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 - TS. Nguyễn Đức Tuyên

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

Thêm vào BST
Báo xấu
18
lượt xem 4
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Hệ thống cung cấp điện: Chương 5 - Tính toán về điện trong cung cấp điện" được biên soạn với các nội dung chính sau: Các khái niệm chung; Sơ đồ thay thế của hệ thống cung cấp điện; Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật; Tính toán chế độ xác lập trong các lưới điện hở;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết bài giảng tại đây!

Chủ đề:

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

Lưu

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

  1. Chương 5: Tính toán về điện trong cung cấp điện Bộ môn hệ thống điện Đại học Bách Khoa Hà nội TS.Nguyễn Đức Tuyên tuyen.nguyenduc@hust.edu.vn 1
  2. Chương 5: Tính toán về điện trong cung cấp điện §5.1. KHÁI NIỆM CHUNG §5.2. SƠ ĐỒ THAY THẾ CỦA HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 5.2.1. Sơ đồ thay thế của đường dây 5.2.2. Sơ đồ thay thế của máy biến áp 2 cuộn dây §5.3. TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT 5.3.1. Tổn thất điện áp 5.3.2. Tổn thất công suất và tổn thất điện năng §5.4. TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP TRONG CÁC LƯỚI ĐIỆN HỞ 5.4.1. Thiết lập bài toán 5.4.2. Tính toán lưới điện không xét đến tổng dẫn đường dây (lưới phân phối điện) 5.4.3. Tính toán lưới điện hở có xét đến dung dẫn đường dây §5.5. TÍNH TOÁN VỀ ĐIỆN TRONG LƯỚI ĐIỆN CÓ NHIỀU CẤP ĐIỆN ÁP 2
  3. Khái niệm chung tính toán về điện  Ý nghĩa tính toán về điện Đóng vai trò quan trọng trong thiết kế và vận hành HTCCĐ Xác định các thông số chế độ của hệ thống cung cấp điện Điện áp tại các nút Dòng công suất trên tất cả các nhánh của sơ đồ Tùy mục đích, tính toán có độ chính xác khác nhau  Các bài toán được giải quyết: Xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong các phần tử trong lưới điện (P) Lựa chọn thiết diện dây dẫn và cáp (F) Kiểm tra tổn thất điện áp, điều chỉnh điện áp và bù công suất phản kháng trong lưới điện (Q) Đánh giá chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ thống (Z) 3
  4. Sơ đồ thay thế đường dây  Lập sơ đồ thay thế đường dây là việc đầu tiên của việc tính toán về điện. Lập sơ đồ bao gồm: Lựa chọn sơ đồ thay thế cho mỗi phần tử của lưới và tính toán các thông số của chúng. Lắp các sơ đồ thay thế của từng phần tử theo đúng trình tự chúng nối với nhau trong lưới. Quy đổi tất cả các thông số về cùng một cấp điện áp.  Bốn quá trình vật lý trong dây dẫn: 1. Dây dẫn bị phát nóng do hiệu ứng Joule  Đặc trưng bởi điện trở r0 (Ω/km) 2. Dòng điện xoay chiều gây nên từ trường tự cảm của từng dây dẫn và hỗ cảm giữa các dây dẫn với nhau Quá trình tản từ này đặc trưng bởi điện kháng x0 (Ω/km) 4
