Giáo trình ổn định hệ thống điện

Ổn định HỆ THỐNG ĐIỆN
Chương 1: MỞ ĐẦU
1.1 Khái niệmvề quá trình quá độ điệncơ
-Các chếđộlàm việccủaHTD
-Các nhiễu, kích động trong HTD
-Các thông số giao động liên quan
A
điện
↔ A
cơ
M
điện
↔ M
cơ
P
điện
↔ P
cơ
f, ω, δ
Chương 1: MỞ ĐẦU
-Quá trình diễnratrêntrụcroto:
ω
ω
0
t
Đồng bộ
MP
ĐCSC
Chương 1: MỞ ĐẦU
-Quá trình diễnratrêntrụcroto:
ω

ω
0
t
Không đồng bộ
ĐCSC
MP
Chương 1: MỞ ĐẦU
1.2 Đường đặc tính công suất
- Định nghĩa
-Vídụ (trường hợp đơngiảnnhất)
FB
1
DB
2
H
E
F
X
F
X
B1
X
D
X
B2
X
H
U
H
E

F
X
Σ
U
H
Chương 1: MỞ ĐẦU
1.2 Đường đặc tính công suất
E
U
I
I.X
Σ
φ
δ
ϕ
cos IUP =
δ
ϕ
sincos EIXEA
=
=
∑
P
E
X
Σ
U
I,φ
O
A

Trong tam giác vuông OAE và UAE
Từđó:
δ
sin
.
∑
=
X
UE
P
Các ý nghĩa:
-Góc lệch roto
-Tương quan E, U, X đốivớiP
-Ý nghĩaP = f (sinδ)
Chương 1: MỞ ĐẦU
1.2 Đường đặc tính công suất
E
X
Σ
U
P
I,φ
-Ý nghĩaP = f (sinδ)
-P
max
P
δ
+
-
P

δ
P
max
P
0
δ
0
Chương 1: MỞ ĐẦU
Mô hình nghiên cứu:
- ĐCSC cung cấpcho
MP mộtlượng P
c
= hs
-MP chuyển thành một
lượng điện cung cấp
cho HT P
đ
= P
0
- Ý nghĩa điểmlàmviệc
-Sử dụng đồ thịđể
nghiên cứu, tính toán,
thuyếtminh
P
c
P
đ
P
δ
P

max
P
c
= P
0
δ
0
Điểmlàmviệc
a
Chương 1: MỞ ĐẦU
1.3 Phương trình giao động củaroto
-Làphương trình cơ họcbiểudiễnchuyển động quay
-trongđạilượng cơ (đốivớiMP):
2
2

dt
d
JJMMM
c
dc
δ
γ
==−=∆
M
c
M
đ
-trongđơnvị tương đối:
2

2

dt
d
JJPPPM
c
dc
δ
γ
==−=∆=∆
- ∆M: mômen thừa
- ∆P: công suấtthừa
Chương 1: MỞ ĐẦU
-trongđạilượng điện(đvtđ):
M
c
M
đ
-trongđơnvị tương đốimở rộng:
2
2

dt
d
TTPPPM
JJdc
δ
γ
==−=∆=∆
)(:),(:

)(:
)(:
18000.360
2
.360

0
2
2
sTst
dvtdP
fK
dt
d
TKTKPPPM
J
JJdc
δ
π
ω
δ
γ
===
==−=∆=∆
Chương 1: MỞ ĐẦU
Ý nghĩa:
-∆P = 0: P
c
= P
đ

→γ= 0:
• ω = 0
• ω = ω
0
= hs : chếđộxác lập
-∆P ≠ 0: P
c
≠ P
đ
→γ≠ 0:
• ω≠ω
0
: f(t) → f
0
≠ 50 Hz
• δ = f(t) : chếđộquá độ
M
c
M
đ
?
t
δ
Chương 2: ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT
2.1 HTĐ tổng quát:
-Kháiniệm
-Phương pháp tính toán
∑
∑
≠

≠
=
=
−+=
−+=
n
k
ikik
ik
ki
ii
ii
i
i
n
k
ikik
ik
ki
ii
ii
i
i
ik
ik
Z
EE
Z
E
Q

Z
EE
Z
E
P
1
2
1
2
)cos(
.
cos
)sin(
.
sin
αδα
αδα
F
1
F
n
F
i
F
k
S
i
Chương 2: ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT
2.2 HTĐ gồm hai nhà máy:
F

1
B
1
DB
2
F
2
PT
E
1
X
F1
X
B1
Z
D
Z
B2
X
F2
E
2
Y
D
/2Z
PT
Chương 2: ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT
2.2 HTĐ gồm hai nhà máy:
sử dụng nguyên lý xếpchồng
Z

12
Z
10
Z
20
E
1
P
1
, Q
1
P
2
, Q
2
E
2
1212
12
21
11
11
2
1
12
2
11
1
1
11

1
11
Z
.
Z

ϕδϕ
+∠−∠=
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
−=
+==
∧
∧
∧
∧
∧
EEE
Z
E
Z
E
E
QjPIES

