Resource-News-Chuong 3

Đường dây có phụ tải phân bố đều Tổn thất công suất trên đường dây được biểu diễn: ∆ S tập trung = 3... Tổn thất công suất ∆P của phần tử sẽ gây ra tổn thất điện năng trong thời gian

Chương 3 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG

3.1 Tổn thất công suất trên

đường dây có phụ tải tập trung

Tổn thất công suất trên tổng trở khi có dòng điện ba pha chạy qua

R U

Q

P R

U

S R

I

2

22

22

Q

P X

U

S X

I

Q 3 * * 3 * * 3 * 2 *

2

2 2

2 2

Z  = +

3.2 Đường dây có phụ tải

phân bố đều

3.2 Đường dây có phụ tải phân

bố đều

Tổn thất công suất trên đường dây được biểu diễn:

∆ S tập trung = 3 ∆ S phân bố đều

( I A a IB a IC )

I  =  + 2  + 2

3.3 Tổn thất công suất khi tải không

đối xứng.

Giả sử công suất của nguồn phát là đối xứng Từ

đó công suất của các thành phần thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thứ

tự không được phân tích như sau:S  A, S B , S C

Tất cả các phần tử của hệ thống được xem là tuyến tính.

Tất cả các phần tử còn lại của lưới điện (ngoài phụ tải không đối xứng đang xét) có các thông số pha giống nhau.

Sơ đồ thứ tự thuận

1211

S  = ∆  + ∆ 

∆

LOGO 3.3 Tổn thất công suất khi tải không

Tổn thất công suất trên đoạn 2:

Công suất đầu đoạn 2:

Công suất cuối đoạn 1:

222

22

2222

222

22

2222

2222

R U

Q

P P

Q j

P S

dm

C C

∆

=

∆ 

22 2

S  ′′ =  C + ∆ 

22 2

21 S S

3.3 Tổn thất công suất khi tải không

đối xứng.

• Tổn thất công suất trên đoạn 1:

• Tổng tổn thất công suất của thành phần thứ tự nghịch:

21 2

2 21

2 21 21

2

2 21

2 21

U

Q

P j

R U

Q

P S

dm dm

+ +

+

=

∆ 

22 21

Sơ đồ thay thế thứ tự không (c)

0201

Vậy tổn thất do tải không đối xứng gây ra như sau:

0 2

3.5 Tổn thất công suất trong

máy biến áp

3.5.1 MBA một cuộn dây.

Thành phần tổn thất trong lõi thép không thay đổi khi phụ tải thay đổi và bằng tổn thất không tải.

100

%

0 0

0 0

S

I j P

Q j

P

S = ∆ + ∆ = ∆ +

∆ 

nm nm

MBA

Q j

P

Q Q

j P

P

S

∆ +

∆

=

∆ +

∆ +

∆ +

∆

=

pt t

I

I S

2 0

dm

pt dm

pt t

dm

pt nm

MBA

dm

pt nm

MBA

I

I S

S k

S

S Q

Q Q

S

S P

P P

∆

=

∆

dm nm

t

nm t

MBA

Q j

P

S U

k I

j

P k

P S

∆ +

∆

=

+ +

∆ +



∆ +

∆

+

∆ +

2 3

2 2

2 2

1

2 1 0

3

2 3 2

2 2

1

2 1 0

dm

nm t

dm

nm t

dm

nm t

nm t

nm t

nm

t MBA

S

U k

S

U k

S

U k

Q j

P k

P k

P k

P S

Chú ý: Ở đây các điện áp và tổng trở tương ứng

đã quy đổi về điện áp cao.

3

2 3

2 3

2 3 3

2 3

2 3

2 3

U

Q

P j

R U

2 2

2 2 2

2 2

2 2

2 2

U

Q

P j

R U

3 2

dm

dm N

S

U u

X

2

%.

=

3.5 Tổn thất công suất trong

máy biến áp

Công suất cuối cuộn dây 1 (cao áp):

Tổn thất công suất trong cuộn 1:

Tổn thất trong MBA:

1 1

3 2

3 2

3 2

1

21

1

21

21

21

U

Q

P j

R U

Tổn thất công suất ∆P của phần tử sẽ gây ra tổn thất điện năng trong thời gian t là:

Nếu phụ tải không thay đổi thời gian:

Phụ tải thay đổi theo thời gian

3.6 Tổn thất điện năng

t P

A

0

.

) (

)

( ).

(

3

t U

t

S R

dt t

I R

2

) (

)

(

) (

)

(

dt t

U

t

Q dt

t U

t

P R

∆ +

i dm

i

U

R t

S U

R A

2

2 2

2

I dt

t I

i i

Q

P U

R

t Q

t

P U

R A

τ

.

.

2 max

2 max 2

8760 0

2 8760

0

2 2

0

2

2 max

I

dt t

minmax

maxmax

2 8760

1

8760 8760

T

− +

− +

0

2

max max

T

T

= τ

* kWh P

A = ∆ τ

∆

3.7 Tổn thất điện năng trên

đường dây

a) Trường hợp cosϕ của nhiều phụ tải giống nhau.

Có cosφb= cosφc= cosφd

2 2 3

2 ''

U

S r

U

S r

U

S A

b c

d

τ

ab d

r U

S r

U

S r

U

S

A τ τ 1 τ

2 1

2

2 2

3

2 ''

3

Do Cos ϕ , Tmax khác nhau

d c

b

d d c

c b

b ab

P P

P

P P

P

+ +

d d c

c bc

P P

3.7 Tổn thất điện năng trên

đường dây

b) Trường hợp cosϕ của nhiều phụ tải khác nhau.

