Giáo trình cung cấp điện P5

5.1 Sơ đồ thay thé mang điên: Mạng điện gổm 2 phần tử cơ bản tạo thành đường dây và máy biết áp —› chúng ta cần thiết lập các mô hình tính toán -> đó chính là sơ đồ thay thế: 1 Sơ đồ t

Chuong V

Tinh toan dién trong mang dién

5.1 Sơ đồ thay thé mang điên:

Mạng điện gổm 2 phần tử cơ bản tạo thành (đường dây và máy biết áp) —› chúng ta

cần thiết lập các mô hình tính toán -> đó chính là sơ đồ thay thế:

1) Sơ đồ thay thế đường dây trên không và cáp:

Đặc điểm: mạng xí nghiệp được CCĐÐ bằng đường dây điện áp trung bình và thấp,

chiều dài không lớn lắm ->› trong tính toán có thể đơn giản coi hiệu ứng mặt ngoài

và hiệu ứng ở gần là không đáng kể -> Điện trỏ của dây dẫn lấy bằng điện trỏ 1

chiều Để mô tả các quá trình năng lượng xẩy ra lúc truyền tải -> người ta thường

hay sử dụng sơ đồ thay thế hình 77

Zz

y Y Z — Tổng trỏ đường dây -> phản ánh tổn thất

5 > công suất tác dụng và công suất phản kháng

trên đường dây

Y — Tổng dẫn -> phản ánh lượng năng lượng bị tổn thất dọc theo tuyến dây (thông

số dải) đó là lượng tổn thất dò qua sứ hoặc cách điện và vầng quang điện

Y=G+jB

G; B - điện dẫn tác dụng và điện dẫn phản kháng Trong đó G - đặc trưng cho tổn

thất công suất tác do dò cách điện (qua sứ hoặc cách điện), còn B phản ánh hiện

tượng vầng quang điện, đặc trưng cho lượng công suất phản kháng sinh ra bởi điện

dụng giữa dây dẫn với nhau và giữa chungs với đất

Y=G+jB = (gạ*jbạ.l

Trong đó:

rạ; xạ - điện trỏ tác dụng va phản kháng trên 1 đơn vị chiều dài dây [(⁄km]

gạ; bạ - điện dẫn tác dụng và phản kháng trên một đơn vị chiều dài dây [km/Q]

rạ - Có thể tra bằng tương ứng với nhiệt độ tiêu chuẩn là 20C Thực tế phải được

hiệu chỉnh với môi trường nơi lắp đặt nếu nhiệt độ môi trường khác 20C

Ffọa = Fạƒ 1 + a(@- 20)]

rạ— Trị số tra bảng

œ = 0,004 khi vật liệu làm dây là kim loại mầu

a = 0,0045 khi day dẫn làm bằng thép

rạ — có thể tính theo vật liệu và kích cõ dây

p

lọ =

F [mm] - tiết diện dây dẫn

ø mmˆ2+m] - điện trỏ suất của vật liệu làm dây

øạ = 31,5 [Qmm2⁄m|

Poy = 18,8 [(mm?/km]

rạ đối với dây dẫn bằng thép -> không chỉ phụ thuộc vào tiết diện mà còn phụ thuộc

vào dòng điện chạy trong dây -> không tinhd được bằng các công thức cụ thể -› tra bảng hoặc tra đường cong

X; - Xác định theo nguyên lý kỹ thuật điện thì điện kháng 1 pha của đường dây tải điện 3 pha:

xX) = of 46 log =o +05 2) 10-1 [km]

Trong do:

œ = 2zf†_ - tần số góc của dòng điện xoay chiều

Dạ, [mm] —- khoảng cách trung bình hình học giữa các dây

d [mm] - đường kính dây dẫn

u - hệ số dẫn từ tương đối của vật liệu làm dây Với kim loại mầu khi tải dòng xoay chiều tần số 50 Hz thì: ,= †

Ta có:

2.D,

Xạ = 0,144 log — +0,016 [Okm]

Xac dinh Dy:

~ 1

©

<——>

3° D 9 2

@<—>©<—>© > D,, = DY2 =1,26D

1

@

> Dip = Ñ Dị;D¿2D;;

@<———>Q

Với dây dẫn làm bằng thép u > > > 1 và lại biến thiên theo cường độ từ

trường u = f() lúc đó xạ xác định như sau:

