.l; X = x0.l () ; P(W)=Scos ,Q = Ssin (VAr),S(VA), Uđm(V) Sr cosφ  x sinφ  * l 0 0 ΔU%  2 100.% U dm Hằng số phần trăm sụt áp K%  r0 cos φ  x0 sin φ 100% / VA.km 2 05/09/2019 U dm 9 5.2.3 Tổn thất điện áp trên đường dây liên thông p1+jq1 p2+jq2 p3+jq3 r1+jx1 r2+jx2 r3+jx3 p2+jq2 p3+jq3 p1+jq1 P1=p1+p2+p3 ; Q1= q1 + q2 +q3 P2= p2+p3 ; Q2= q2 +q3 P3= p3 ; Q3= q3 n 1 Δ U max  . Pi ri  Q i x i  05/09/2019 U dm i  1 10 5
  6. 9/5/2019 5.2.4 Tổn thất điện áp trên đường dây phân nhánh 3 p3+jq3 A 1 2 r1+jx1 r2+jx2 r4+jx4 4 P1+jQ1 P2+jQ2 P4+jQ4 p1+jq1 p2+jq2 p4+jq4 ΔU A 3  ΔU A1  ΔU 12  ΔU 23 ΔU A 4  ΔU A 1  ΔU 12  ΔU 24 U 4  U A  Δ U A 4 ; U 3  U A  ΔU A 3 ΔU max  MaxΔU 24 , ΔU 23  ΔU A1  ΔU 12 ΔU max ΔU max %  100%  ΔU cp % U dm 05/09/2019 11 5.2.5 Tính sụt áp trên đường dây có tải phân bố đều a b I I i  (A / m) l L L L/2 I Ix Hình5.13dx  iL  x  i. x L I RI dr = r0.dx ΔU   Ix .r0dx  r0 .L  du= dr.Ix = r0.dx.Ix 0 2 2 RI ΔUtt ΔUpb   05/09/2019 2 2 12 6
  7. 9/5/2019 Ví dụ Một đường dây một pha hai dây dài 250m được cung cấp từ một đầu đường dây. Phụ tải phân bố đều trên suốt chiều dài đường dây với mật độ phụ tải 1,6 A/m. Điện trở mỗi mét dây là 0,0002 /m. Tìm điện áp đầu nguồn để giữ điện áp bằng 250 V : (a) Cuối đường dây; (b) Giữa đường dây; A B 250m Giả thiết phụ tải có cos = 1, bỏ qua cảm kháng Hình 5.18 1 của đường dây. ΔU  IRAB 2 Tổng dòng điện phụ tải: I = 1,6 x 250 = 400 A . Điện trở của đường dây gồm hai dây: R = 250 x 2 x 0,0002 = 0,1  1 ΔU Ab  .400.0,1  20V 2 Điện áp đầu nguồn:UA = Ub +UAB UA = 250 + 20 = 270 V* 05/09/2019 13 Một đường dây một pha 250m. Phụ tải phân bố đều mật độ phụ tải 1,6 A/m. Điện trở mỗi mét dây là 0,0002 /m. Tìm điện áp đầu nguồn để giữ điện áp bằng 250 V Giữ điện áp ở giữa đường dây là 250 V Giả thiết phụ tải có cos = 1 Sụt áp đến điểm giữa đường dây là sụt áp do phụ tải phân bố đều từ đầu A đến M công với sụt áp do dòng điện cung cấp cho nửa đường dây sau, giả thiết tập trung tại điểm giữa đường dây A b 125m M 125m Tải phân bố đều 5.19 Hình 1 1 0,1 Áp dụng nguyên lý xếp chồng ΔU 'AM  R AM i .AM   . 1,6.125 2 2 2 Chỉ có tải phân bố đều 1  .0,05.200  5V 2 Chỉ có phụ tải tập trung ΔU 'AM  0,05.200  10V ' ' '' Sụt áp tổng: ΔU AM  ΔU AM  ΔU AM  5  10  15V 05/09/2019 U A  U M  ΔU AM  250  15  265V 14 7
  8. 9/5/2019 5.3 Xác định tổn thất điện áp trên đường dây lưới điện hạ áp PR  Q X PR  Q2 X 1 1 U   2 Udm_luoi Udm_luoi n 100 U %  2 U dm _ luoi  ( PR Q X ) i 1 i i i i Trường hợp tính theo dòng tính toán n U  3  ( I i Ri cosi I i X i sin i ) i 1 05/09/2019 15 5.3 Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp n  ΔUi  ΔUmax  ΔUcp i 1 Tiêu chuẩn tổn hao điện ápU%  Đường dây điện áp 6-22kV: ±5%  Hệ thống chiếu sáng +3%; -2.5%.  Mạng công nghiệp chế độ làm việc bình thường: ±5%  Mạng công nghiệp chế độ khởi động : ±8%  Sụt áp sẽ được tính theo đường dây từ thanh cái của TPPC hoặc đầu MBA đến đầu cực thiết bị 05/09/2019 16 8
