HỆ THỐNG điện TRẢ lời câu hỏi CHƯƠNG 4

Câu 1: tại sao trên đường dây dài khi tính toán bỏ qua điện trở chỉ qua điện khángTrả lời: những đường dây trên không thì điện kháng Xl thường lớn hơn nhiều so với điện trở R của đường

HỆ THỐNG

ĐIỆN I

Bài giảng: TS Trần Trung Tính

Trả lời câu hỏi

chương 4

HỆ THỐNG

ĐIỆN I

Câu 1: tại sao trên đường dây dài khi tính toán bỏ qua điện trở chỉ qua điện kháng

Trả lời: những đường dây trên không thì

điện kháng (Xl ) thường lớn hơn nhiều so với điện trở R của đường dây, vì thế điện trở R thường được bỏ qua khi nghiên

cứu đường dây.

Câu 2: làm thế nào để nâng cao hiệu suất của đường dây.

Trả lời: nâng cao hiệu truyền tải của đường dây có thể thực hiện thông qua công tác vận hành hợp lý

nhất.Tức là chọn giá trị công suất truyền tải, chọn điện áp ở đầu

đường dây và vận hành các thiết bị

bù để giảm tối đa tổn thất.

Câu 3: các phương pháp giảm sụt áp

Trả lời: Để khắc phục sụt áp trên đường dây truyền tải chỉ có cách tăng công suất máy

biến áp đầu nguồn và tăng tiết diện dây tải

điện,thực hiện các phương pháp bù trên

đường dây

Câu 4: độ sụt áp trên đường dây trong thực tế được giới hạn khoảng 5%?giải thích

Trả lời: giới hạn này ngăn cảng

những thay đổi điện áp quá mức trong

hệ thống điện.

Câu 5: cảm kháng tăng có phải là nguyên nhân sụt áp trên đường dây không?giải thích

Trả lời: cảm kháng tăng là nguyên nhân

gây sụt áp đường dây vì bản thân đường dây

có điện cảm của nó, điện cảm này phân bố đều dọc đường dây, dòng điện điện dung rơi trên điện kháng tạo ra sụt áp.

Câu 6: so sánh bù dọc bù ngang, khi nào bù cuộn kháng khi nào bù cuộn dung

Trả lời: bù dọc là cách bù nối tiếp thiết bị bù với đường dây

bù ngang là cách bù song song thiết bị bù với

đường dây

Bù bằng tụ điện khi đường dây có cảm kháng (Xl) lớn

Như vậy bù dọc không được phổ biến bằng bù ngang, much đích sử dụng cũng không nhiều bằng bù ngang

Quan hệ giữa V và I (tt)

Thế vào ta có

x K

x K

x

K dx

2 2

2

y I Z I

z I

y z

z I

Quan hệ giữa V và I (tt)

Tổng quát chúng ta có

x Z

V x

I I

x I

Z x

V V

sinh cosh

22

1

22

C

C



sinh 1

MA TRẬN CỦA ĐƯỜNG DÂY

1

2 2

1

DI CV

I

BI AV

B A

T

MA TRẬN CỦA ĐƯỜNG DÂY (tt)

Quan hệ giữa đầu gửi và đầu nhận là

C

B

A I

12

21

1

1

I

V T

T I

V T

I

V

CÁC THÔNG SỐ KHÁC NHAU CỦA

/ ( P R P S





MÔ HÌNH ĐƯỜNG DÂY NGẮN

Là đường dây có chiều dài < 80 km

Z   (   )

Các thông số ABCD của đường dây ngắn

Điện dẫn không đáng kể, giả sử điện dẫn = 0

R R

S

I

V

Z I

V

1 0

D A

Mô Hình Đường Dây Trung Bình (Mô

Z   (   )

2

2

l y

R R

.