— , cee

Xo =Xo +X oO

Xeạ= 0/144 log = - Thành phần cảm kháng gây bởi hỗ cảm giữa các dây

X” = 2z.0,5u 10 - Thành phần cảm kháng liên quan đến tự cảm nội bộ của

dây dẫn

X”„ - thường được tra bảng hoặc theo đường cong

Để tính Y: — Từ đặc điểm -> lượng điện năng tốn thất do rò qua sứ và điện môi (với

cáp) là rất nhỏ (vì U nhỏ) -> có thể bỏ qua (bỏ qua G) Nó chỉ đáng kể với đường

dây có U >220 kV Như vậy trong thành phần của tổng dẫy chỉ còn B

Điện dẫn phản kháng của 1 km đường dây xác định bằng biểu thức sau: (phụ thuộc

vào đường kính dây, khoảng cách giữa các pha)

7,58 2D, ` log 1 Trong thực tế bạ được tính sẵn trong các bảng tra (theo F, D„) Riêng với đường cáp

còn phụ thuộc vào cách điện -> buộc phải tra trong các tài liệu riêng Từ tham số

này ta xác định được lượng công suất phản kháng phát sinh ra do dung dẫn của

đường dây như sau;

bạ = 10° [ 1/Qkm ]

Q, = U2 by! = U2B

Thực tế chỉ quan tâm đến b, va Q, khi U > 20 kV và mạng cáp hoặc mạng

đường dây trên không có điện áp U > 35 kV

Sơ đồ thay thế của đường dây trên không lúc này sẽ như HV sau:

+ gS

2) Sơ đồ thay thế máy biến áp:

Khi làm việc máy BA gây ra những tổn thất sau:

+ Tổn thất do hiệu ứng dun, và từ thông dò qua cuộn sơ cấp, thứ cấp Tổn thất do

dòng Phu-cô gây ra trong lõi thép Với máy BA 2 cuộn dây thường sử dụng các sơ

đồ thây thế sau:

a) Sơ đồ thay thế máy BA hai cuôn dây:

+ Sơ đồ hình T:

Z, — phản ánh tổn thất công suất dây cuốn sơ cấp

Y Z, - phản ánh tổn thất công suất dây cuốn thứ cấp,

còn gọi là tổng trỏ thư cấp qui về soư cấp

+ Sơ đồ hình !; trong tính toán hệ thông điện thường sử dụng loại sơ đồ này nhiều

hơn Trong đó các lượng tốn thất không thay đổi (thay đổi ít) được mô tả như một phụ

tải nối trực tiếp như HV

J ^a=2;+;= (ị + F;) + f(X, + X's) = Ie t IX ASs = A2 + /AQ,

Để xác định các thông số của sơ đồ thay thế ta dựa vào các thông số cho trước của máy biến áp bao gồm:

AP,„ hay AP,, - Tổn thất công suất tác dụng trên dây cuốn với mức tải định mức, thu được qua thí nghiệm ngắn mạch máy biến áp

AP, hay AP, - Tổn thất công suất tác dụng trong lói thép của máy BA, còn gọi là tổn thất không tải của máy BA (thu được từ thí nghiệm không tải máy BA)

uu% - Điện áp ngắm mạch % so với U,„

lạ% - Dòng không tỉa % so với l„„

Xuất phát từ nhưng thông số này chung ta sẽ xác định được các thông số của sơ đồ thay thế máy biêns áp

Tính R„_?: Xuất phát thí nghiệm ngắn mạch máy BA ta có:

AP oy = 3.Pam-Re — (nhân cả 2 vế với U„„)

AP ou Wim = 3.P im: Wim Re (Sama = 43 Vana

Cũng từ thí nghiệm ngắn mạch máy BA ta có:

lam

Uy, % = 0 =—9 8 _ 100

_ UW _ 49 Um (V3 Udm / V3

Trén thuc té vi xg > >> rz, — m6t cach g&n dung ta c6 thé lay x; + z; lúc đó ta có:

x, = lam _ uny%.U',

ʈ đ31„.100— Sạm.100

Xp [42]

+ Trường hợp máy BA có công suất nhỏ S„„ < 1000 kVA thì R; là đáng kể khi đó ta

có:

x; =4|Z2 - Rỳ = [22 10 -{ ein 10°)

dm dm

Tính AQ,: Căn cứ vào lạ% (từ thí nghiệm không tải máy BA)

lo 100 =-Š9 100

V3U gm

S, - goi la céng suất không tải Sạ = AP„ + /AQ„ Thực tế vì AQ„ >> AP„ — lay

Iy% - 2.100 =

1,%-Seim

b) Sodé thay thé may BA ba cuén day:

1 24 - 4 3 Z,;Z,;Z, - Tổng trỏ các cuộn dây đã qui

ASa = AP i, + JAQi , Với máy 3 cuộn dây nhà chế tạo thường

Sam: U;ym; Uy Usami 19%; AP Ngoai ra tham sé ngắn mạch lại cho như sau:

AP,» ; U,, - Tổn thất ngắn mạch và điện áp ngắn mạch Trong đó AP;;„ có được khi

cho cuộn 2 ngắn mạch, cuộn 3 để hỏ mạch, đặt điện áp vào cuộn 1 sao cho dòng

trong cuộn 1 và 2 bằng định mức thì dừng lại Khi đó ta có:

(3.70) AP,, = 4P, + AP;

U,, = U, + Ù;

Tương tự ta có: AP;;; U,; (ngắn mạch cuộn 3, đặt vào cuộn 2 một điện áp )

(3.11) AP,, = AP, + AP;

U,, = U, + U;

(3.12) AP,, = AP, + AP;

U,, = U, + U;

Giải hệ PT (3.10); (3.11); (3.12) > Tìm được:

(3.13) E = 1⁄2(AP¿;+ AP„s+ AP;z)

(3.14) U, = 1⁄2(U,;+ U,„+U,,)

U, = U„ - U

U; U;; ~ U,

12 1

Sau khi đã có tổn thất ngắn mạch và điện áp ngắn mạch riêng cho từng cuộn dây thi

việc xác định tổng trỏ của từng cuộn dây có thể sử dụng công thức như của máy biến

áp 2 cuộn dây

5.2 Tính tổn thất công suất và điên năng trong mang điên:

1 Tổn thất công suất trên đường dây:

a) Với đường dây cung cấp:

Trong tính toán đường dây tải điện, người ta sử dụng sơ đồ thay thế hình z (đối với mạng 110 kV, đôi khi ngay cả với mạng 220 kV người ta thường bỏ qua phần điện

dẫn tác dụng của đường dây Tức là trên sơ đồ chỉ còn lại thành phần điện dẫn phản kháng Y = jB do dung dẫn của đường dây và thường được thay thế bằng phụ tai phan kháng -jQ,

2

> AS= Z

+ Công suất cuối đường dây:

Sp =S2-j 2 =Fz+j(Q; + >?

+ Tốn thất công suất có thể xác định theo công suất ở cuối đường dây:

AS = AP + jAQ =| 22) 7-22 R+j, 52 x

+ Công suất ở cuối đường dây:

S=S;+AS + Tổn thất công suất có thể xác định theo công suất chạy 6 dau đường dây:

Ss 2 si? Ss?

AS = AP +jAQ -(2| Z=*_.R+j X

U 1 U; >: U 1 Khi đó công suất chạy ở cuối đường dây sẽ là:

Ss"; = S; —A S

+ Công suất đi vào đường dây sẽ là:

Qa

2 Trong đó phụ tải phản kháng của đường dây có thể tính theo điện dẫn phản kháng

theo công thức sau:

Qs _ ye B Q„

b)_ Đường dây mạng phân phối:

B

=Uÿ.—

?2

Đối với đường dây mạng phân phối ( 6; 10 kV) có thể bỏ qua Y trên sơ đồ Hơn nữa

trong tính toán tổn thất công suất lại có thể bỏ qua sự chênh lệch điện áp giữa các

điểm đầu và cuối đường dây, nghĩa là coi U; = U, = U Đồng thời bỏ qua sự

chênh lệch dòng công suất giữa điểm đầu và điểm cuối đường dây Có nghĩa là coi

S=S=S,=S, — Điều này cho phép xác định dễ dàng luồng công suất chạy trên

các đoạn dây của mạng phân phối Ví dụ để tính luồng công suất chạy trên đoạn 01

HV

S¡

A

+ Công suất chạy trên đoạn 01:

Sor = XS

So3 = S3 + S;o † Ô¿

Nhu vay để tính tổn thất công suất trong một phần tử nào đó của mạng phân phối

nằm giữa nút ¡ và j ta có thé tinh:

2

dm

c) PuGng day co phu tai phân bố đều:

Trong thực tế thường gập loại mạng phân phối có thể xem như có phụ tải phân

bố đều Đó là các mạng thành phố, mạng điện sinh hoạt ở khu vực tập thể, hoặc

mạng phân xưởng có kết cấu thanh dẫn

Để tính toán mạng này người ta giả thiết dòng điện biến thiên dọc dây theo luật

đường thẳng và dây dẫn có tiết diện không đổi (HV)

Ÿ Ý Ý Ý Ý Ý Y|Ý Ý Y Ý Ý

+ Tại điểm m nào đó của mạng, ta có dòng

đồng dạng — sẽ tính được I,„ )

bn

ho

Gọi dAP là tốn thất công suât trong vi phân chiều dai dl tại điểm m (HV)

dAP = 3.F,,.dr

Ll ° Trong do: dr =rạdl > dAP = 3./,„r„dil = [Ha udl

12

hạ Š-fg ¡2¡2 2 2

> AP =|; 2! Il = Polya dt” = Ryol

12

Ta thay rang AP dung bang 1/3 t6én that céng suat khi phu tai | d&t 6 cudi duéng day (