  9. 9/5/2019 Bài tập 1. Một đường dây tải điện dùng dây AC – 120, dài 90 km, ba pha đặt trên ba đỉnh tam giác đều, mỗi cạnh D = 4 m. Phụ tải cuối đường dây là P2 = 40 MW, cos = 0,8. Điện áp ở phụ tải là U2 = 110 kV. Xác định tổn thất điện áp dọc đường dây và điện áp đầu đường dây. ĐS: U=17,5 kV; U = 7,26 kV; U1 = 127,7 kV 2. Cho đường dây phân phối 15 kV, phụ tải và chiều dài cho trong hình Tìm phần trăm sụt áp . Cho điện trở dây dẫn r0 = 0,27 /km, cảm kháng x0 = 0,332 /km A 4km b 6km c 1000 kVA, cos=0,9 Hình Bt5.10 Đs: 5,34% 3000 kVA, cos=0,9 05/09/2019 17 Bài tập 3 . Một mạng điện ba pha 380 V trên không, dùng dây nhôm cung cấp điện cho một số hộ tiêu thụ. Đường dây chính Ae dùng dây A-50 có r0=0,63 /km, nhánh rẽ bf dùng dây A-16 có r0 = 1,96 /km, x0 = 0,358 /km, nhánh rẽ dg với phụ tải thắp sáng phân bố đều dùng dây A-25 có r0 = 1,27 /km, x0 = 0,345 /km. Tìm sụt áp lớn nhất trên mạng điện. A 50m b 50m c 50m d 50m e A-50 A-50 A-50 A-50 25kW, cos =1 25kW, cos =0,8 A-25 U Af %  6,4% 100m 0,15kW/m, cos  =1 15kW, cos=0,8 05/09/2019 18 9
  10. 9/5/2019 5.4 Tổn hao công suất và điện năng trên đường dây tải điện 05/09/2019 19 5.4 Khái niệm chung về tấn thất công suất và tổn thất điện năng Điện năng được truyền tải từ thanh cái các nhà máy điện tới hộ tiêu thụ qua các máy biến áp trung gian và đường dây . Các phần tử này có điện trở và điện kháng nên sẽ gây tổn thất công suất tác dụng trên điện trở và tổn thất công suất phản kháng trên điện kháng . Năng lượng điện tổn hao do tổn thất công suất tác dụng gây phát nóng dây dẫn và máy biến áp . Mặc khác , để bù đắp vào số năng lượng bị tổn hao , cần đầu tư xây dựng thêm nguồn phát . Kết quả là vốn đầu tư vào nguồn tăng , đồng thời với việc tổn thất điện năng cao sẽ làm tăng giá thành sản phẩm , không đảm bảo các yêu cầu về kinh tế . Tổn thất công suất phản kháng tuy không ảnh hưởng trực tiếp tới chi phí nhiên liệu nhưng sẽ gây tình trạng thiếu công suất phản kháng , làm điện áp tại các nút trong hệ thống giảm thấp , cần đầu tư nguồn phát công suất phản kháng …Do đó cũng làm tăng giá thành tải điện Cần tính toán đúng các đại lượng tổn thất trong quá trình thiết kế cũng như vận hành để có biện pháp điều chỉnh , khắc phục nhằm giảm tổn thất tới mức thấp nhất . 05/09/2019 20 10
  11. 9/5/2019 5.4.1 Tổn thất công suất trên đường dây phân phối có một phụ tải Đối với mạng phân phối , có thể bỏ qua điện dung đường dây , điện áp tại các nút có thể lấy bằng định mức . 1 pha 2 dây 3 pha 3 dây 2 2 P  2 I 2 R P Q  P  3I R  2 R Q  2I 2 X U2 2  S  ΔP  3 RI 2  R  U    dm  P2  Q2 P2 Q  3I 2 X  2 X  R. 2 U U cos φ 2 05/09/2019 dm 21 5.4.2 Trường hợp đường dây liên thông n 1 2  P  2  (P i  Q i2 ) ri U dm i 1 n 1 2 Q   2  (P i  Q i2 ) x i U dm i 1 . i i Si  Pi  jQ i   p m  j q m 05/09/2019 m 1 m 1 22 11
