Bài tập lớn mạng truyền tải phân phối điện chương 2 thông số đường dây và cáp

Ta có:Điện cảm của nhóm dây trục X: Điện cảm của nhóm dây trục Y: Điện cảm tổng của đường dây: a... Cho 1 đường dây truyền tải trên không bố trí hoán vị 1 pha gồm 2 dây dẫn ax và bx song

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

BÀI TẬP LỚN MẠNG TRUYỀN TẢI PHÂN PHỐI ĐIỆN

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TRỊNH KỲ TÀI

Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 05 năm 2023

Trang 2

MỤC LỤC

CHƯƠNG 2: THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY VÀ CÁP 4

Bài Tập 1 4

Bài Tập 2 5

Bài Tập 3 6

Bài Tập 4 7

Bài Tập 5 9

Bài Tập 6 10

Bài Tập 7 12

Bài Tập 8 13

Bài Tập 9 14

Bài Tập 10 15

Bài Tập 11 16

Bài Tập 12 17

Bài Tập 13 17

Bài Tập 14 23

Bài Tập 15 27

Bài Tập 16 29

Bài Tập 17 30

Bài Tập 18 32

Bài Tập 19 32

Bài Tập 20 33

Bài Tập 21 34

Bài Tập 22 35

Bài Tập 23 36

Bài Tập 24 37

Bài Tập 25 42

Bài Tập 26 42

Bài Tập 27 43

Bài Tập 28 43

Bài Tập 29 43

Bài Tập 30 45

Bài Tập 31 46

Bài Tập 32 47

Trang 3

Bài Tập 33 48

Bài Tập 34 49

Bài Tập 35 51

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC THAM SỐ ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI 53

Bài Tập 1 53

Bài Tập 2 53

Bài Tập 3 54

Bài Tập 4 55

Bài Tập 5 57

Bài Tập 6 59

Bài Tập 7 60

Bài Tập 8 62

Bài Tập 9 64

Bài Tập 10 66

Bài Tập 11 67

Bài Tập 12 68

Bài Tập 13 69

Bài Tập 14 70

Bài Tập 15 71

Trang 5

CHƯƠNG 2: THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY VÀ CÁP

Bài Tập 1

Cho mạch từ như hình vẽ sau:

Biết : N = 500vòng, φ = 620μWb, S = 4cm2 Tính dòng điện trong cuộn dây Biết đường cong từ hóa B = f(H) cho ở bảng sau:

B(T) 0,6 0,7 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7H(A/m) 76 90 132 165 220 300 600 1200 3000 6000 8000

Trang 6

Bài Tập 2

Biết : N = 520vòng, φ = 640μWb, S = 4cm2 Tính dòng điện trong cuộn dây Biết đường cong từ hóa B = f(H) cho ở bảng sau:

B(T) 0,6 0,7 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7H(A/m) 76 90 132 165 220 300 600 1200 3000 6000 8000

Trang 7

Bài Tập 3

Biết : N1 = 1500vòng; I1 = 4.5A; N = 400vòng; I2 = 2A: N3 = 2500vòng,

φ = 1.5mWb, S = 12cm2 Tính dòng điện trong cuộn dây thứ 3 Biết đường cong

từ hóa B = f(H) cho ở bảng sau:

B(T) 0,6 0,7 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7H(A/m) 76 90 132 165 220 300 600 1200 3000 6000 8000

Giải

Ta có:

Lập phương trình đường thẳng tuyến tính đi qua B= 1,25 (T):

B= 1,2 (T) và H=300(A/m) (1)B= 1,3 (T) và H= 600(A/m) (2)

Từ (1) và (2) suy ra: a = 3000; b = -3300

Theo định luật bảo toàn mạch từ ta có:

Trang 8

Bài Tập 4

B(T) 0,6 0,7 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7H(A/m) 76 90 132 165 220 300 600 1200 3000 6000 8000

a Lõi mạch từ không khí, Dt = 4cm, Dl = 0.5cm, N = 1000 vòng, φ = 0.8μWb Tính dòng điện trong cuộn dây

b Lõi mạch từ không khí, Dt = 5cm, Dn = 7cm, N = 1000 vòng, I = 5A Tính mật độ từ

thông (B)

c Lõi mạch từ thép, Dt = 4cm, Dn = 6cm, N = 1000 vòng, φ = 90μWb Tính dòng điện

trong cuộn dây Biết đường cong từ hóa B = f(H) cho ở bảng

d Lõi mạch từ thép, Dt = 13cm, Dn = 15cm, N = 150 vòng, B = 1.5T Tính dòng điện

trong cuộn dây Biết đường cong từ hóa B = f(H) cho ở bảng

e Câu d Người ta cắt 1 khe hở không khí dày 1mm Tính dòng điện trongcuộn dây để B = 1,5T