Khi phụ tải tập chung ta có AP = 3.l2.r„.l,, = 3I2R;; ) — tim qui tac chung

+ Nguyên tắc: “ Để xác định tốn thất công suất trên đường dây có phụ tải phân bố

đều ta thường chuyển về sơ đồ phụ tải tập chung tương đương Trong đó phụ tải tập

chung tương đương bằng tổng tất cả phụ tải và được đặt 6 khoảng cách tương đương bằng 1⁄3 khoảng cách của sơ đồ thực tế”

2 Tổn thất công suất trong máy biến áp:

Khác với đường dây, khi máy biến áp làm việc, ngoài tổn thất công suất trên 2 cuộn

dây sơ và thứ cấp, còm một lượng tổn thất nữa trong lõi thép của máy biến áp Để

tính toán thông thường người ta thường sử dụng sơ đồ thay thế:

a) Máy biến áp 2 cuôn dây: §, 4 ®S S” 2

ie ier AS„ = AP,„ + jAQ„

Tổn thất công suất trên 2 cuộn dây (tức trên tổng trỏ Z,)

AS, = AP, + J4Q, =| — | Re tJ) —| Xp

Trong đó: S”= S; - Công suất của phụ tải

Toàn bộ tổn thất công suất trong máy biến áp sẽ là:

ASp = ASwe+ AS,, =| AP +|2—| Re |+j] 4Q +} 2—-| Xz (5.15)

U, U,

+ Tu đấy ta thấy rằng công suất đầu vào máy biến áp là:

S, = AS, + S’ = AS, + S,

+ Trong thực tế người ta có thể xác định tổn thất công suất trên cuộn dây của máy

BA bằng những thông số cho trước của máy BA Xuất phát từ công thức tính R; và

X§ ta có:

Rg = we 5; Xge 4Zã -R§ trong đó: Zg= Sy 2M om = Von

Xp = deze 1= ia = sốt \(Uy%.S„„Ÿ - AP¿

2

dm Sam dm

Thay Rạ ; X; vào (5.15) và coi U, = U.„ (lấy gần đúng)

2

Sam

AQo, = (= Aluậ%.S?, -AP2 = (=| AQw

Sam Sam

, Ss" 2 Ss" 2

AS, = a, + AP, (=| | lụa + AQy (= | (5.16)

Sam Sam

Chú ý: Trong công thức trên tổng trỏ và điện áp phải được qui về cùng một cấp điện

áp Trong nhiều trường hợp khi chưa biết U, người ta vẫn có thể lấy U; = U jp

b) Với máy biến áp 3 cuộn dây: việc tính toán hoàn toàn tương tự như ỏ máy biến áp

2 cuộn dây (phần tổn thất trong dây cuốn cuả từng cuộn dây)

S, 4 S, , +, S, ” S,’ 2, S;” 2

S,’

S,”

3

S;

+ Công thức tổng quát cho việc xác định tổn thất công suất trên các cuộn dây:

N2

dmi

+ Tổn thất công suất toàn bộ máy BA

3

¡=1 + Công suất đầu vào:

Sy =S,+ASe =Sz+®; + 49s

3 Tổn thất điện năng trong mạng điện: (là đặc thù của tiổn thất công suất), tuy

nhiên người ta chỉ quan tâm đến AP-> AA = AP.t + Nếu trong thời gian † phụ tải điện không thay đổi, thì công suất là hắng số và tổn

thất điện năng sẽ được tính như sau:

AA = AP.t + Thực tế phụ tải lại biến thiên liên tục theo thời gian nên AA phải lấy tích phân hàm

AP trong suốt thời gian khảo sát

AA = j AP.dt = 3.R.f, I? (t).dt + Vì l() không tuân theo một dạng hàm nào -> không thể xác định được tổn thất điện năng theo công thức trên Để tính tổn thất điện năng người ta đưa ra khái niệm Tmax V@ T

cả các hộ dùng điện đều sử dụng công suất lớn one o> nhất P„„„ để năng lượng điện chuyên chỏ trong

mạng điện bằng với lượng điện năng thực tế mà mạng chuyên chở trong thời gian t

(t = 8760 gid = thời gian làm việc 1 năm)

8760 t [h]

A

max

Khài niêm về r: Để tính điện năng ngưới ta cũng đưa ra một khải niệm tưng tự

như Tra

PN ct “ Là thời gian mà trong đó nếu mạng luôn chuyên trỏ với mức tổn thất công

suất lớn nhất thì sau một thời gian r lượng tổn thất đó bằng lượng tổn thất thực tế

trong mạng sau 1 năm vận hành”