  5. Sơ đồ thay thế đường dây 3. Điện áp xoay chiều gây nên điện trường giữa các dây dẫn với nhau và với đất như các bản của tụ điện. Dưới tác dụng của điện trường tĩnh, trong điện môi quanh dây dẫn xuất hiện dòng điện dịch chuyển (dòng nạp) có tính điện dung Ic0, vượt trước điện áp pha 900. Quá trình nạp này đặc trưng bởi dung dẫn b0 (1/Ω.km) 4. Điện áp cao áp gây ra điện trường lớn trên bề mặt dây dẫn, có thể gây ra hiện tượng ion hóa không khí quanh dây dẫn hay còn gọi là hiện tượng vầng quang điện dẫn đến tổn hao công suất tác dụng trên đường dây. Quá trình này được đặc trưng bởi điện dẫn g0 (1/Ω.km) 5
  6. Tính toán các thông số đường dây  Điện trở dây dẫn Dòng 1 chiều qua  mật độ dòng phân bố đều. Điện trở tác dụng một chiều của 1km dây dẫn ở nhiệt độ tiêu chuẩn (200C) 𝜌 Ω 𝑟0 = 𝐹 𝑘𝑚 𝜌: Điện trở suất dây dẫn [Ω. 𝑚𝑚2 /𝑘𝑚], F: Thiết diện [mm2] Nhiệt độ khác 200C: 𝑟𝑇 = 𝑟0 . 1 + 𝛼. (𝑇 − 20) Ω/𝑘𝑚 𝛼[1/0C]: hsố nhiệt của điện trở (4.10-4 đồng,nhôm,nhôm lõi thép) Dòng xoay chiều qua dây dẫnmật độ dòng không đều (hiệu ứng bề mặt và hiệu ứng gần từ dây dẫn khác)rxc >r1c. Tuy nhiên, ở 50Hz khác nhau không đáng kể (1%) r0 tra sổ tay (thường khác tính toán 6÷10% do dây bị vặn xoắn, chiều dài thực lớn hơn chiều dài đo từ 2÷3%) Điện trở dây dẫn có độ dài l: R = ro.l [Ω] 6
  7. Tính toán các thông số đường dây  Điện kháng dây dẫn Do tự cảm từng pha và hỗ cảm các pha dây dẫn 𝐷𝑡𝑏 −4 Ω 𝑥0 = 𝜔. 𝐿0 = 2. 𝜋. 𝑓. 4,6𝑙𝑔 + 0,5. 𝜇 . 10 [ ] 𝑅 𝑘𝑚 𝜇: Hệ số dẫn từ của vật liệu làm dây dẫn (H/m) R: Bán kính ngoài của dây dẫn (mm) 3 𝐷𝑡𝑏 = 𝐷12 . 𝐷13 . 𝐷23 : K/c t/bình hình học giữa các dd (mm) Ba pha đỉnh tam giác đều: 𝐷12 = 𝐷13 = 𝐷23 = 𝐷  𝐷𝑡𝑏 = 𝐷 3 Ba pha đặt nằm ngang: 𝐷12 = 𝐷13 = 𝐷 𝐷𝑡𝑏 = 2𝐷 = 1,26𝐷 1 1 2 3 3 2 7
  8. Tính toán các thông số đường dây  Điện kháng dây dẫn x0 tra sổ tay X = x0.l [Ω]. Đz trên không trung áp trở lên: sơ bộ x0 = 0,4 Ω/km Cáp: x0 = (0,08÷0,1) Ω/km Nếu dây dẫn bố trí không đối xứng  điện kháng các pha khác nhau  điện áp rơi các pha cũng khác nhau.  Hoán vị các pha (110, 220kV,100 km hoán vị 3 lần) A B C 8
  9. Tính toán các thông số đường dây  Điện kháng dây dẫn Giảm x0 giảm Dtb hoặc tăng R Giảm Dtb : chỉ đến mức độ nhất định phụ thuộc cấp điện áp Tăng R: Lưới ≥110 kV, phân nhỏ dân dẫn pha 𝐷𝑡𝑏 0,5 Ω 𝑥0 = 2. 𝜋. 𝑓. 4,6𝑙𝑔 + .𝜇 . 10−4 [ ] 𝑅đ𝑡 𝑛 𝑘𝑚 𝑛 𝑛−1 𝑅đ𝑡 = 𝑅. 𝑎𝑡𝑏 ; 𝑎𝑡𝑏 = 𝑛 𝑎1 . 𝑎2 … 𝑎𝑛 ; n: số dây dẫn trong 1 pha Rđt: bán kính đẳng trị của các dây dẫn trong 1 pha atb: K/c t/bình hình học giữa các dây dẫn trong 1 pha a1, a2, …, an: khoảng cách giữa các dây dẫn trong 1 pha Thực tế, lưới 220 kV phân pha đôi (giảm 15-20%), lưới 500kV phân pha tư 4 𝑅đ𝑡 = 𝑅. 𝑎3 ; 𝑎𝑡𝑏 = 𝑛 𝑎1 . 𝑎2 … 𝑎𝑛 = 𝑎 9