Áp dụng KCL

2 2

Y V Y

V I

R

S   

Mô Hình Đường Dây Trung Bình (Mô

S

I

V YZ

YZ Y

Z YZ

I

V

2

1 4

1

2

YZ D

Z

B 

Trong đó

Đường dây trung bình cũng có thể xấp xỉ với mạch T

ABCD dùng để mô tả biến đổi điện áp dây với tải của đường dây

 Điều chỉnh điện áp: thay đổi điện áp ở đầu nhận của đường dây khi phụ tải biến đổi từ không tải đến đầy tải tại một hệ số công suất xác định

Phần trăm của điện áp đầy tải

100

RFL

RFL RNL

V

V

V VR

Một số thông số ABCD của một số

(

( ) 1

(

2

2 1 2

1 1

YZ Y

Z YZ Z

Z YZ

( ) (

1 (

1 2

1 2

1

2

Z Y Z

Y Y Y

Y

Z Z

) (

) (

) (

2 1 2 1 2 1 2 1

2 1 2 1 2 1 2 1 2

2

2 2 1 1

1 1

D D B C C D A C

D B B A C

B A A D

C

B A D C B A

Các thông số ABCD của đường dây

1

sinhsinh

l zy

l zl

zl

l y

z zl

/

) 2 /

tanh(

2 2

.

) 2 /

tanh(

2 2

'

F

Y l

zy

l

yl yl

y z

l yl

) 2 /

tanh(

2

l

l F







Những Ảnh Hưởng Của Sự Thay Đổi

Phụ Tải Trên Đường Dây

~G

L

Q của phụ tải chậm pha được đưa vào đầu cuối của đường dây  điện áp đầu cuối giảm đáng kể

Hệ số công suất = 1  điện áp đầu cuối đường dây giảm rất ít

Q của phụ tải sớm pha được đưa vào đầu cuối đường dây  điện áp đầu cuối đường dây tăng

.

fl

fl nl

V

V

V

VR   V V nl: điện áp của đường dây không tải

fl: điện áp của đường dây đầy tải

Dòng Công Suất Trên Đường Dây

Công suất tác dụng vào đường dây

S S

V LL,S: điện áp line - line

Công suất tác dụng cuối đường

dây

R R

R out V I

P  3 cos  Hoặc Pout  3 VLL,R IR cos R

Công suất biểu kiến đầu đường dây

S S

S

in V I

Q  3 sin  Hoặc Qin  3 VLL,S IS sin S

Công suất biểu kiến cuối đường dây

R R

R out V I

Q  3 sin  Hoặc Qout  3 VLL,R IR sin R

Dòng Công Suất Trên Đường Dây (tt)

Công suất biểu kiến đầu đường dây

S S

S  3 Hoặc Sin  3 VLL,S IS

Công suất biểu kiến cuối đường dây

R R out V I

S  3 Hoặc Sout  3 VLL,R IR

 Nếu XL >> R, công suất tác dụng vào đường

dây được xác định như sau



 cos sin X I

L

R S

X

I V

P 3Real power

Những Giới Hạn Của Đường Dây

Tại sao phải giới hạn đường dây?

 Dòng điện trạng thái ổn định của đường dây phải được giới hạn  ngăn ngừa quá nhiệt trên đường dây

R I

R V V

Công Suất Biểu Kiến Trên Đường Dây

a

b c

n'

+ -

a

L R

2a

Công Suất Biểu Kiến Trên Đường Dây

(tt)

a + -

a'

+ -

Giải sử:

2 1

12

2 2

1 1

,

j j

e Z

Z

e V V

e V

V

Công suất biểu kiến được định nghĩa như sau

Q

j P

e I V VI

S    j  

Thế vào ta có

12

2 1

2 1 2

1

2 1 2

1 1 1

1 12



j Z j Z

Z

V

V e

Z

V Z

V

V Z

V Z

V

V V I

2 2 21



j Z

j Z

Z

V

V e

Công Suất Biểu Kiến Trên Đường Dây

(tt)

Nhận xét:

 Nếu Z = const  S S và SR phụ thuộc vào , và V1 V2 12

Sự khác nhau công suất cơ học giữa máy

1 và 2 Tăng 12  tăng công suất cơ máy

1 và giảm công suất cơ máy 2

Lĩnh vực điều khiển

Công Suất Biểu Kiến Trên Đường Dây



jBe C

12

212



j

Be C

V



2 1 1

Z j

e Z

Z j

e Z

Công Suất Biểu Kiến Trên Đường Dây

(tt)