  12. 9/5/2019 5.4.3 Đường dây kiểu phân nhánh n 1 2 P  2  (P i  Q i2 )ri U dm i 1 n 1 2 Q   2  (P i  Q i2 ) x i U dm i 1 05/09/2019 23 5.4.4 Tổn thất công suất trên đường dây có phụ tải phân bố đều Đường dây có phụ tải đặt ở các khoảng cách gần bằng nhau với công suất gần bằng nhau ( ví dụ các máy biến áp phân phối 15 / 0,4 kV ở khu vực thành phố ), có thể coi là phụ tải phân bố đều . Dòng điện Ix tại vị trí cách đầu đường dây A một khoảng x Xét một đoạn dx của đường dây , I x  i(L  x ) điện trở của đoạn dx là R0dx , R0 là điện trở trên một đơn vị chiều dài đường dây I 2 i dP  3R 0 dxI x L L L 2 ΔP   dΔP   3R 0 I x dx 3R 0 I 2 L 0 0 ΔP   (L  x) 3 L 3L2 0 ΔP   3R 0 i 2 (L  x) 2 dx 05/09/2019 0 ΔP  R 0 I 2L  RI 2 24 12
  13. 9/5/2019 5.4.4 Tổn thất công suất trên đường dây có phụ tải phân bố đều So sánh trường hợp tải tổng có giá trị bằng I nhưng tập trung ở cuối đường dây và tải tổng I nhưng phân bố đều dọc suốt đường dây ΔPtaptrung  3RI 2 ΔPphanbo  RI 2 P tải tập trung =3 P tải phân bố Mạch tương đương để tính tổn thất công suất khi mạng có tải phân bố đều 05/09/2019 25 5.4.5 Đường dây có phụ tải tập trung và phân bố đều lx I1,i1 a b I x  I tt  I pb l l=1(ñvtñ) Itt : dòng điện của tải tập trung x(ñvtñ) Ipb : dòng tổng của tải phân bố dx(ñvtñ) L: chiều dài tổng đường I2 dây L 2 I1  l  x ΔP   dΔP  3 I tt  I pb R 0dx 0  l  2 R L 2  3R o  L  I tt  3 0  I pb  3R 0  L  I tt  I pb  3  2 2 05/09/2019 ΔP  3RI tt  RI pb  3RI tt  I pb 26 13
  14. 9/5/2019 5.4.5 Đường dây có phụ tải tập trung và phân bố đều 2 2 ΔP  3RI tt  RI pb  3RI tt  I pb Sơ đồ thay thế tương đương 05/09/2019 27 5.5 Xác định tổn thất điện năng trong mạng điện Điện năng tiêu thụ A n AP   i 1 Pi  t i AP  PmaxTmax Tmax: thời gian công suất cực đại, trong khoảng thời gian đó phụ tải cực đại Pmax tiêu thụ lượng điện năng đúng bằng lượng điện năng phụ tải thực tế tiêu thụ trong khoảng thời gian khảo sát T 05/09/2019 28 14
  15. 9/5/2019 5.5 Xác định tổn thất điện năng trong mạng điện n 2 AP  3RIi2 ti AP  3RI max  i1  : thời gian tổn thất công suất cực đại, trong khoảng thời gian đó dòng cực đại Imax gây ra tổn hao điện năng đúng bằng lượng tiêu hao do dòng thực tế gây ra trong suốt thời gian khảo sát T 05/09/2019 29 5.5 Tổn thất điện năng trên đường dây  a. Nếu công suất tải không đổi thì tổn thất điện năng trong thời gian t được xác định  AP  3 I 2 Rt  AQ  3 I 2 X t  Thực tế tải thay đổi vì vậy tổn thất điện năng sẽ phải tính gần đúng,có thể dựa vào phương pháp đồ thị phụ tải n ΔA   ΔPi t i ΔA  τ.ΔPmax i 1 2 2  T  τ P t i i τ   0,124  max  .8760  10 4  2 Pmax  (h/năm) : thời gian tổn thất công suất cực đại 05/09/2019 30 15
