Giải tích hệ thống điện INE372 học kỳ 1 2021, tuần 2 mô hình hóa các phần tử trong hệ thống điện

Short 2018, Electric Power Distribution 7... Mæ h…nh M¡y Ph¡t i»n çng Bº Cüc LçiDÆng i»n phƒn øng ÷æc bi”u di„n th nh hai th nh phƒn: ngang tröc Iq còng pha vîi søc i»n ºng E0 v dåc tröc

Gi£i T‰ch H» ThŁng i»n - INE372

Håc ký 1 2021, Tuƒn 2

Nguy„n o n Quy‚t, Ph.D., quyetnd@ntu.edu.vn Bº

mæn i»n Cæng nghi»p, Khoa i»n - i»n tß

Ng y 29 th¡ng 9 n«m 2021

Nºi Dung Ch‰nh

1 Mæ h…nh Phö T£i i»n

ành ngh¾a Phö T£i i»n

T‰nh ch§t cıa Phö T£ii»n

T‰nh ch§t cıa Phö T£ii»n

C¡c Cæng thøc T‰nh to¡n Phö t£i i»n

2 Mæ h…nh M¡y Ph¡ti»n

Mæ h…nh M¡y Ph¡t i»n çng Bº

Mæ h…nh Phö T£i i»n

Thi‚t bà dòng i»n - C¡c thæng sŁ l m vi»c

C¡c thæng sŁ l m vi»c cıa thi‚t bà dòng i»n

i»n ¡p ành møc

Cæng su§t t¡c döng ành møc ho°c dÆng

i»n H» sŁ cos’

Cæng su§t t¡c döng v ph£n kh¡ng cıa thi‚t bà dòng i»n phö thuºc i»n ¡p l÷îi i»n tr¶n

cüc cıa chóng v tƒn sŁ cıa l÷îi i»n

Thi‚t bà dòng i»n - °c i”m

Mºt sŁ °c i”m v• sü l m vi»c cıa thi‚t bà dòng i»n

Khi khði ºng, thi‚t bà dòng i»n câ th” y¶u cƒu dÆng i»n lîn

DÆng i»n l m vi»c câ th” nhä hìn dÆng i»n ành møc tòy theo y¶u

cƒu Thi‚t bà i»n câ th” ÷æc âng c›t khäi l÷îi i»n tòy y¶u cƒu

C¡c thæng sŁ cıa thi‚t bà dòng i»n ÷æc dòng ” thi‚t k‚ ÷íng d¥y c§p i»n cho chóng

5

ành ngh¾a phö t£i i»n

ành ngh¾a phö t£ii»n

L y¶u cƒu cæng su§t t¡c döng P v cæng su§t ph£n kh¡ng Q Łi vîi l÷îi i»n T⁄i

i»n ¡p v tƒn sŁ danh ành

T⁄i mºt i”m n o â tr¶n l÷îi i»n ( i”m §u phö t£i)

T⁄i mºt thíi i”m ho°c trong mºt kho£ng thíi gian n o â

ành ngh¾a phö t£i i»n

Source: T.A Short (2018), Electric Power Distribution 7

ành ngh¾a phö t£i i»n

Mºt sŁ °c i”m cıa phö t£i i»n

Phö t£i i»n cÆn dòng ” ch¿ c¡c hº dòng i»n nâi chung

Phö t£i bao gçm cæng su§t cıa thi‚t bà dòng i»n v tŒn th§t cæng su§t tr¶n l÷îi i»n tł i”m nŁi thi‚t bà dòng i»n ‚n i”m §u phö t£i

ìn và cıa phö t£i i»n l kW ho°c MW

Cæng su§t bi”u ki‚n cıa phö t£i S = P + jQ câ ìn và l kVA hay MVA

Phö t£i i»n

Hai thæng sŁ cıa phö t£i i»n th÷íng g°p

Phö t£i cüc ⁄i (max) (cæng su§t max ho°c dÆng i»n max, ho°c phö t£i t‰nh to¡n):

gi¡ trà cæng su§t y¶u cƒu lîn nh§t cıa phö t£i i»n vîi h» thŁng i»n trong mºt chu ký

v“n h nh (th÷íng l§y l 1 n«m)

Phö t£i ch‚ º nhä nh§t (min) th÷íng ÷æc sß döng khi t‰nh ÷íng d¥y si¶u cao ¡p ho°c t