Giải

a Lõi mạch từ không khí, Dt = 4cm, D1 = 0.5cm, N = 1000 vòng, φ = 0.8μWb Tính dòng điện trong cuộn dây

Trang 9

Ta có:

Dòng điện trong cuộn dây:

b Lõi mạch từ không khí, Dt = 5cm, Dn = 7 cm, N = 1000 vòng, I = 5A Tính mật độ từ thông (B)

Ta có:

c Lõi mạch từ thép, Dt = 4cm, Dn = 6cm, N = 1000 vòng,φ = 90μWb Tính dòng điện trong cuộn dây Biết đường cong từ hóa B = f(H) cho ở bảng

d Lõi mạch từ thép, vòng, Dt = 4cm, Dn = 15cm, N = 150 vòng, B = 1.5T Tínhdòng điện trong cuộn dây Biết đường cong từ hóa B = f(H) cho ở bảng

Ta có:

e Câu d Người ta cắt 1 khe hở không khí dày 1mm Tính dòng điện trong cuộn dây để B = 1,5T

Trang 10

Bài Tập 5

Cho 1 đường dây dẫn 4 sợi đơn

- Sợi 1 có Strong = 78,54mm2; Sngoài = 254,47mm2

- Sợi 2 có Ctrong = 26,39mm; Cngoài = 40,84mm

- Sợi 3 có Strong = 172,03mm2; Cngoài = 73,51mm

- Sợi 4 có Ctrong = 42,1mm; Sngoài = 353mm2

Hãy tính điện cảm của từng sợi?

Lưu ý: S: diện tích hình tròn, C: chu vi hình tròn

Trang 11

Điện cảm của sợi dây 3 là:

*Sợi 4

Điện cảm của sợi dây 4 là:

Bài Tập 6

Cho 1 dây dẫn sợi đơn

a) Biết điện cảm L = 0.276µH/M Hãy tính tỉ số D2/D1?

b) Biết điện cảm L = 0.548µH/M; Strong = 122.72 Hãy tính D1 và D2?

c) Biết điện cảm L = 0.264µH/M; Sngoài = 564.1mm2 Hãy tính D1 và D2?d) Biết điện cảm L = 0.328µH/M; Cngoài = 60.32mm2 Hãy tính D1 và D2?e) Biết điện cảm L = 0.436µH/M; Ctrong = 40.84mm2 Hãy tính D1 và D2?

a Ta có:

b

Ta có:

Trang 12

Ta có:

d

Ta có:

Trang 14

Bài Tập 8

Cho 1 đường dây dẫn phân pha, mỗi pha có 4 sợi dây dẫn bện lại, mỗi dây dẫn

có bán kính R (như hình vẽ) và khoảng cách giữa các dây là D1 = 7R; D2 = 5R.Hãy tính bán kính trung bình nhân Ds?

có bán kính R (như hình vẽ) và khoảng cách giữa các dây là D = 6R Hãy tính

Trang 15

Lưu ý: S: diện tích hình tròn, C: chu vi hình tròn

Bán kính trung bình nhân là:

a

b

c

Trang 16

Bài Tập 10

có bán kính R (như hình vẽ) và khoảng cách giữa các dây là D1 = 7R; D2 = 5R.Hãy tính BK trung bình nhân Ds?