+ Tổn thất điên năng trên đường dây:

AA=3.R."” I?(t).dt = 3.R.12„„.r

§” tt)

IP ax

Thực tế thì đường cong phutảái (tiêu thụ) và đường cong tổn thất không bao giờ lại

hoàn toàn trùng nhau, tuy nhiên giữa T„„„ và r lại có quan hệ khá khăng khít với

nhau r= f(T,„„„;cosø) Quan hệ giữa T„„„ và r thường cho dưới dạng bảng tra hoặc

đường cong

+ Trong trường hợp không có bảng tra hoặc đường cong chúng ta có thể sử dụng công thức gần đúng để tính được r theo T„„„ như sau:

r =|024+105.,, Ÿ.8760 max

+ Với đường dây có nhiều phụ tải với cosọ và T,„ khá khác nhau

n

AA = » AP, max i? j i=

+ Khi cosọ và T„„„ của phụ tải khác nhau ít có thể tính AA từ AP„„„ và r„ -> từ

COSØ, Và Tp

CoOS 0 _ XS) COS 9 , T S21 Fax I- max ¡

tb = S; max tb > P vax

+ Tổn thất điện năng trong máy biến áp: tính tương tự Cần chú ý trong máy BA có

2 phần tổn thất A1P„ không thay đối theo phụ tải; AP¿„ —- thay đổi theo phụ tải

+ Tổn thất điện năng trong trạm biến áp trong 1 năm (khi không biết đồ thị phụ tải):

AA = AP,,.8760 + AP, Cu max 'Ý

+ Nếu có đồ thị phụ tải theo bậc thang (HV) Trong đó phụ tải bằng hằng số tại mỗi đoạn t, Thì tổn thất điện năng của trạm trong 1 năm:

AA =8760.AP-„ + 5° AP oy; t;

i=7

t, b t [giờ]

+ Trường hợp trạm có nhiều máy vận hành song song, có tham số giống nhau:

se Khi không có đồ thi phu tải:

AA = 8760 AP 2 +1 AP oy maeT

e Khi biét d6 thi phu tai:

Dạng tổng quát cho tram có n máy:

2

AA = AP nị; + AFcuam>` ¬ l-

h; \ Sam

Ví dụ 1: Cho mạng cung cấp như (HV) Biết U,„„ = 110 kV Hãy xác định công suất nguồn cung cấp cho mạng (công suất đầu vào của mạng?

0 AC-120 1 2 80km G | S„„„ = 40+/20 MVA

Đường dây là AC-120; D„ = 4m ; chiều dài 80 km Trạm có 2 máy biến áp có tham

số như sau: S„ = 31,5 MVA; AP;, = 86 kW; 4Pc„ „„ = 200 kW; uạ% = 10,5 %; iạ% = 2,7 % Biết U, = 116,7 kV; U, = 109,3 kV; U; = 10,5 kV Xác định công suất

đầu vào của mạng

Giải: Trước tiện vẽ sơ đồ thay thé:

So 0 Soy Z “01 1 a 2

T

+ Xác định các thông số của so dé thay thé:

Sma„ =40 + /20

Q cọ

2

AS,, = AP, + jAQ-, — Trạm có 2 máy > AP; = 2xAP, = 2x86 =172

_ 2ip%.S„„ _ 2x2/7x31,5

Vi Sam > 1000 kVA

2

3 -= 1 200x[10} — „oa =1,/22O

2xSản 2x(31,5.10°}

of 12

xX, = uy%.Uấn xo _ 10.6010} x10 =2016Ø

Với đường dây AC-120 và D„ = 4m tra bảng ta được fo = 0,27 [Okm]

Xp = 0,408 [Okr]

by = 2,79 10° [ 1/Akm]

Vì đường dây là lộ kép ta có:

Rạ, = 1⁄2xr„lI = 1⁄2x0,27x80 =108 2

Xạ, = 1⁄2xx,xI= 1⁄2x0,409x80 = 1632 22

Tính điện dung của đường dây:

Seo = 2xUjx— = U2 xbox! = (116,7) 2,79.10-°.80 = 3,03 MVAr

= = 2xUƒx = UỆxbạxI = (109,3Ÿ 2,79.10Ê.80 = 2,66 MVAr

Tính tổn thất công suất trong dây cuốn của máy biến áp theo S„„„ tức là phải lấy

theo điện áp tại điểm 2 (trong phần trên R; và X; được tính theo điện áp sơ cấp của