‰nh to¡n i•u ch¿nh i»n ¡p

9

T‰nh ch§t cıa Phö T£i i»n

Phö t£i i»n câ t‰nh ch§t sau ¥y

Bi‚n thi¶n theo quy lu“t ng¤u nhi¶n

Bi‚n theo mòa

Phö thuºc v o thíi ti‚t

Gi¡ trà thüc dòng cıa phö t£i phö thuºc v o i»n ¡p v tƒn sŁ

ç thà Phö T£i i»n

11

ç thà Phö T£i i»n

ç thà phö t£i l gi¡ trà trung b…nh cıa phö t£i trong ng y ¶m cıa mºt tuƒn, mòa hay

n«m V‰ dö ç thà phö t£i New Zeland

ç thà phö t£i k†o d i cæng su§t t¡c döng

ç thà Phö T£i i»n - C¡c thæng sŁ

C¡c thæng sŁ thu ÷æc tł ç thà phö t£i ng y ¶m

Cæng su§t y¶u cƒu lîn nh§t tŁi v s¡ng

Cæng su§t y¶u cƒu trung b…nh v nhä

nh§t Thíi gian cao i”m v th§p i”m

13

ç thà Phö T£i i»n - C¡c thæng sŁ

C¡c thæng sŁ thu ÷æc tł ç thà phö t£i k†o d i cæng su§t t¡c döng

i»n n«ng y¶u cƒu trong mºt n«m A = R

08760 Pt dtThíi gian sß döng cæng su§t max Tmax Tł â câ mŁi li¶n h» A = P max T max

8760 P dt

24 P dt

Source: Trƒn B¡ch (2007), Gi¡o tr…nh L÷îi i»n

ç thà Phö T£i Cæng Su§t Ph£n Kh¡ng

Trong quy ho⁄ch, thi‚t k‚ th÷íng coi h» sŁ cos’ khæng Œi, ç thà phö t£i cæng su§t

ph£n kh¡ng câ d⁄ng giŁng ç thà phö t£i cæng su§t t¡c döng

C¡c tr÷íng hæp °c bi»t th… cƒn thi‚t o ⁄c thüc t‚, v‰ dö trong b i to¡n bò cæng su§t

ph£n kh¡ng

C¡c Cæng thøc T‰nh to¡n Phö t£i i»n

16

C¡c Cæng thøc T‰nh to¡n Phö t£i i»n Ba Pha

Phö t£i ÷æc bi”u di„n b‹ng P; Q v cos’

Source: Trƒn B¡ch (2007), Gi¡o tr…nh L÷îi i»n

C¡c Cæng thøc T‰nh to¡n Phö t£i i»n Ba Pha

Khi bi‚t dÆng i»n v i»n ¡p, t‰nh ÷æc cæng su§t 1 pha cıa phö t£i

Source: Trƒn B¡ch (2007), Gi¡o tr…nh L÷îi i»n

C¡c Cæng thøc T‰nh to¡n Phö t£i i»n Pha - Trung T‰nh v Pha-Pha

Phö t£i i»n Pha-Trung T‰nh

Source: Trƒn B¡ch (2007), Gi¡o tr…nh L÷îi i»n

Mæ h…nh phö t£i i»n trong t‰nh to¡n ch‚ º x¡c l“p (C XL)

Mæ h…nh to¡n håc cıa phö t£i r§t quan trång

Mæ h…nh to¡n håc cıa 1 phö t£i nh§t ành trong h» thŁng i»n t÷ìng Łi d„

Khæng cƒn thi‚t ho°c khæng th” mæ h…nh h ng tr«m ho°c h ng ngh…n phö t£i mºt

c¡ch chi ti‚t

Mæ h…nh phö t£i i»n trong t‰nh to¡n ch‚ º x¡c l“p (C XL)

Phö t£i l cæng su§t t¡c döng v cæng su§t ph£n kh¡ng y¶u cƒu tł l÷îi i»n t⁄i mºt và tr‰ nh§t ành v t⁄i mºt thíi i”m b§t ký

Nh÷ v“y, phö t£i khæng ch¿ bao gçm c¡c thi‚t bà sß döng i»n m cÆn gçm MBA,

m⁄ng i»n ph¥n phŁi, thi‚t bà bò cæng su§t ph£n kh¡ng, c¡c m¡y ph¡t i»n nhä,

21

Mæ h…nh phö t£i i»n trong t‰nh to¡n ch‚ º x¡c l“p (C XL)

