1) Các cấp điện áp dùng trong hệ thống CCĐ-XN:
• Theo chức năng chia 2 loại:
+ Điện áp CC trực tiếp cho thiết bị.
+ Điện áp chuyền tải điện năng đến xí nghiệp và các PX.
• Điện áp cấp đến thiết bị:
+ Thiết bị động lực: 127/220; 220/380; 380/660 V.
- Các động cơ công suất lớn 6 ữ 10 kV.
+ Thiết bị công nghệ khác: lò điện trở 10 MVA CC qua máy BA. 6 … ữ 20 kV.
+ 15 ữ 45 MVA CC qua máy BA. 35 ữ 110 kV.
+ Thiết bị chiếu sáng 220; 110; 30; 12 V.
• Điẹn áp truyền tải phân phối: Từ nguồn (HT) → đến XN (trạm BA trung tâm; TPP.) + Miền Bắc: (220); 110; 35; 22; 10; 6; 0,4; 0,2 kV.
+ MiÕn Nam: (220), 66; 31,5; 13,2; 6,6; 0,2 kV.
2) Lựa chọn điên áp tối u cho HTCCĐ: (lới phân phối).
Việc lựa chọn điện áp cho 1 xí nghiệp có 1 ý nghĩa kinh tấ rất lớn → phải so sánh kinh tế – kỹ thuật nhiều phơng áp. Trớc tiên đa ra các PA về điện áp XN. Sau đó tính hàm chi phí tính toán của chúng.
Ztt = (avh + atc).K + C∆A (4.1)
K – Vốn cho đờng dây, thiết bị đóng cắt, đo lờng bảo vệ, thiết bị bù So sánh và tím ra Z… min → PA’ đợc chọn. Với cách làm nh vậy ta tìm đợc ngay cấp điện áp tối u nằm trong dẫy điện áp tiêu chuẩn.
3÷35 kV A
A kWh kVArh
3÷20 kV A kWh
kVArh
3÷10 kV A kWh
kVArh
A A
kWh kWh
3÷20 kV A
A kWh kVArh
kWh
A kWh
A kWh
35÷220 kV A
A A A kVArh kWh
cosϕ W VAr
3÷20 kV
6÷20 kV
A kWh kVArh 0,6; 0,4 kV
3÷20 kV
A kWh
0,4 kV
+ Ngoài ra trong thực tế nhiều khi cần biết đợc điện áp tối u ngoài dẫy qui chuẩn (trờng hợp làm qui hoạch
định hớng phát triển).
+ Điện áp này có thể xác định dợc bằng cách xây dựng hàm liên tục của chi phí tính toán theo điện áp.
Ztt = f(U) (4.2) Từ đó 0
dU dZtt
= → Ut (Zmin)
Trong thực tế không thể thiết lập (4.2) một cách trực tiếp đợc bởi vì dẫy điện áp tiêu chuẩn là rời rạc, hơn nữa chỉ ở những cấp điện áp đó mới tìm đợc hàm Z (vì nó liên quan đến giá thiết bị). Nh vậy chỉ có một số
điểm rời rạc của hàm Ztt = f(U). Trên cơ sở đó ta dùng phơng pháp gần đúng xây dựng hàm chi phí tính toán theo điện áp Ztt = Pn(U) sao cho hàm này gần đúng nhất với ztt = f(U). Sau đó mọi bài toán đều thực hiện trên Ztt = Pn(U) mà ta coi chính là Ztt = f(U) với một sai số nào đó. Việc tìm ra Ztt = Pn (U) thờng sử dụng ph-
ơng pháp nội suy.
2) Dùng ph ơng páp nội suy xây dựng điện áp tối u ngoài tiêu chuấn:
* Nội dung cua ph ơng pháp: “ Trong một khoảng xác định nào đó của hàm Z=f(U) đợc thay thế bằng hàm Pn(U) sao cho tại mọi điểm nhất định của Ui thì Pn(Ui) = f(Ui). Các điểm đó đợc gọi là các nút nội suy. Hàm Pn(U) có thể cho tuỳ ý, xong để đơn giản và dễ thực hiện các phép tính. Ngời ta thờng chọn hàm Pn(U) là một đa thức bậc cao. Sau đó để tìm đợc Ut ngời ta giải hàm Zn(U) để tìm ra Zmin.
Ph
ơng pháp nội suy La-grang: cho trớc 3 điểm Ztt1 ; U1 Ztt2; U2 và Ztt3; U3 gọi là nút nội suy. Đờng Pn
(U) có dạng thức nội suy gọi là đa giác nội suy Lagrang Ztt (U) = Pn (U) = C1.U2 + C2.U + C3 (4.4)
Từ điều kiện để Z(U) = Pn (U) đi qua các điểm đ cho ta có hệ phã ơng trình.
1 tt 3 1 2 2 1
1U C U C Z
C + + =
2 tt 3 2 2 2 2
1U CU C Z
C + + = (4.5) C1U32+C2U3+C3 =Ztt1
U1; U2; U3; Ztt1; Ztt2; Ztt3 - các điểm cho trớc.