Nếu cos ϕ sai khác nhau ít

=>Tmax => thế vào công thức (1)

32

1

32

1 cos cos cos cos

S S

S

S S

2

2 2

3

2 ''

U

S r

U

S r

U

S A

b c

d

τ

3.8 Tổn thất điện năng trong

máy biến áp.

Tổn thất điện năng trong MBA 2 cuộn dây được xác định như sau:

Khi n máy biến áp

Ngoài ra, khi có đồ thị phụ tải

τ

.

.

2 max 0

∆

dm

pt nm

MBA

S

S P

t P A

τ

.

.

1

.

2 max 0

∆

dm

pt nm

MBA

S

S P

n

t P n

i i

nm

n i

i i

S

S n

P t

n P

A

1

21

0

3.8 Tổn thất điện năng trong

mba.

Tổn thất điện năng trong MBA 3 cuộn dây được xác định như sau:

Khi có n máy biến áp:

τ

) .

.

max 3

2 2

max 2

2 1

max 1

0 3

dm

pt nm

dm

pt nm

MBA

S

S P

S

S P

S

S P

n

t P n

(

2 3 max 3

2 2 max 2

2 1 max 1

0 3

dm

pt nm

dm

pt nm

MBA

S

S P

S

S P

S

S P

t P A

BT3.3 Yêu cầu xác định tổn thất công suất và tổn thất điện năng 1 năm trên ĐDK – 10 (kV) cấp điện cho 2 phụ tải (hình BT3.2) Biết c =

103 (đ/kWh).

Mục lục

4.1 Bù công suất phản kháng bằng tụ bù trung thế.

4.2 Ổn định điện áp dùng máy điều áp.

4.1 Bù công suất phản kháng bằng

tụ bù trung thế.

Có hai cách để đảm bảo cân bằng công suất phản kháng trong HTĐ:

Cưỡng bức phụ tải mà chủ yếu là xí nghiệp công nghiệp phải đảm bảo cosϕ ở mức cho phép

Đặt tụ bù công suất phản kháng trong HTĐ để giải quyết phần còn thiếu, cách này thực hiện một cách chủ động có tầm quan trọng nhất.

4.1 Bù công suất phản kháng bằng

tụ bù trung thế.

Tác dụng:

Bù công suất phản kháng cần thiết.

Giảm tổn thất công suất, từ đó nâng cao công suất cung cấp cho tải.

Giảm bớt dòng tải trên đường dây, do đó giảm bớt sự quá tải của các thiết bị lắp đặt và giảm bớt độ sụt áp, giảm tổn thất.

Nâng cao hệ số công suất của hệ thống.

 Nâng cao hiệu quả kinh tế của lưới thông qua việc nâng cao khả năng cung cấp công suất của đường dây.

Không có phần quay nên lắp ráp, bảo quản dễ dàng.

Tụ điện được chế tạo thành đơn vị nhỏ, vì thế tùy theo sự phát triển của phụ tải trong quá trình sản xuất mà chúng ta ghép dần tụ điện vào

hệ thống, làm cho hiệu suất sử dụng cao và không cần phải bỏ vốn đầu tư ngay một lúc.

Sử dụng trực tiếp ở nhiều cấp điện áp.

Công suất phản kháng phát ra theo bậc không thể thay đổi điều chỉnh trơn nhuyễn được.

 Bù tập trung: được đặt vào các tủ phân phối

 Bù nhóm: nối vào thanh cái cao áp của trạm biến áp phân phối

( j R

Z. ′ = + L − C

L

jX R

Z. = +

4.1 Bù cơng suất phản kháng bằng

tụ bù trung thế.

 Khi chưa cĩ bù ngang (hình a):

 Sau khi cĩ bù ngang (hình b):

Theo hình (c) và (d):

 Khi chưa cĩ bù ngang:

Sau khi bù ngang:

.

C

.

.

Z ' I

'I I

I 'I = − ⇒ < và ∆ U.′D = I.

Z I

,

2

V I

jX R

I Z

I

∆

] [ , '

V X

I X

I R

I Z

I

U = = R + x L − C L

∆

4.2 Ổn định điện áp dùng máy

điều áp.

Máy điều áp có hai loại:

MĐA dưới tải (MĐADT)

MĐA không điều áp dưới tải (KĐADT)

Trong đó:

MĐA dưới tải (MĐADT)

Chỉ hoạt động được nếu trong hệ thống điện có đủ công suất phản kháng.

Thay cho MĐADT có bộ điều chỉnh pha thyristor để điều chỉnh góc pha của điện áp.

4.2 Ổn định điện áp dùng máy

điều áp.

Có hai loại điều áp:

Điều chỉnh modul điện áp nhằm phân bố lại công suất phản kháng, giữ mức điện áp yêu cầu trên lưới điện.

Điều chỉnh pha nhằm thay đổi dòng công suất tác dụng trên các đường dây tải điện trong các lưới điện kín

Hai loại điều chỉnh trên có thể được thực hiện bằng hai MBA riêng, cũng có thể làm chung vào một MBA.

Ngoài MĐADT trong các MBA lực, còn các MBA riêng chỉ để điều chỉnh điện áp, đó là MBA điều chỉnh đường dây và MBA bổ trợ.