BA) -› vậy điện áp điểm 2 cần phải được qui đổi về phía cao áp

U’, = KxU, = 110/11x10,5 = 105 kV

K - Tỉ số biến áp được tính theo điện áp trung bình định mức của lưới

Để tính được tổn thất công suất trên đường dây đoạn 01 cần phải xác định được

công suất ở cuối đưoừng dây:

S01 = Snax + ASre + AS oy —fQ,/2

ASo, = [3=] Rs «(S| Xe = 40520" 51,224 j 2 22" x2016

(40 + /20) +(0,172 +j17)4 TT S2 —XI22+j“ TS —x2016 — J2,66

”

S 01

40,4 +j22,7 MVA

+ Céng suat dau vao duéng day: S, chinh là công suất când cung cấp cho mạng

So = Sort ASo1— f M20

ASo, -| a (Ro; + Xo,)=- VX 4 109,37 (10.8 + (16,32)

40,4° +2277

So = 40,4 + j22/7 +

° / 109,322 le: + j16,32)— j3,03 = 42,34 + j22,6 MVA

Ví dụ 2:

Hãy xác định tổn thất điện năng trong một năm của mạng phân phối 10 kV (HVW) Tinh theo AA%

Biết: - S„„„=2+j1 MVA

Giải: Vì là lưới phân phối nên ta có sơ đồ thay thé như sau:

0 So , S2 + Để tính được tốn thất điện năng của lưới Trước

—E——†—rz+-† tiên ta phải xác định được AP„„„ của lưới Cần chú ý

Zo1 22 ở rang AA chỉ liên quan đến AP mà thôi

2+/1 1+/0,5

Tra bảng A- 150 -› rạ = 0,21 (⁄km

A-ö50_ — rạ =0,63 (km + Tổn thất công suất cực đại trong mạng:

S AFnax = AFay + AF¿ = làn] Roy (32 Ryo

dm dm

Sor = Smact + Sinaxo = (2 + j1) + (1+ j0,5) > So, = J(@+1Ÿ +(1+0,5Ÿ

S12 = Smax2 =1 +/0,5 > Sy = (7ƒ +(0,8Ÿ

2 2

AP ax = By COS) xo2nxaxrơ' cô —x063x1x10” =55,1 kw

+ Tổn thất điện năng trong 1 năm:

AA = AP„„„.r Cả 2 đoạn đều có cùng cosọ và T,„„„= 2700 h

—> tra bảng ta được r= 1500 h

AA = 55,1 x 1500 = 82 500 kWh + Điện năng các hộ nhận từ lưới trong một năm:

A =P Trax = (2000+1000)x2700 = 8 100 000 kWh

+ Tổn thất điện nang tinh theo %:

AA% = AA 100 - 82900 x100 =1,02 %

5.3 Tinh ton thất điên áp trong mang điên:

1) Tổn thất điện áp trên đường dây cung cấp: có thể dùng phương pháp đồ

thị hoặc phương pháp giải tích để tính

Xét đường dây 110; hoặc 220 kW -> bỏ qua điện dẫn tác dụng thì sơ đồ thay thế

có dạng

li 2 02 a2 ¡ + Gia thiết: biết U, ; |, và các thông số của

| | đường dây Z = R +jX -> bằng phương pháp đồ

| I ct | Tog thị ta có thể xác định được U ở đầu nguồn, điều

| ] đó cũng có nghĩa là ta sẽ xác định được tổn thất

a) Phương pháp đồ thị: Trình tự các bước xây dụng đồ thị vectơ

g WX D + Từ o dựng đoạn OA = U, (tìm điểm A)

U, AU C IR + Tuo dung I, ; I,.; 1", ( biết ø;; l„ ` - 7 H.ý U,)

F cả 3 dòng điện này đều gây nên các điện

` U; “RO áp dáng trên R và X Cần chú ý rằng các

B thành phần điện áp dáng trên R sẽ trùng

pha với l, còn trên X sẽ _! với Ì

+ Dung: TừA xây dựng các đoạn thẳng:

AB =I,R song song với |,

BC =l,X vuông góc với l, -> 1U, = AC (điện áp dáng do dòng |, gay trén Z)

Từ C ta tiếp tục xây dựng các đoạn thẳng: (các thành phần điện áp dáng do loo Gay

nén trén Z)

CD=1,,.R song song véi |

DE =1,.X vuông góc voí Í,; -> 1U,; = CE

AU,, - điện áp dang trén Z dol, gay ra

AU,, - dién ap dang trén Z do ! gay ra — AU = AU,, + AU,,»

Đoạn AE chính la AU, con OE chinh la U, = U, + AU

Nhu vay với U, biết trước cùng các dòng I„; l,, ta đã xác định được U, > lúc đó tổn

thất điện áp trên đường dây sẽ chính là:

U,|—|U,| = DU

Nếu chiếu AU trên trục thực (trùng với U,) va truc ao (vu6ng goc vdi U,) — ta goi la: + Thành phần dọc trúc của điện áp dang:

AU = AF = I,R cos ø; + l,X sin ø; —l,„X

+ Thành phần ngang trục của điện áp dáng:

6U =FE = I,„R + I„X cos ø; — l„R sing,

+ Trong phần lớn các trường hợp , để phán đoán sự làm việc của hệ thống điện không cần biết trị số điện áp rơi Sự làm việc của các phụ tải điện chỉ phụ thuộc vào điện áp đặt vào nó, mà không phụ thuộc vào pha của nó Sự lệch pha của các vectd

điện áp đầu và cuối đường dây (góc ø;) chỉ có giá trị khảo sát các vấn đề ổn định làm

việc của HTĐ Cho nên ở đây chỉ cần xác định hiệu đại số của điện áp đầu và cuối

đường dây (sự chênh điện áp hiệu dụng ở đầu và cuối đường dây)

-> Định nghĩa về tổn thất điện áp DU = U, — U, + Khi biết U,; ø,, l, và các thông số của đường dây ta có thể xác định được U; ->

DU Phương pháp đồ thị đòi hỏi phải vẽ chính xác, dung ty lệ -› kết quả sẽ kém chính xác

b) Phương pháp diải tích tính tổn thất điên áp:

Trong phương pháp này thông thường người ta hay tính toán the phụ tải ö cuối đường dây !”„ Và nếu mạng ngắn thường bỏ qua I, và trong tính toán thường sử đụng điện

áp dây nên ta có thể viết lại các thành phần điện áp dáng:

AU = AU +jfouU

AU = ¥3 (1’, R.cosg, + I’.X.sing,)

GU = 3 (1, X.cosg, - I,R.sing,)

+ Vì phụ tải thường cho dưới dạng công suất (nhân 2 vế ôứi U;)

+ Điện áp đầu đường dây có thể được xác định thông qua biểu thức sau:

U, =U, +AU

Từ đồ thi vecto + _U,= 4(U;+AUŸƑ+ôU? — + |DU=U,-U;

+ Tương tự nếu biết U,; !, (P,; Q';) ta cũng xác định được AU

Tu P+R+Q1X ,P,X—-0,R

Điện áp cuối nguồn: U, = U, — AU

+ U,=O0A=0F-AF=u?-su?-4su >» [DU=U,-U,

2) Tổn thất điên áp trên đường dây mang phân phối (6 +20 kV):

a) Đặc điểm chung của mạng phân phối:

+ Có điện áp thấp và đường dây ngắn -> bỏ qua tổng dẫn của sơ đồ thay thế

+ Tổn thất công suất nhỏ có thể bỏ qua trong tính toán (coi không có sự chênh

công suất đầu và cuối đường dây)

+ Sự chênh điện áp giữa các điểm nút không đáng kể -> có thể dùng điện áp định

mức để tính

+ Thành phần ngang trục của điện áp dáng rất nhỏ có thể bỏ qua

Với những giả thiết như vậy việc tính tổn thất điện áp mạng phân phối trỏ nên khá

đơn giản -> DU = AU

b) Tính tổn thất điện áp cho đường dây có nhiều phụ tải tập trung:

+ Xét mạng PP cung cấp cho 3 phụ tải tâph chung như (HV)

S;=p;+jq; S;=p;+jq; S:=P:s+jq›

+ Sơ đồ thay thể của mạng sẽ có dạng:

0 — > 1 —% 2 -% 3

+ Công suất trên các đoạn:

Sor = S3 + Sp +S; = (Dị + Dạ + Dạ) + /(q; + q› + q2)

S;a= S;+ S¿ = (pp + ps) + /(q; + qz)

So3 = S3 = Ðạ?/q;

Tính 1U theo công suất chay trên các đoan:

0 rny+jx„, Í rạ+jXx„ 2 Matis 3

—> f > —> Ì

Pạ; + jQạ; P,;+j/Q; P;; + /Q;;

AU; = AU,; + AU,› + AU;¿ = n Qo1Xor + ata QieX 12 + “AT Qo3X23

dm

dm dm

Tổng quát cho mạng có n phụ tải:

_ 3P; +3 ,X;

U dm

AU

AU% =-^# 100 -_100 Paty + Qyx,

ein 1000.U2,,

Trong do: AU - [V]

P,;Q; - [kW]; [kVAr]

Dự, - [kV]

Vig Xi - [Q]

Tính AU theo công suất của từng phu tải:

+ Vi coi mạng là tuyến tính nên chúng ta

R, + jX, có thể sử dụng nguyên tắc xếp chồng

“x7, ] Rat | Tức là tổn thất điện áp đến điểm cuối

of “h7: |1 2 3 cùng của mạng (điểm 3) bằng tông tốn

; ; - thất điện áp gây ra bởi 3 phụ tải trên các

P,+jq, P;+jq; P:*J4 đoạn từ phụ tải đến đầu nguồn:

AU, = AUpy + AU go + AU p93 = Py-Ry +O4X4 + Đ;F;› + q;X› + P3R3+93X3

Téng quat:

AU = » (oR, + q,X,)

Varn

Trong đó: p,; q, - phu tai tac dung va phan khang [kW]; [kVAr]

R,;X, - điện trở và điện kháng từ phụ tải ¡ về nguồn [1]

Chú ý: BBiểu thức tổng quát trên chỉ được dùng để tính tổn thất điện áp từ nguồn đến điểm cuối cùng cuả lưới Khi áp dụng để tính AU từ nguồn đến một điểm bất kỳ

sẽ dẫn đến sai (không sử dụng được)

c) Tính 1U khi đường dây có phụ tải phân bố đều:

los YYYy‡‡VWyYY‡ những trường hợp sau: (đường dây CC

hs Lys cho phụ tải có cosọ = †1 )

- mạng hạ áp rạ > > > Xọạ

AU% = —— o> pL; (Đường dây thường cùng † tiết diện) 1000.U;,,

Goi py — Công suất phân bố đều trên 1 don vi chiéu dai di Tai điểm x cách nguồn †

khoảng l, Trên vi phân chiều dài dị có một lượng công suất là dịp = pạ dil Công suất này gây ra trên đoạn I„ một tổn thất điện áp là dAU = rạ.l,.dp/U,„„

dAU - JoPol.dl

dm

Tổn thất trên toàn bộ đoạn dây:

2 42 AU,» = jie dAU = ine loPol ¬ iP loo =

dm

_ Too ` + lo

= OO U,,, ve Ff 2 (log — lạ;) —

Ta có: Đo(loa — lọ) = l;¿.Ðạ = P

-——”=I, -› 2 là điểm giữa đoạn 1-2

2 rạP.l, P.R:

AU,, = _0 "2 82

Von U on

+ Sơ đồ thay thể tương đương (FiV) °

+ Từ sơ đồ thay thế tương đương —> cách tính như một phụ tải tập chung với P = Sp,

đặt cách xa nguồn 1 khoảng l; = lạ; + 1⁄2 l,„

Ví dụ 3:

Cho một đường dây cung cấp như hình vẽ Chiều dài đường day la 60 km; D,, = 5m

, cung cấp điện cho một khu công nghiệp có phụ tải cho trên sơ đồ Biết U; = 110

kV Hãy xác định U, và góc lệch giữa chúng

60 km

Giải: Véi day M — 120 (D,, = 5m) tra bang:

rạ= 0,158 (2km

Xp = 0,426 km

bo =2,75.10° 1/2km

bạ.60

~U?,5.~ (110})x—®—— =1 MVAr

R„; = r„.60 = 0,158x60 = 9,48 (2

X jo = Xp60 = 0,426x60 =25,6 2

>

Ss", =8, —j 22 = 40+ j30- j1 = 40 - j29

Dién ap dang:

AU = AU + jou = eRe te , FP aXn“@e

_ 40x9,48 + 29%25,6 |, 40x25,6 ~ 29x9,48

Điện áp đầu nguồn:

ò 120,19 kV

U, =4|(U; + AU + (su = y(110 + 10) +(6,8)

ò

Nếu bỏ qua ổU -> U, = U; + AU = 110 + 10= 120 kV

+ Xác định góc lệch giữa U,;Ù,

SU

Xuât phát từ (H p (HV) > tgp Í =——— U, +AU

68 tgp = 22 — ~ 0,0567 J2 =110 +10

DU = U,—U, =120- 110 =10kV -> go x 3°18’

Ví dụ 4: Cho mạng điện phân phối như HV Dây dẫn trong mang la day A — 50;

Dụ„= 1m; U„= 10 kV Hãy xác định AU,„„„ =

800+/500 kVA

_> 0 24; 1

sơ đồ thay thế

Tra bang: A=50 > o* 0,63 Mkm

= 0,355 km

3x0,63 + j3x0,355 Z„,= ———— = 0,945 + j0,522 2

Z,¿= 4x0,63 + j4x0,355 = 252+/1420 (2

Điểm 2 sẽ có AU,„ (VÌ Z;;= Z;; nhưng S;< S;)

(P, +P, +P; Roy +(Q, +Q,+Q,)P,R, +Q;X

Thay các tham số với U,, = 10 kV > AU, = 571 V