Giải (4.5) sẽ tìm đợc các hệ số của Pn (U). Nhng để tìm trực tiếp nghiệm tổng quát ngời ta đa thêm 1 phơng tr×nh:
C1.U2 + C2U + C3 = Z(U) (4.6)
1 tt 3 1 2 2 1
1U C U C Z
C + + =
2 tt 3 2 2 2 2
1U CU C Z
C + + = (4.7)
1 tt 3 3 2 2 3
1U C U C Z
C + + =
C1.U2 + C2U + C3 = Z(U)
Hệ (4.7) là đồng nhất để có nghiệm duy nhất đòi hỏi định thức của nó phải bằng không.
U1 U2 U3 U4 Z1
Z2 Z3 Z4
Ztt
Z = f (U)
Z = Pn (U) + Để xây dựng đờng cong Pn (U) thờng ngời ta sử dụng tiêu chuẩn gần đúng: Đờng cong Ztt = Pn(U) đi qua những điểm đ cho trã ớc.
Số điểm đ biết trã ớc càng nhiều thì Pn(U) càng gần f(U). Nhng
điện áp tiêu chuẩn không nhiều và các nghiên cứu về phơng pháp nội suy trong tính chọn điện áp đ đi đến kết luận là trong trã ờng hợp sử dụng 3 điểm đ cho hay 4 điểm thì kết quả vẫn gần giốngã nhau. Tất nhiên về mặt tính toán thì dùng 3 điểm sẽ đơn giản đi nhiều. Dới đây giới thiệu 2 phơng pháp nội suy.
0 Z 1 U U
Z 1 U U
Z 1 U U
Z 1 U U
2
3 3 2 3
2 2 2 2
1 1 2 1
= (4.8)
ở đây coi 1 cũng là ẩn số cùng với C1, C2, C3 . Khai triển (4.8) theo Z(U) ta đợc:
Z(U) = F1(U).Z1 + F2(U).Z2 + F3(U).Z3 (4.9) Trong đó:
F1(U) = A
1(U-U2)(U-U3) A=(U1-U2)(U1-U3) F2(U) =
B
1(U-U1)(U-U3) B=(U2-U1)(U2-U3) F3(U) =
C
1 (U-U1)(U-U2) C=(U3-U1)(U3-U2)
Để tim Ut → Z(U) → min biến đổi (4.9) về dạng
Z(U)=Z1/A(U2-U(U2+U3)+U2.U3)+Z2/B(U2-U(U1+U3)+U1U3)+Z3/C(U2–U(U1+U2)+U1U2) Lấy đạo hàm theo U và cho = 0
)) 2 U U ( U 2 C ( )) Z U U ( U 2 B ( )) Z U U ( U 2 A( Z dU
) U ( dZ
1 3
3 1 2
3 2
1 − + + − + + − +
=
Giải PT trên ta đợc:
+ +
+ +
+ +
= +
C Z B Z A 2 Z
) U U C ( ) Z U U B ( ) Z U U A( Z U
3 2 1
2 1 3 2 1 2 2 1 1
t
Ph
ơng pháp nội suy Niu-Tơn: Đa thức nội suy có dạng.
Z(U) = Z1 + A1(U –U1) + B1 (U-U1)(U-U2)
= Z1 + A1(U-U1) + B1 (U2 – U(U1 +U2) + U1U2) (4.13)
A1 và B1 đợc tính theo điều kiện Z(U) đi qua các điểm đ cho ta sẽ tìm đã ợc
1 2
1 2
1 U U
Z A Z
−
= − ;
) U U )(
U U )(
U U (
) U U )(
Z Z ( ) U U )(
Z Z B (
1 3 2 3 1 2
3 1 2 1 2 2 3
1 − − −
−
−
−
−
= −
Tron đó Z1, Z2, Z3 ; U1 U2 U3 - các điểm nội suy đ cho. Lấy đạo hàm (4.13) theo U và cho bằng không:ã A 2BU B(U U ) 0
dU ) U ( dZ
2 1 1 1
1+ − + =
=
1 1 2 1
t 2B
A 2
U U =U + +
Một số công thức kinh nghiêm để tính điện áp tối u theo quan hệ ( P → l, U) Cộng hoà dân chủ Đức:
U = 3 . S + 0 , 5 l
U - [kV] - Điện áp truyền tải.
S – [MVA] - Công suất tuyền tải.
l - [km] - Khoảng cách cần truyền tải.
Mü:
Stila: U=4,34 l+16P
Nicogoca U = 164 P l.
U - [kV] - Điện áp truyền tải.
P – [MW] - Công suất tuyền tải.
l - [km] - Khoảng cách cần truyền tải Thuþ §iÓn:
P 16 17 l
U= +
U - [kV] - Điện áp truyền tải.
P – [MW] - Công suất tuyền tải.
l - [km] - Khoảng cách cần truyền tải.
Chơng V
Tính toán điện trong mạng điện.
Mục đích là để xác định điện áp tại tất cả các nút, dòng và công suất trên mọi nhánh của mạng (giải bài toán mạch) → nhằm xác định tổn thất công suất, điện năng trong tất cả các phần tử của mạng điện, lựa chọn tiết diện dây dẫn, thiết bị điện, điều chỉnh điện áp, bù công suất phản kháng. .v.v…