  10. Tính toán các thông số đường dây  Dung dẫn dây dẫn 2. 𝜋. 𝑓. 0,024 −6 7,58 𝑏0 = 𝜔. 𝐶0 = . 10 = . 10−6 1/Ω. 𝑘𝑚 𝐷 𝐷 𝑙𝑔 𝑡𝑏 𝑙𝑔 𝑡𝑏 𝑅 𝑅 R: Bán kính ngoài của dây dẫn (mm) Dtb: Khoảng cách t/bình hình học giữa các dây dẫn (mm) b0: tra sổ tay b0 nhỏ không đáng kể và có thể bỏ qua: với đường dây trên không điện áp từ trung áp trở xuống và cáp hạ áp. Khi điện áp U đặt vào đường dây, dung dẫn sẽ sinh ra một lượng công suất phản kháng phát ngược vào đường dây: Qc0 = 3Ic0.Up = b0. U2 [Var/km] 10
  11. Tính toán các thông số đường dây  Điện dẫn dây dẫn Điện dẫn của dây dẫn do tổn thất vầng quang điện gây ra: Δ𝑃𝑜 𝑔0 = 2 1/Ω. 𝑘𝑚 𝑈đ𝑚 𝛥𝑃𝑜 : Suất tổn thất vầng quang [kW/km] Uđm: Điện áp định mức của đường dây [V] Tổn thất vầng quang rất nhỏ, thường xảy ra ở các đường dây có điện áp lớn (trên 35kV) và trong những khu vực thời tiết xấu Đường dây trung áp và cáp điện có thể bỏ qua tổn thất này 11
  12. Các dạng sơ đồ thay thế dây dẫn  Sơ đồ thay thế tập trung mạng 2 cửa hình 𝜋: Tổng trở: Z = R+jX (R = r0.l, X = x0.l) Tổng dẫn:Y = G+jB (G = g0.l, B = b0.l) chia là Y/2 đặt ở hai đầu. R jX R jX a) Đường dây trên không trên 110kV b) Đường dây trên không 110kV, đường dây cáp trung áp R jX R c) Đường dây trên không trung d) Đường dây tải điện 1 chiều áp, đường dây cáp hạ áp 12
  13. Sơ đồ thay thế máy biến áp  Các thông số máy biến áp Tổn hao trong MBA Do phát nhiệt+từ thông rò trên cuộn dây sơ cấp và thứ cấp Do dòng Eddy/Foucault và gây từ hóa lõi thép máy biến áp Tổn thất trong lõi thép ít phụ thuộc vào tải và coi không đổi Điện trở tác dụng (RB) Từ thí nghiệm ngắn mạch máy biến áp 2 Δ𝑃𝑁 Δ𝑃𝑁 .𝑈đ𝑚 𝑅𝐵 = 2 = 2 . 103 Ω 3𝐼đ𝑚 𝑆đ𝑚 Uđm [kV]: Điện áp định mức phía lưới điện mà điện trở máy biến áp cần qui đổi về. SđmB [kVA]: Công suất định mức của máy biến áp Δ𝑃𝑁 [kW]: Tổn thất ngắn mạch của máy biến áp 13
  14. Sơ đồ thay thế máy biến áp  Các thông số máy biến áp (tiếp) 𝑈𝑁 % 𝑈đ𝑚 𝑈𝑁 100 . 2 𝑈𝑁 %.𝑈đ𝑚 3 Điện kháng:𝑋𝐵 ≈ 𝑍𝐵 = = 𝑆đ𝑚 = . 10 Ω 𝐼đ𝑚 𝑆đ𝑚𝐵 3.𝑈𝑑𝑚 UN%: Điện áp ngắn mạch % của máy biến áp Δ𝑃𝑜 −3 1 Điện dẫn tác dụng: 𝐺𝐵 = 2 . 10 𝑈đ𝑚 Ω Δ𝑃𝑜 [kW]: Tổn thất không tải của máy biến áp 2 Δ𝑄0 ≈ 𝑈đ𝑚 𝐵𝐵 Điện dẫn phản kháng: ൝ Δ𝑄0 ≈ Δ𝑆0 𝐼 %0 .𝐼 Δ𝑆0 3𝐼𝑜 3. 100 𝐼𝑜 %.𝑆đ𝑚𝐵 ⇒ 𝐵𝐵 ≈ = = đ𝑚 = . 10 −5 1 2 𝑈đ𝑚 𝑈đ𝑚 𝑈đ𝑚 2 𝑈đ𝑚 Ω Io%: Dòng điện không tải của máy biến áp 14