Trang 17

Bài Tập 11

có bán kính R (như hình vẽ) và khoảng cách giữa các dây là D1 = 7R; D2 = 9R;D3 = 3R;

D4 = 4R Hãy tính BK trung bình nhân Ds? Trong trường hợp D3 = 0 tính lạiDs

Trang 19

hình tròn

- Trường hợp 1: Mỗi pha có 1 sợi, mỗi sợi có bán kính mỗi dây là R

- Trường hợp 2: Mỗi pha có 2 sợi, mỗi sợi có bán kính mỗi dây là R và D1 =250mm

- Trường hợp 3: Mỗi pha có 3 sợi, mỗi sợi có bán kính mỗi dây là R và D1 =230mm;

Trang 21

Ta có:Điện cảm của đường dây dài 15 km:

Trang 22

Điện cảm của đường dây dài 15 km:

Trang 23

Trang 24

Bài Tập 14

Cho 1 đường dây truyền tải trên không 3 pha dài 25km được bố trí không đốixứng như hình vẽ Tính điện cảm của đường dây trên mỗi pha Biết: D12 = 7m;D13 = 5m;

Trang 29

Ta có:

Điện cảm của nhóm dây trục X:

Điện cảm của nhóm dây trục Y:

Điện cảm tổng của đường dây:

a

b

c C = 65.97mm

Trang 30

Bài Tập 16

Cho 1 đường dây truyền tải trên không bố trí hoán vị 1 pha gồm 2 dây dẫn ax và

bx song song tạo đường đi và dây dẫn ay và by tạo đường về và được bố trí nhưhình vẽ Tính điện cảm của đường dây (đi và về) trên từng km Biết: D1 = 3m;D2 = 5m và mỗi dây có:

c) C=65.97 mm

C=65.97 mm=2π ×r →r= C 2π= 65.972 π =10.5 mm

D m=n×(m−1)× 2√(D axbx × D axby)×(D bxax × D bxay)

Trang 31

Bài Tập 17

Cho 1 đường dây truyền tải trên không 1 pha gồm 2 dây dẫn ax và bx song songtạo đường đi và dây dẫn ay và by tạo đường về và được bố trí như hình vẽ Tínhđiện cảm của đường dây (đi và về) trên từng km Biết: D1 = 5m; D2 = 7m vàDây dẫn ax, bx có bán kính Rx = 6.2mm và dây dẫn ay, by có bán kính Ry =8.6mm

Ta có:

Trang 33

Bài Tập 18

Cho 1 đường dây truyền tải trên không 1 pha gồm 2 dây dẫn ax và bx song song tạo đường đi và dây dẫn ay, by và cy tạo đường về và được bố trí như hình vẽ Tính điện cảm của đường dây (đi và về) trên từng km Biết: D1 = 8m; D2 = 3m; D3 = 4m và dây dẫn ax, bx có bán kính Rx = 6.2mm và dây dẫn ay, by, cy có bán kính Ry = 8.6mm

Ta có:

Bài Tập 19

Cho 1 đường dây truyền tải trên không 1 pha gồm 2 dây dẫn ax và bx song songtạo đường đi và dây dẫn ay, by và cy tạo đường về và được bố trí như hình vẽ

Trang 34

Tính điện cảm của đường dây (đi và về) trên từng km Biết: D1= 8m; D2 = 3m;D3 = 4m;

D4 = 2m và dây dẫn ax, bx có bán kính Rx = 6.2mm và dây dẫn ay, by và cy cóbán kính Ry = 8.6mm

Ta có:

Trang 35

D4 = 5m và dây dẫn ax, bx, cx có bán kính Rx = 8.3mm và dây dẫn ay, by, cy

có bán kính Ry = 7.6mm

Ta có:

Bài Tập 21

Cho 1 đường dây truyền tải trên không bố trí hoán vị 1 pha gồm 2 dây dẫn ax,

bx và cx song song tạo đường đi và dây dẫn ay, by và cy tạo đường về và được

bố trí như hình vẽ Tính điện cảm của đường dây (đi và về) trên từng km Biết:D1= 8m; D2 = 3m;

Trang 36

D3 = 4m; D4 = 5m và dây dẫn ax, bx, cx có bán kính Rx = 8.3mm và dây dẫn

ay, by, cy có bán kính Ry = 7.6mm

Ta có:

Trang 37

D4 = 6m; D5 = 4m; D6 = 3m và dây dẫn ax, bx, cx có bán kính Rx = 8.3mm vàdây dẫn ay, by, cy có bán kính Ry = 7.6mm

Ta có:

Bài Tập 23

Cho 1 đường dây truyền tải trên không bố trí hoán vị 1 pha gồm 2 dây dẫn ax,

bx và cx song song tạo đường đi và dây dẫn ay, by và cy tạo đường về và được

bố trí như hình vẽ Tính điện cảm của đường dây (đi và về) trên từng km Biết:D1= 8m; D2 = 4m;

Trang 38

D3 = 5m; D4 = 6m; D5 = 4m; D6 = 3m và dây dẫn ax, bx, cx có bán kính Rx =8.3mm và dây dẫn ay, by, cy có bán kính Ry = 7.6mm

Ta có:

Bài Tập 24

Cho 1 đường dây truyền tải trên không 3 lộ kép pha dài 1km được bố trí hoán vịnhư hình vẽ Tính điện cảm của đường dây cho các trường hợp sau Biết Da =2.5m; Db = 3.2m và:

Trang 39

 Trường hợp 1: Mỗi pha có 1 sợi, mỗi sợi có bán kính mỗi dây là R.