  16. 9/5/2019 Bài tập Bài tập 1 Xác định tổn hao công suất tác dụng, phản kháng và tổn hao điện năng của đường dây 15kV chiều dài 2km, R01=0.208/km X01=0.079 /km. Thông số tải S=3+j1.3(MVA) và Tmax=2900h Bài tập 2 Xác định tổn thất điện năng hàng năm trong mạng điện ba pha điện áp định mức 15 kV. Đoạn N –1 dùng dây A –150 có điện trở r0 = 0,21 /km, đoạn 1-2 dùng dây A-50 có r0 = 0,63 /km. Chiều dài các đoạn đường dây và phụ tải cực đại cho trên hình vẽ. Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 2900 giờ/năm. Xác định phần trăm tổn thất điện năng theo điện năng tiêu thu. A 2 km 1 1 km 2 (3+j2)MVA (2+j1)MVA 05/09/2019 31 5.5. Xác định tổn thất điện năng trong mạng điện b . Xác định tổn hao điện năng khi phụ tải biến thiên  Theo dòng điện trung bình bình phương  Theo dòng điện cực đại 05/09/2019 32 16
  17. 9/5/2019 5.5. Xác định tổn thất điện năng trong mạng điện a.Theo dòng điện trung bình bình phương khd - hệ số hình dáng (1,02-1,15) A I tbbp  k hd I tb  k hd T 3U dm cos φ 2 2 ΔPtb  3RI tbbp ΔQ tb  3 XItbbp 2 2 ΔA P  3RI tbbp T ΔA Q  3XI tbbp T 05/09/2019 33 5.5. Xác định tổn thất điện năng trong mạng điện Tổn thất công suất cực đại 2 2 2 2 Pmax  Qmax Ptt  Qtt ΔPmax  2 R 2 R Udm Udm 2 2 2 2 Pmax  Qmax Ptt  Qtt ΔQmax  2 X 2 X Udm Udm 05/09/2019 34 17
  18. 9/5/2019 5.5. Xác định tổn thất điện năng trong mạng điện b. Theo dòng điện cực đại 2 ΔA P  3RI max τ  ΔPmax τ 2 ΔA Q  3 XImax τ  ΔQ max τ Nếu có đồ thị phụ tải  Ii2ti  P2ti  2   2i Imax Pmax n n Pti i i1 A It i i Tmax   P Tmax  i 1 05/09/2019 Pmax Pmax I max 35 5.5 Xác định tổn thất điện năng trong mạng điện Tính Tmax và  năm nếu không có ĐTPT n 2  Tmax   Pi t i A Σ τ  8760*  0.124  4  Tmax  i 1   10  Pmax Pmax T max(h)  (h) T max(h)  (h) 05/09/2019 36 18
  19. 9/5/2019 5.5 Xác định tổn thất điện năng trong mạng điện Nếu thời gian khảo sát nhỏ hơn 1 năm T  Tmax P τ  2Tmax  T  * (1  min )2 Tmax 2Pmin Pmax 1  T Pmax 05/09/2019 37 5.5 Xác định tổn thất điện năng trong mạng điện Quan hệ giữa dòng cực đại và dòng trung bình bình phương Tmax Itbbp  (0.012  ) I max 10000  I tbbp  I max 8760 05/09/2019 38 19
  20. 9/5/2019 Bài tập Bài tập 1 Xác định tổn hao công suất tác dụng, phản kháng và tổn hao điện năng của đường dây 15kV chiều dài 5km, R01=0.208/km , X01=0.079 /km. Thông số tải S=3+j1.3(MVA) và Tmax=2900h 05/09/2019 39 Bài tập 2 Xác định tổn hao điện năng trong 01 năm trên dây dẫn AC điện áp 6 kV, chiều dài dây dẫn là 8.2 km, tiết diện dây dẫn là 95mm2 (R0=0.33 /km). Điện năng tiêu thụ trong một năm là 4980 MWh, với tải cực đại I2max=100 A và cos=0.8. Khd=1.05 (giải bằng 2 cách) 05/09/2019 40 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
5=>2