  15. Sơ đồ thay thế máy biến áp  Sơ đồ thay thế của máy biến áp có dạng hình Ґ Tổng trở: ZB = RB + jXB; Tổng dẫn: YB = GB + jBB Tổn hao không tải ít phụ thuộc công suất tải coi không đổi 2 Io %.SđmB ΔQ o = BB . Uđm = (kVAr) 100 Sơ đồ thay thế của máy biến áp 2 cuộn dây 15
  16. Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật  Tổn thất điện áp Dòng điện qua Đz gây độ rơi điện áp ĐA đầu và cuối đường dây khác nhau: Độ rơi điện áp là hiệu vectơ điện áp đầu và cuối đường dây. Hao tổn điện áp là hiệu đại số {điện áp đầu và cuối Đz} Trong HTCCĐ, trung áp trở xuống  Chỉ gồm tổng trở: 1 2 Δ𝑈ሶ = 3. 𝐼.ሶ 𝑍 = 3. 𝐼𝑝 − 𝑗. 𝐼𝑞 . 𝑅 + 𝑗𝑋 = 3. 𝐼. 𝑐𝑜𝑠𝜑 − 𝑗. 𝐼. 𝑠𝑖𝑛𝜑 . 𝑅 + 𝑗𝑋 = 𝑃2 .𝑅+𝑄2 .𝑋 𝑃2 .𝑋−𝑄2 .𝑅 3. 𝐼. 𝑐𝑜𝑠𝜑. 𝑅 + 𝐼. 𝑠𝑖𝑛𝜑. 𝑋 + 𝑗 𝐼. 𝑐𝑜𝑠𝜑. 𝑋 − 𝐼. 𝑠𝑖𝑛𝜑. 𝑅 = +𝑗 𝑈2 𝑈2 𝑃.𝑅+𝑄.𝑋 = Δ𝑈 + 𝑗𝛿𝑈 (Tính toán coi Δ𝑈ሶ = Δ𝑈 = ) 𝑈đ𝑚 16
  17. Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật  Tổn thất điện áp (tiếp) Với cùng P, Δ𝑈 lớn khi: cos𝜑 thấp, mạng 1 pha, mạng 3 pha mất đối xứng  Biện pháp giảm Δ𝑈: Tăng cos𝜑 (thêm tụ) Chuyển phụ tải 1pha sang ba pha Tăng F (giảm R) Giảm tải cho đường dây (Giảm P, Q) Cân bằng pha Giảm chiều dài đường dây (giảm R) 𝑃.𝑅+𝑄.𝑋 Đz có một phụ tải: Δ𝑈 = [𝑉] 𝑈đ𝑚 P, Q: Công suất tác dụng và phản kháng chạy trên đường dây (kW, kVAr) R, X: Điện trở và điện kháng đường dây (Ω) Uđm: Điện áp định mức của đường dây (kV) 17
  18. Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật  Tổn thất điện áp (tiếp) Đường dây có nhiều phụ tải 0 1 2 3 σ𝑛𝑖=1(𝑃𝑖 . 𝑟𝑖 + 𝑄𝑖 . 𝑥𝑖 ) Δ𝑈 = 𝑉 𝑈đ𝑚 Δ𝑈 = σ 𝑛 𝑖=1(𝑝𝑖 .𝑅𝑖 +𝑞𝑖 .𝑋𝑖 ) [𝑉] 2 3 𝑈đ𝑚 0 1 Pi, Qi: CSTD và CSPK chạy trên đoạn đường dây thứ i (kW, kVAr) pi, qi: CSTD và CSPK đoạn đường dây thứ i (Ω) ri, xi: Điện trở và điện kháng đoạn Đz thứ i(Ω) Ri, Xi: Điện trở và điện kháng đoạn Đz từ nút nguồn đến nút tải thứ i(Ω) 18
  19. Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật  Tổn thất điện áp (tiếp) Đường dây có nhiều phụ tải 0 1 2 3 σ𝑛𝑖=1(𝑃𝑖 . 𝑟𝑖 + 𝑄𝑖 . 𝑥𝑖 ) Δ𝑈 = 𝑉 𝑈đ𝑚 Δ𝑈 = σ 𝑛 𝑖=1(𝑝𝑖 .𝑅𝑖 +𝑞𝑖 .𝑋𝑖 ) [𝑉] 2 3 𝑈đ𝑚 0 1 Pi, Qi: CSTD và CSPK chạy trên đoạn đường dây thứ i (kW, kVAr) pi, qi: CSTD và CSPK đoạn đường dây thứ i (Ω) ri, xi: Điện trở và điện kháng đoạn Đz thứ i(Ω) Ri, Xi: Điện trở và điện kháng đoạn Đz từ nút nguồn đến nút tải thứ i(Ω) 19
  20. Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật  Tổn thất điện áp (tiếp) Mật độ P0 (kW/km) Đường dây phụ tải đều 𝑃𝑥 . 𝑑𝑅𝑥 Chiều dài đường dây L (km) 𝑑Δ𝑈𝑟 = Điện trở đơn vị là r0(Ω) 𝑈đ𝑚 𝑃0 . 𝑥. 𝑟0 . 𝑑𝑥 = 𝑈đ𝑚 dx x 𝐿  Δ𝑈𝑟 = ‫׬‬0 𝑑Δ𝑈𝑟 = 𝐿 𝑃0 .𝑥.𝑟0 .𝑑𝑥 𝑃0 .𝑟0 .𝐿2 𝑃.𝑅 ‫׬‬0 𝑈 = = đ𝑚 2.𝑈đ𝑚 2.𝑈đ𝑚 L/2 L/2 𝑄.𝑋 Tương tự, Δ𝑈𝑥 = 2.𝑈đ𝑚 P = po.L  Δ𝑈 = Δ𝑈𝑟 + Δ𝑈𝑥 = 𝑃.𝑅+𝑄.𝑋 1 Δ𝑈𝑝𝑏đ =2 Δ𝑈tt 2.𝑈đ𝑚 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
2=>2