 Trường hợp 2: Mỗi pha có 2 sợi, mỗi sợi có bán kính mỗi dây là R và D1 =250mm

 Trường hợp 3: Mỗi pha có 3 sợi, mỗi sợi có bán kính mỗi dây là R và D1 =230mm; D2 = 300mm; D3 = 420mm

 Trường hợp 4: Mỗi pha có 4 sợi, mỗi sợi có bán kính mỗi dây là R và D1 =320mm; D2 = 460mm

 Trường hợp 5: Mỗi pha có 5 sợi, mỗi sợi có bán kính mỗi dây là R và D1 =760mm; D2 =830; D3 = 240mm; D4 = 320mm

Trang 41

Trang 43

Ta có:

Trang 44

Bài Tập 27

Cho 1 mẫu dây đồng có điện trở là 50 tại 10oC Nhiệt độ dây dẫn bằng baonhiêu nếu điện trở dây tăng lên 10% Biết hệ số nhiệt điện trở tại 10oC là 0 =0.00409 (1/oC)

Ta có:

Bài Tập 28

Tổn hao công suất trên 1 pha của l = 40km đường dây không vượt qua P =60kW, trong điều kiện dòng cung cấp cho 1 pha là I = 100A Nếu điện trở suấtdây dẫn là 1.72μΩ.cm Xác định đường kính dây dẫn

Trang 45

Điện dung giữa hai dây dẫn trên 10km:

a Nếu đường kính tăng lên:

 Với d = 12mm

 Với d = 14mm

 Với d = 16mm

 Với d = 18mm

Nhận xét: Điện dung tăng khi đường kính tăng

b Nếu đường kính tăng lên:

 Với D = 1.2m

 Với D = 1.4m

Trang 47

Bài Tập 31

Cho đường truyền tải trên không 3 pha trên 1 pha gồm 2 sợi, trên mỗi sợi cóđường kính 50mm, khoảng cách d = 300mm đặt cách nhau D1 = 2m; D2 = 3mnằm ngang như hình vẽ Tính điện dung mỗi pha đối với dây trung tính của100km đường dây Tính lại điện dung khi:

Trang 48

Bài Tập 32

Cho đường truyền tải trên không 3 pha trên 1 pha gồm 3 sợi, trên mỗi sợi cóđường kính 50mm, khoảng cách d = 300mm đặt cách nhau D1 = 2m; D2 = 3mnằm ngang như hình vẽ Tính điện dung mỗi pha đối với dây trung tính của100km đường dây Tính lại điện dung khi:

Trang 49

a R = 6.8mm.

b S = 232.35mm2

c C = 76.65mm

Ta có:

Trang 50

a R = 6.8mm.

b S = 232.35mm2

c C = 76.65mm

Ta có:

Trang 52

điện dung mỗi pha đối với dây trung tính của 100km đường dây Tính lại điệndung khi:

Trang 54

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC THAM SỐ ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI

Bài Tập 36

Một phụ tải 3 pha đấu Y có công suất 381 MVA, điện áp dây 220kV, hệ số

công suất cosφ = 0.8 trễ được cung cấp bằng đường dây tải điện một pha 40km,60Hz có r = 0.15 Ω/km; L = 1.3263 mH/km Xác định: VRpha, VS, SS, và η ởcuối đường dây