Khæng th” mæ h…nh ch‰nh x¡c phö t£i

Cæng su§t t¡c döng v cæng su§t ph£n kh¡ng cıa phö t£i thay Œi theo tƒn sŁ v i»n ¡p

Mæ h…nh phö t£i i»n trong t‰nh to¡n ch‚ º x¡c l“p (C XL)

Trong c¡c b i to¡n ph¥n t‰ch ch‚ º x¡c l“p, phö t£i ÷æc mæ h…nh l cæng su§t PQ khæng

Œi

Mæ h…nh n y ch¿ óng khi t‰nh to¡n C XL cıa m⁄ng i»n cao ¡p khi c¡c m¡y bi‚n ¡p câi•u ¡p d÷îi t£i

Mæ h…nh M¡y Ph¡t i»n

Mæ h…nh M¡y Ph¡t i»n çng Bº Cüc n

Source: Hç V«n Hi‚n (2005), H» ThŁng i»n - Truy•n T£i v 24

Mæ h…nh M¡y Ph¡t i»n çng Bº Cüc n

Søc i»n ºng hi»u döng cıa tłng pha Ef = kF f

k - h» sŁ phö thuºc sŁ vÆng d¥y v h» sŁ d¥y qu§n cıa d¥y qu§n

stato f- tł thæng k‰ch th‰ch cıa rotor (phƒn c£m)

i»n ¡p c¡c pha A, B, C b‹ng nhau v• bi¶n º v l»ch nhau 120 do sü tr„ v• thíi gian ” tł thæng k‰ch th‰ch lƒn l÷æt i ‚n c¡c pha A,B, C

Tł thæng t£n cıa phƒn øng khæng mâc vÆng qua cuºn k‰ch th‰ch cıa rotor t

Source: Hç V«n Hi‚n (2005), H» ThŁng i»n - Truy•n T£i v 26

Ph¥n PhŁi

Mæ h…nh M¡y Ph¡t i»n çng Bº Cüc n

Mỉ h…nh M¡y Ph¡t i»n çng Bº Cüc n

Hình 4.2: a) Đồ thị vectơ của máy phát điện đồng bộ rôto cực ẩn

F ; A; R - v†c tì søc tł ºng cıa tł tr÷íng k‰ch th‰ch (rotor), ph£n øng phƒn øng v quakhe hð khỉng kh‰ (sang stator)

ra; xa - i»n trð v i»n kh¡ng t£n cıa phƒn øng

Ia dỈng i»n l m vi»c ð m⁄ch ngo i khi m¡y ph¡t câ t£i

XS - i»n kh¡ng çng bº cıa m¡y ph¡t

Source: Hç V«n Hi‚n (2005), H» ThŁng i»n - Truy•n T£i v 28

Mæ h…nh M¡y Ph¡t i»n çng Bº Cüc Lçi

DÆng i»n phƒn øng ÷æc bi”u di„n th nh hai th nh phƒn: ngang tröc Iq còng pha vîi

søc i»n ºng E0 v dåc tröc Id vuæng gâc vîi søc i»n ºng E0

Th nh phƒn dÆng i»n ngang tröc Iq sinh ra tł thæng ph£n øng phƒn øng vuæng tröc vîi tłthæng k‰ch th‰ch ch‰nh v t÷ìng øng vîi i»n kh¡ng ngang tröc (vuæng tröc) Xq

Th nh phƒn dÆng i»n dåc tröc Id sinh ra tł thæng ph£n øng phƒn øng dåc tröc vîi tł

thæng k‰ch th‰ch ch‰nh v t÷ìng øng vîi i»n kh¡ng dåc tröc Xd

Mỉ h…nh M¡y Ph¡t i»n çng Bº Cüc Lçi

Hình 4.3: (a) Đồ thị vectơ của máy phát điện rôto cực lồi;

(b) Trường hợp đặc biệt khi hệ số công suất bằng không;

Source: Hç V«n Hi‚n (2005), H» ThŁng i»n - Truy•n T£i v 30

Mæ h…nh Thanh C¡i Væ H⁄n

Th÷íng g°p tr÷íng hæp m¡y ph¡t i»n çng bº 3 pha gh†p song song qua i»n kh¡ng

t÷ìng ÷ìng Xht cıa m⁄ng i»n ‚n thanh c¡i cıa h» thŁng câ cæng su§t lîn væ h⁄n

H» thŁng câ cæng su§t væ h⁄n câ kh£ n«ng thu v ph¡t cæng su§t væ h⁄n (câ i»n ¡p

v tƒn sŁ khæng thay Œi)