CHƯƠNG 7 GIẢI TÍCH hệ THỐNG điện (NETWORK MATICES)

Chương VII GiẢI TÍCH HỆ THỐNG ĐIỆN NETWORK MATICES... HỆ ĐƠN VỊ CƠ BẢN PER UNITHệ đơn vị tương đối  Hệ thống điện có nhiều đại lượng với các mức giá trị khác nhau  Mức điện áp, góc lệc

Chương VII GiẢI TÍCH HỆ THỐNG ĐIỆN

(NETWORK MATICES)

HỆ THỐNG ĐIỆN

HỆ ĐƠN VỊ CƠ BẢN (PER UNIT)

(Hệ đơn vị tương đối)

 Hệ thống điện có nhiều đại lượng với các mức giá trị khác nhau

 Mức điện áp, góc lệch pha

quantity of

value base

quantity

actual unit

per in

TS Trần Trung Tính 4

Ví dụ 1

 Có biểu thức sau

ZI

 Biểu thức của đại lượng cơ bản

B B

 Biểu thức biểu diễn đại lượng đơn vị cơ bản

u p u

p u

p B

B B

I Z

V

or I

I Z

Z V

V

.

.

=

Ví dụ 2

Hãy xác định I B , V p.u , Z p.u , I p.u và I

Giải

4

10

=

=

B

B B

Z

V

100

100

B

u p

V

V V

Cho V B = 100, Z B = 0.01

1

1 01

0

01 0 01

.

0

Z

Z Z

B

u

0

.

1 1

1

−

∠

= +

=

=

j Z

V I

u p

u

p u

p

0 4

0 = ( 0 , 707 ∠ − 45 ) 10 = 7070 ∠ − 45

= I p uIB

I

TS Trần Trung Tính 6

Tương tự

∗

= VI

S SB = VBIB S p.u = Vp.uI ∗p.u

u p u

p u

Mở rộng

B

u p

S

P

P . =

B

u p

S

Q

Q . =

Tổng trở

u p u

p u

B

u p

Z

R

R . =

B

u p

Z

X

X . =

B B

B B

Z V

I

ĐẶT VẤN ĐỀ CỦA MA TRẬN TỔNG DẪN

Trong chương này mô tả hai đặc điểm quan trọng trong hệ thống điện, cung cấp mối quan hệ ảnh hưởng đến hoạt động của những điện áp, dòng điện nút

Tổng dẫn nút (Ybus): sẽ ứng dụng rất phổ biến trong giải bài tóan tính xác lập của hệ thống và phân tích những trạng thái thực tế hệ thống

Tổng trở nút (Zbus): được sử dụng chủ yếu trong việc phân tích hư hỏng (tính tóan ngắn mạch) của hệ thống

Ma trận tổng dẫn nút (Bus Admittance Matrix) của hệ

thống điện (YBus)

