Chửụng 5 PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LƯỚI ĐIỆN
5.5. QUY ĐỊNH VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP THANH CÁI
Ta biết rằng nút máy phát là nút tại đó áp hiệu dụng V và công suất tác dụng P của máy phát cung cấp cho lưới điện được quy định trước, nghĩa là điều chỉnh điện áp có giá trị không đổi khi vận hành lưới điện.
Xét mạch điện hình 5.10 trong đó 1 là nút máy phát. Máy được thay bằng mạch tương đương gồm sức điện động nối tiếp với cảm kháng đồng bộ bỏ qua của máy.
+ -
+ - +
-
jXg
jXT
ET .
Eg .
1
0
. . I
I
V
Hình 5.10 Sơ đồ điều chỉnh điện áp của máy phát
Gọi là dòng điện do máy phát cung cấp vào nút 1 cho hệ thống điện và là điện áp của nút 1. Viết ĐKA ta có:
(5.61)
(5.62)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN Trang 89
(5.63)
Chọn và gọi là góc chậm pha của so với tức là Ta có đồ thị vector như hình 5.11
g
Eg .
.
jX I
jXTI. V
. .
I
ET
.
g .
jX I
jXTI. V.
.
I ET
.
Eg .
Ir
Ir
g .
jX I
jXTI. V.
.
I ET
.
Eg .
Ir
Hình a
Hình b
Hình c
Hình 5.11: Sơ đồ vector
Giả sử công suất P do máy phát cung cấp cho lưới điện được quy định trước, ta có:
(5.64)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN Trang 90 Trong đó là hình chiếu của lên . Vì và không đổi nên không đổi. Khi hệ
thống vận hành thì V có thể thay đổi, muốn giữ V không đổi ta phải điều chỉnh tức là phải điều chỉnh dòng kích từ của máy phát. Chẳng hạn nếu muốn tăng V ta phải tăng tức là phải tăng . Lúc đó góc chậm pha của so với cũng tăng lên và do đó công suất phản kháng do máy phát cung cấp cho lưới điệncũng tăng lên.
Đứng trên quan điểm vận hành hệ thống điện ta điều chỉnh áp thanh cái V và công suất phản kháng Q do máy phát sinh ra bằng cách điều chỉnh dòng kích từ của nó.
Một phương pháp khác để điều khiển điện áp nút là thiết trí các tụ điện song song tại các nút ở cả cấp điện áp truyền tải và cấp điện áp phân phối dọc theo đường dây tải điện hoặc tại các trạm và tại tải. Các tụ điện này sẽ cung cấp công suất phản kháng cho điểm mà nó được đấu vào. Nhờ đó dòng điện trên đường dây được giảm xuống và do đó sụt áp trên đường dây cũng giảm xuống. Nhờ tụ điện cung cấp một phần công suất phản kháng nên phần do các máy phát cung cấp được giảm xuống vì thế công suất tác dụng có thể sử dụng được tăng lên.
Bây giờ ta xác định độ tăng điện áp tại một nút khi đấu tụ điện vào nút này. Gọi là áp nút trước khi đấu tụ điện và gọi ( ) là dạng Thevenin tương đương của hệ thống tại nút đang xét (hình 5.12)
+ -
+
- jXT
ET .
0
.
I
ZT
RT K
C V
.
.
IC
Hình 5.12: Đóng tụ bù vào lưới điện
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN Trang 91 Trước khi đóng tụ ta có :
Sau khi đóng tụ ta có: (5.65)
với
Quan hệ này được thể hiện bởi đồ thị 5.13. Đồ thị này cho thấy rằng áp V được tăng lên một lượng bằng:
(5.66)
ET .
V
.
jXT .
IC
RT .
IC
.
IC
1
Hình 5.13: Đồ thị vector khi đóng tụ bù vào lưới điện
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN Trang 92 BÀI TẬP CHƯƠNG 5
5.1 Cho đường dây tải điện như hình 5.14:
1 2
V2
V.1
10 6
1 .
j
S 2 14 8
.
j
S
05 , 0 j
.
Hình 5.14
Công suất thực truyền từ nút 1 sang nút 2 qua đường dây bằng 10. Giả sử Tính:
a. Tổn hao công suất phãn kháng trên đường dây b. Tải phức tổng và hệ số công suất ở hai nút 1 và 2 5.2 Cho đường dây tải điện như hình 5.15:
1 2
V. 2
I
. 1 0
. 1 0
V
Zd
05 ,
0 j 0 , 02
1 .
P
1 .
Q
1
2
.
P
6 ,
2 0
.
Q
Hình 5.15
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN Trang 93 Giả sử nút 1 là nút bù trừ với áp nút , còn nút 2 là nút tải với ,
tổng trở của đường dây . Xác định áp tải và công suất
5.3 Trong hệ thống điện của bài 5.2, giả sử ta muốn áp hiệu dụng ở hai thanh cái cùng bằng 1. Xác định công suất phản kháng cần cung cấp cho thanh cái 2.
5.4 Cho một hệ thống điện như hình 5.16:
.
1 2
V2
0,3 0,5 j
1 0
. 1 , 1 0 V
1
1 jQ
P
Hình 5.16
Cho các phần tử của ma trận tổng dẫn thanh cái như sau:
và a. Vẽ lại sơ đồ dưới dạng hình 5.5
b. Xác định áp của thanh cái 2 bằng phương pháp Gauss - Seidel
5.5 Xác định công suất do máy phát bù trừ trong bài 5.4 cung cấp cho lưới điện
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN Trang 94 5.6 Cho một hệ thống điện như hình 5.17:
.
1
2
V2
1,0 0,5 j
1 0
. 1,040 V
1
1 jQ
P
3
1 2 j
6 , 0 5 , 1 j
04
3 ,1 V
Hình 5.17
Cho ma trận tổng dẫn thanh cái là:
Hãy xác định bằng phương pháp Newton - Raphson