Bài Tập 37

Một đường dây 3 pha 11kV dài 10km chuyển cho đầu nhận một tải 5000kW,cosφ = 0,8 trễ Điện trở mỗi pha trên mỗi km là 0,1Ω và cảm kháng mỗi pha trênmỗi km là 0 2Ω Tìm: a) Dòng điện đầu phát

b) Điện áp đầu phát

c) Góc lệch pha giữa đầu nhận và đầu phát

d) Hệ số công suất đầu phát

e) Độ sụt áp

f) Tổn thất tác dụng đường dây

g) Hiệu suất truyền tải

Trang 55

Bài Tập 38

Một đường dây trên không ba pha dài 5km Điện trở mỗi pha trên mỗi km là 2Ω

và cảm kháng mỗi pha trên mỗi km là 6Ω; Phụ tải 10.000kW ở hệ số công suất0,8 trễ; Điện áp đầu nhận 22kV Tìm:

Trang 56

Bài Tập 39

Một phụ tải 2500kVA, điện áp 11kV, hệ số công suất 0,8 trễ, được cung cấpbằng một đường dây tải điện dài 2km có điện trở trên mỗi km là 3Ω và cảmkháng trên 2/6 mỗi km là 6Ω trên mỗi dây dẫn Xác định trong 2 trường hợp: 1) Đường dây 1 pha

2) Đường dây 3 pha:

f) Hiệu suất truyền tải

1 Đường dây 1 pha:

a Dòng điện đầu phát

Ta có:

Trang 57

b Điện áp đầu phát.

c Độ sụt áp

d Hệ số công suất đầu phát

e Tổn thất tác dụng đường dây

f Hiệu suất truyền tải

2 Đường dây 3 pha

a Dòng điện đầu phát

Ta có:

b Điện áp đầu phát

c Độ sụt áp

Trang 58

d Hệ số công suất đầu phát.

e Tổn thất tác dụng đường dây

f Hiệu suất truyền tải

Bài Tập 40

Điện áp đầu phát của một đường dây tải điện dài 1km ba pha là 13,2 kV Phụ tải

ở đầu nhận là 6000kVA ở hệ số công suất 0,8 trễ Tổng trở mỗi pha của đườngdây là

Trang 59

a Tổng trở Zpi và tổng dẫn Ypi của đường truyền tải.

b Hằng số C, D của đường dây truyền tải

c Điện áp và dòng điện đầu phát

Trang 60

d Độ sụt áp đường dây.

e Hiệu suất truyền tải đường dây

a Tổng trở Zpi và tổng dẫn Ypi của đường dây truyền tải

b Hằng số C, D của đường dây truyền tải

c Điện áp và dòng điện đầu phát

Ta có:

d Độ sụt áp đường dây

e Hiệu suất truyền tải đường dây

Trang 61

Bài Tập 42

Một phụ tải 270 MVA, 325kV, cosφ = 0.8 trễ được cung cấp bằng đường dây tảiđiện một pha 130km, 60Hz có: r = 0.036 Ω/km; L = 0.8 mH/km; C = 0.0112µF/km Hãy dùng mô hình tương đương hình T xác định:

a. Tính các thông số A, B, C, D của đường dây

b. Tính điện áp đầu phát và độ lệch pha giữa điện áp dầu nhận và phát

c. Tính dòng điện đầu phát

d. Hệ số công suất đầu phát

e. Công suất thực và phản kháng đầu phát

f. Độ sụt áp đường dây

g. Hiệu suất truyền tải đường dây

Ta có:

a Tính các thông số A, B, C, D của đường dây

b Tính điện áp đầu phát và độ lệch pha giữa điện áp đầu nhận và phát

Trang 62

c Tính dòng điện đầu phát.

e Công suất thực và phản kháng đầu phát

Trang 63

Ta có: , trễ

c Tính dòng điện đầu phát

e Công suất thực và phản kháng đầu phát

f Độ sụt áp đường dây

Trang 64

g Hiệu suất truyền tải đường dây.

Trang 65

Bài Tập 44

Một đường dây truyền tải 3 pha, 110kV, 50Hz, dài 150km tải đến đầu nhậncông suất 40MW, cosφ = 0.8 trễ Điện trở mỗi pha trên mỗi km là 0.15Ω/km.Dung dẫn mỗi pha trên mỗi km là 10(μΩ-1/km) Cảm kháng mỗi pha trên mỗi

km là 0.6Ω/km Hãy dùng mô hình tương đương hình T xác định:

Ta có:

Tiêu đề	Chương 2: Thông số đường dây và cáp
Tác giả	Lưu Văn Nam
Người hướng dẫn	Trịnh Kỳ Tài
Trường học	Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Kỹ thuật điện
Thể loại	Bài tập lớn
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	73
Dung lượng	4,05 MB