Bus 1

Bus 2

Bus 3 12

Z

13

Z

23

Z

1

I

2

I

3

I

Bus 1

Bus 2

Bus 3

12

Z

13

Z

23

Z

2

12

y

2

12

y

2

23

y

2

23

y

2

13

y

2

13

y

1

I

2

I

3

I

Series impedance

Shunt capacitance

Bus 1

Bus 2

Bus 3

12

y

13

y

23

y

2 2

13

12 11

y

y

2 2

21

23 22

y

y

2 2

32

31 33

y

y

1

I

2

I

3

I

12

I

13

I

23

I

21

I

32

I

31

I

11

22

I

1

V

2

V

3

V

TS Trần Trung Tính 10

Bus 1

Bus 2

Bus 3

12

y

13

y

23

y

2 2

13 12

11

y y

2 2

21 23

22

y y

2 2

32 31

33

y y

1

I

2

I

3

I

12

I

13

I

23

I

21

I

32

I

31

I

11

22

I

1

V

2

V

3

V

) (

) (

) (

) (

) (

) (

1 3

31 2

3 32 3

33 31

32 33

3

2 3

23 1

2 21 2

22 23

21 22

2

3 1

13 2

1 12 1

11 13

12 11

1

V V

y V

V y

V y I

I I

I

V V

y V

V y

V y I

I I

I

V V

y V

V y

V y I

I I

I

− +

− +

= +

+

=

− +

− +

= +

+

=

− +

− +

= +

+

=

3 33 32

31 2

32 1

31 3

3 23 2

23 22

21 1

21 2

3 13 2

12 1

13 12

11 1

) (

) (

) (

V y

y y

V y V

y I

V y V

y y

y V

y I

V y V

y V

y y

y I

+ +

+

−

−

=

− +

+ +

−

=

−

− +

+

=

KCL







































+ +

−

−

− +

+

−

−

− +

+

=





















3 2 1

33 32

31 32

31

23 23

22 21

21

13 12

13 12

11

3

2

1

) (

) (

) (

V V

V

y y

y y

y

y y

y y

y

y y

y y

y I

I

I









































=





















3 2 1

33 32

31

23 22

21

13 12

11

3 2

1

V V

V

Y Y

Y

Y Y

Y

Y Y

Y I

I I

V Y

I  = bus 

NÚT TỔNG QUÁT

V

# i

I

# i

# i

Bus

# i1

Bus Bus # i2 Bus # i

# ik

Bus

i1

y

i2

y

i

y

ik

y

1.Y bus là ma trận đối xứng

2.Yii là đường chéo chính của ma trận tổng dẫn nút, có giá trị bằng tổng điện

dẫn từng phần của tất cả các thành phần liên kết tại nút thứ i.

3 Yij là những thành phần không nằm trên đường chéo chính của ma trận tổng

dẫn nút, có giá trị bằng với điện dẫn thành phần liên kết giữa nút thứ i và nút thứ j nhưng ngược nhau về dấu Nếu giữa nút thứ i và nút thứ j có hai thành

phần liên kết song song thì nên tính điện dẫn tương đương trước khi xác định tổng dẫn nút

Ví dụ 3: Mô hình π của đường dây

z

2

shunt

y

2

shunt

y

+

-+

-p























































 +













−













−











 +

=





















q

p

shunt

shunt

q

p

V

V

y z

z

z

y z

I

I

2

1 1

1 2

1

TS Trần Trung Tính 14

Ví dụ 4: Mô hình MBA (giả định bỏ qua dung dẫn)

p

-jx













































−

−

=





















q

p

q

p

V

V

jx jx

jx jx

I

I

1 1

1 1

Ví dụ 5:

3

1

Tứ nút # Đến nút # R [p.u.] X [p.u.] B [p.u.]

Xác định ma trận tổng dẫn Ybus cho hệ thống điện này

Ma trận tổng trở thanh cái (nút) của hệ thống điện (ZBus)

bus

bus

Y

Cách 1

Cách 2

Phương pháp lắp dần tương đương

Cách 3

Đo thực tế

TS Trần Trung Tính 17

Ví dụ 6

Tìm tổng trở của hệ thống điệnnhư hình vẽ

1 Nghịch đảo ma trận tổng dẫn

2 Phương pháp lắp dần tương

đương

TS Trần Trung Tính 18

3

1

































−

−

−

−

−

=

1 1

0 0

0

0 1

1 0

0

0 1

0 1

0

0 0

1 1

0

0 0

0 1

1

45 34 24 23 12

line line line line

line C

































−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

=

1 1

0 0

0

1 3

1 1

0

0 1

2 1

0

0 1

1 3

1

0 0

0 1

1

B

Ma Trận Liên Lạc Nút - Nhánh

Bài tập 1

3

1

1

s

y

1

s

I

5

s

Cho hệ thống điện được cung cấp điện từ một máy phát với emf bằng p.u và một tổng trở tại nút 1 là p.u, trong khi một động cơ với điện áp cung cấp là p.u

và có tổng trở là p.u được đặt tại nút 5 Biến đổi những nguồn điện áp này dành riêng những dòng điện đưa vào Bỏ qua những điện trở như trong ví dụ trước Viết những công thức tính điện dẫn tại những nút của hệ thống

TS Trần Trung Tính 20

Bài tập 2

1 Tính ma trận Ybus

2 Tính ma trận Zbus

3 Tính ma trận B

4 Tính ma trận C