1 Nhữnh vòng tròn công suất này

không giao nhau

2

V 

2 Khi tăng 12 từ 0  công suất gửi >

công suất nhận  tổn thất trên

đường dây

Công suất tác dụng giới hạn cuối cùng

tại đầu nhận xuất hiện khi:

Z



12

Công Suất Biểu Kiến Trên Đường Dây

(tt)

4 Tăng 12 đến giới hạn công xuất truyền tải của đường

dây  Tính đồng bộ giữa 2 máy phát sẽ mất  không

cùng tần số  hiệu quả trao đổi công suất sẽ dừng

3 Hầu hết các đường dây có R  0, Z =

jX  không tổn thất trên đường dây 

P S  P R

12

2

1 21

X

V

V P

P   

12

2 1

2 1

V





Công Suất Biểu Kiến Trên Đường Dây (tt)

Q

P

Z Z

V

C  

2 1 1

Z Z

V

C   

2 2 2

Sending-end circle

Receiving-end circle Both circles have radius

Z

V V

Công Suất Biểu Kiến Trên Đường Dây (tt)

5 Tăng khả năng truyền tải của đường dây

 có thể tăng mức điện áp ( )

và giảm X Giảm X  thiết kế đường dây

cẩn thận, giảm chuỗi điện kháng  đưa

công suất tác dụng trái ngược với

công suất phản kháng, dòng công

suất tác dụng thì liên kết mạnh với

12 và công suất phản kháng liên kết

Công Suất Biểu Kiến Của Dây Ngắn

-a' + -

4 1

2 1

Công Suất Biểu Kiến Của Đường Dây

Trung Bình

a +

-a' + -

12

'

2

1'

21

21

'12

2



je Z

V

V Z

V V

22

22

V

V Z

V V

4.9 bù đường dây

Đường dây truyền tải có nhiệm vụ vận chuyển điện năng từ nguồn điện đến nơi tiêu thụ với tổn thất tải thấp nhất, hiệu suất cao nhất.do đó ta chọn giá trị công suất truyền tải, chọn điện áp ở đầu dương dây và vận hành các thiết bị bù để giảm tối đa tổn thất

Công suất tổng trở xung:

c

o

Z

V SIL

2



Nếu tổng trở của phụ tải ở cuối dây có giá trị bằng tổng trở sóng của đường dây thì công suất trên đường dây bằng công suất tự nhiên

• Nếu Vo là điện áp định mức pha thì SIL của 1 pha

• Nếu Vo là điện áp định mức dây thì SIL của 3 pha

4.9 bù đường dây(tt)

Công suất truyền tải P>SIL thì có hiện tượng sụt áp dọc theo đường dây.để duy trì điện áp không đổi và cải thiện hệ số công suất của đường dây ta phải

bù công suất phản kháng do tổn hao trên điện cảm của đường dây bằng

công suất dung kháng thông qua các thiết bị bù như tụ bù ngang, máy bù đồng bộ quá kích từ, máy bù tĩnh SVC hoạt động ở tính dung kháng(bù phát)

Công suất truyền tải P<SIL thì có hiện tượng quá áp trên đường dây.Để duy trì điện áp không đổi thì phải bù công suất dung kháng của dây bằng công suất bù với các thiết bị bù như cuộn kháng bù ngang,máy bù đồng bộ thiếu kích từ, máy bù tĩnh hoạt động ở tính cảm?(hút bù)

P=SIL thì đường dây làm việc tại chế độ định mức.

4.9 bù đường dây(tt)

4.9.1 bù ngang bằng cuộn cảm(cuối đường dây)

Giả sử ta co các thông số PR, cosφR và VS và điện cảm của cuộn kháng cuối đường dây sao cho điện áp tại đầu nhận không tải Von bằng điện

áp đầu phát.

1 cos

Mục tiêu bù k là để điện áp đầu nhận bằng với điện áp đầu phát(VR=VS) nên

4.9 bù đường dây(tt)

4.9.2 bù ngang bằng tụ(cuối đường dây)

R

V V

X

V

V X

R C

Q

C Q

V X

4.9 bù đường dây(tt)

4.9.3.bù dọc đường dây bằng tụ(bù nối tiếp)

Công suất truyền trên đường dây:

X

X

Trong đó: