Chuong 5.Ppt

CHƯƠNG 5

TÍNH TỐN TỔN THẤT ĐIỆN
ÁP TỔN THẤT CƠNG SUẤT
TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
TRONG MẠNG ĐIỆN
1


5.1. Sơ đồ thay thế lưới cung cấp
điện.

5.1.1. Sơ đồ thay thế đường dây tải điện.

 Z là tổng trở của đoạn đường dây, là 1 đại
lượng phức
Z = R+jX
2


Với R là điện trở đoạn đường dây

l
R ρ
F

ρ- điện trở suất của vật liệu làm dây
ρ= 31.5(Ωmm2 /km),ρ =18.8(Ωmm2 /km)
A

M

 R: tượng trưng cho tổn thất công suất tác
dụng do phát nóng dây dẫn.
 X: tượng trưng cho tổn thất cơng suất phản
kháng do từ hố dây dẫn.
3


 Trong tính tốn thực tế người ta lập sẵn các
bảng tra ro (Ω/km) và xo(Ω /km) trong Phụ lục,
khi đó tổng trở đoạn đường dây l (km) là:
Z = rol + jxol
 Với từng dây lộ kép:

r0 .l  jx 0 .l
Z
2

 Muốn tra xo ngoài biết tiết diện dây cần biết
cách treo dây trên xà để xác định khoảng
cách trung bình hình học D giữa các dây.
D  3 d ABd BCd CA
4


 Nếu treo dây trên 3 đỉnh tam giác đều có:
dAB = dBC = dCA thì D = d.
 Nếu treo dây trên mặt phẳng ngang:
dAB = dBC =1/2dAC = d

D  3 d d 2d 1, 26d
5


 Trong tính tốn sơ đồ sơ bộ có thể cho
phép lấy xo = 0,4 (Ω /km)
 Với cáp, nếu khơng có bảng tra lấy gần
đúng xo = (0,08-0,1) (Ω /km)
 G - điện dẫn của đoạn đường dây tượng
trưng cho tổn thất cơng suất tác dụng do
rị điện qua sứ, cột và do vầng quang điện.
 B- Dung dẫn của đoạn đường dây. Khi dây
dẫn tải điện, giữa các dây đặt gần nhau và
giữa dây với đất hình thành những bản
cực, kết quả tạo ra 1 công suất phản
kháng Qc phóng lên đường dây.
6


 Vì ở điện áp trung và hạ áp tổn thất vầng
quang, dung dẫn và rò điện rất nhỏ, người
ta cho phép bỏ qua đai lượng G, B trên sơ
đồ thay thế.

Hình 3.3 Sơ Đồ ngun lí và sơ đồ thay thế
đường dây trung áp và hạ áp
7


5.1.2. Sơ đồ thay thế máy biến áp

ZB = RB + jXB
Trong đó :
 RB - điện trở 2 cuộn dây, tượng trưng cho tổn thất công suất tác
dụng do phát nóng 2 cuộn dây.
 XB-điện kháng 2 cuộn dây, tượng trưng cho tổn thất công suất
phản kháng do từ hoá 2 cuộn dây.
8


 Với máy biến áp, nhà chế tạo cho 4 thơng
số sau:
• ΔPo (W,KW) - tổn hao khơng tải
• ΔPN (W,KW) - tổn hao ngắn mạch, đó
chính là tổn hao định mức trong 2 cuộn
dây. Người ta làm thí nghiệm để đo được
trị số này khi nối ngắn mạch từ phía thứ
cấp với bơm dịng định mức vào máy
biến áp.
• Io (%) - dịng điên khơng tải (%)
• UN (%) -điện áp ngắn mạch (%)
9


 Từ 4 thông số Δpo , ΔPN , Io (%), UN (%)
ta
có thể xác định được các đại lượng trên sơ
đồ thay thế máy biến áp.
2
2

ΔPN U đmB
U
U
3
N
đmB
ZB 
.10

j
.10
2
SđmB
SđmB

(Ω)

• UđmB (kW) - điện áp định mức của biến áp.
Nếu định tính ZB về phía cao áp thì lấy
UđmB ở phía cao, nếu định tính ZB về phía
hạ áp thì lấy UđmB ở phía hạ áp .
• SđmB (KVA) – công suất định mức của máy
biến áp .
10


 ΔSo - tổn thất công suất trong lõi thép cịn
gọi là tổn thất khơng tải.


ΔS0 ΔP0  jΔQ0

I 0 .SđmB
ΔQ 0 
100
;

I 0 .SđmB
ΔS0 ΔP0  j
(kVA)
100


 Vậy

Nếu hai máy biến áp làm việc song song
2
2
ΔPN U đmB
U
U
3
N đmB
ZB 
.10

j
(Ω)
2
2SđmB

2SđmB
I 0 .SđmB
Δ S0 2ΔP0  j2
(kVA)
100


11


5.2.Tính tốn tổn thất điện áp.

5.2.1 Khái niệm chung về vấn đề tổn thất
điện áp.
 Tổn thất điện áp là đại lượng phức (véc tơ phức ).


Δ U ΔU  jδU
 Trong lưới cung cấp điện, người ta chỉ quan tâm đến thành
phần thực ΔU.
 Tổn thất điện áp (thành phần thực) là do công suất tác dụng
gây trên điện trở R và công suất phản kháng gây trên X.

PR
QX PR  QX
ΔU 


U đm U đm
U đm

Nếu P(kw), Q(kVAr), R,X(Ω), Uđm(KV) thì ΔU(V)
12


5.2.2 Tính tốn tổn thất điện áp trên
đường dây.

a. Đường dây 1 phụ tải

 Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây A1
là :
P1R A1  Q1X A1
ΔU A1 
U đm
 Trong đó ZA1=RA1 + jXA1 = rolA1 + jxolA1



SA1 S1 P1  jQ1 S1 cos φ  jS1 sin φ
13


Ví dụ 5.1 :
Đường dây trên khơng 10(kV) (viết tắt là ĐDK –
10(kV)) cấp điện cho xí nghiệp có các số liệu ghi
trên hình vẽ. Yêu cầu xác định tổn thất điện áp
trên đường dây biết rằng khi tra bảng ta có
r0=0,65 (Ω/km), x0=0,4 (Ω/km).

14

Giải
- Sơ đờ thay thế đường dây như hình vẽ:
ZA1=RA1 + jXA1 = rolA1 + jxolA1 = 0,65.5 + j 0,4.5 = 3,25 + j 2 (Ω)




S A 1  S 1  S 1 c o s φ  jS 1 sin φ
 1 0 0 0 .8 0 0  j1 0 0 0 .6 0 0  8 0 0  j6 0 0 ( k V A )
A

3,25 + j2 Ω
800 + j

1
600

kVA

- Tổn thất điện áp trên đường dây:
PA 1 R A 1  Q A 1 X A 1
ΔU 
U đm

800.3, 25  600.2
ΔU 
 380( V )
10

15


b. Đường dây n phụ tải: Xét đường dây 3 phụ
tải

ΔU



ΔU A123 ΔU A1  ΔU12  ΔU 23

ΔU 23 

ΔU12 

P3 R 23  Q 3X 23
U đm

(P2  P3 )R 12  (Q 2  Q 3 )X12
U đm

(P1  P2  P3 )R A1  (Q1  Q 2  Q 3 )X A1
ΔU A1 
U đm

16

ΔU



ΔU A123

(P1  P2  P3 )R A1  (Q1  Q 2  Q 3 )X A1

U đm

(P2  P3 )R 12  (Q2  Q3 )X12
P3 R 23  Q 3X 23


U đm
U đm
n

P R
ij

n

ij

  Q ijX ij

1
 Tổng quát
ΔU

 1

U đm
Trong đó : n - số đoạn đường dây
Pij ,Qij – công suất tác dụng và phản kháng chạy trên
đoạn đường dây ij.
Ví dụ:

• Cơng suất chạy trên đoạn A1 :
QA1 = (Q1+Q2+Q3)
• Cơng suất chạy trên đoạn 12 :
Q12 = (Q2+Q3),
• Cơng suất chạy trên đoạn 23 :
Q23 = Q3

PA1 = (P1+P2+P3)
P12 = (P2+P3)
P23 =P3
17


Ví dụ 5.2: ĐDK – 10 (kV) cấp điện cho xí
nghiệp, tồn bộ đường dây dùng AC-50 có
r0=0,65(Ω/km), x0=0,4(Ω/km), các số liệu
khác trên hình vẽ.
Yêu cầu :
1.Kiểm tra tổn thất điện áp.
2.Biết U1 = 10,25 (kV) cần xác định U2,
2AC – 50; 5Km
UA A

1 AC- 50; 2Km
2

1000 0,8 kVA

500  0,7 kVA
18


Giải
A

2AC – 50; 5Km

1

AC- 50; 2Km

2

1000 0,8 kVA

A

1,625 + j1 Ω



1

500  0,7

1,3 +j0,8 Ω

800 +j 600 kVA

kVA

2

350+j 350 kVA

S1 800  j600(kVA)


S2 350  j350(kVA)
r0l A1  jx 0l A1 0,65 5  j0,4 5

1,625  j1 Ω 
2
2
Z12 0,65.2  j0, 4.2 1,3  j0,8(Ω)

Z A1 

19


Giải
A

1,625 + j1 Ω

1

1,3 +j0,8 Ω

800 +j 600 kVA

1. Kiểm tra tổn thất điện áp.

2

350+j 350 kVA

- Khi đường dây làm việc bình thường.

(800  350)1,625  (600  350)1 350.1,3  350.0,8
ΔU Σ 

10
10
281,8  73,5 355,3(V)
- Khi sự cố 1 đường dây trên đoạn A1, đường dây lộ kép chỉ
còn lộ đơn, tổng trở tăng gấp đôi.

ΔU sc 2.281,8  73,5 637,1(V)
Kết quả kiểm tra:

ΔU Σ 355,3(V)  ΔU cp 5%.10.000 500(V)

ΔU sc 637,1(V)  ΔU cp 10%.10.000 1000(V)

Vậy đường dây đảm bảo yêu cầu về tổn thất điện áp.

20