)cos(
Z
.
cos
Z
)sin(
Z
.
sin
Z
)cos(
Z
.
cos
Z
1212
12
21
11
11
2
1
1
1212
12
21
11
11
2
1

1
1212
12
21
11
11
2
1
1
αδα
αδα
ϕδϕ
−−=
−+=
+−=
EEE
Q
EEE
P
EEE
P
Chương 2: ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT
2.2 HTĐ gồm hai nhà máy:
sử dụng nguyên lý xếpchồng
Z
12
Z
10
Z
20

E
1
P
1
, Q
1
P
2
, Q
2
E
2
1212
12
21
22
22
2
2
12
1
22
2
2
22
2
22
Z
.
Z

ϕδϕ
+−∠−∠=
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
−=
+==
∧
∧
∧
∧
∧
EEE
Z
E
Z
E
E
QjPIES
)cos(
Z
.
cos
Z

)sin(
Z
.
sin
Z
1212
12
21
11
22
2
2
2
1212
12
21
22
22
2
2
2
αδα
αδα
+−=
+−=
EEE
Q
EEE
P
•P

1
+ P
2
= P
PT
•Q
1
+ Q
2
= Q
PT
• P,Q = f (δ
12
)
•vẽ các đường ĐTCS
Chương 2: ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT
2.3 Hệ thống điện đơngiản:
1. HTĐ có tổnthấtvàphụ tải
FB
1
DB
2
H
PT
E
F
X
F
X
B1

Z
D
Z
B2
X
H
U
H
Y
D
/2Z
PT
Chương 2: ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT
2.3 Hệ thống điện đơngiản:
1. HTĐ có tổnthấtvàPT
sử dụng nguyên lý xếpchồng
E
F
Z
12
U
H
Z
10
Z
20
E
F
P
1

, Q
1
P
2
, Q
2
12
12
F
11
11
2
F
1211
11
1
1
Z
.
Z

ϕδϕ
+∠−∠=
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣

⎡
−=
+==
∧
∧
∧
∧
∧
UEE
Z
U
Z
E
E
QjPIES
F
F
F
)cos(
Z
.
cos
Z
)sin(
Z
.
sin
Z
12
12

F
11
11
2
F
1
12
12
F
11
11
2
F
1
αδα
αδα
−−=
−+=
UEE
Q
UEE
P
Chương 2: ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT
2.3 Hệ thống điện đơngiản:
2. HTĐ không tổnthất
FB
1
DB
2
H

E
F
X
F
X
B1
X
D
X
B2
X
H
U
H
E
F
X
HΣ
U
H
X
F
U
F
Chương 2: ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT
2.3 Hệ thống điện đơngiản:
2. HTĐ không tổnthất
MP cực ẩn: X
d
= X

q
;
E
F
= E
q
.
E
X
Σ
U
I,φ
H
F
U
E
q
E
UU
P
UE
P
UE
P
F
q
q
δ
δ
δ

sin
X
.
sin
X
.
sin
X
.
H
'
d
'
d
'
'
Σ
Σ
Σ
=
=
=
E
q
U
I
I.X
dΣ
cos φ
φ

δ
d
q
E’
E’
q
I.X
d’Σ
cos φ
I.X
HΣ
cos φ
δ’
δ
H
U
F
Chương 2: ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT
2.3 Hệ thống điện đơngiản:
2. HTĐ không tổnthất_ MP cực ẩn:
E
X
Σ
U
I,φ
δδ
δδ
δδ
δ
ξ

δ
ξ
δ
ξ
ϕ
2sin
.2
sin
X
.
2sin
'.
'
2
sin
X
.
2sin
'.
'
2
sin
X
.
'
cos.'
'
'
sin.
sin.

cos.
)cos( cos
2
H
2
d
'
2
d
'
'
'
'
'
ΣΣΣ
ΣΣ
Σ
ΣΣ
ΣΣ
Σ
ΣΣ
ΣΣ
−=
−
−=
−
−=
−
=
−

==
===
−
==
Hd
d
Fq
U
dd
dd
q
E
dd
dd
q
E
d
q
d
qq
d
dq
d
q
XX
X
U
UU
P
XX

XX
U
UE
P
XX
XX
U
UE
P
X
UE
X
UE
II
X
U
X
U
II
IUIUP
F
q
q
P
δ
Chương 2: ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT
2.3 Hệ thống điện đơngiản:
2. HTĐ không tổnthất_ MP cựclồi:
E
Q

U
I
I.X
qΣ
φ
δ
d
q
E
q
I(X
d
-X
q
)
δδ
δδ
δδ
δδ
δ
ξ
δ
ξ
δ
ξ
ϕ
2sin
.2
sin
X

.
2sin
'.
'
2
sin
X
.
2sin
.2
sin
X
.
2sin
.2
sin
X
.
cos.
sin.
sin.
cos.
)cos( cos
2
H
2
d
'
2
d

2
d
'
'
ΣΣΣ
ΣΣ
Σ
ΣΣΣ
ΣΣ
ΣΣ
Σ
ΣΣ
ΣΣ
−=
−
−=
−
+=
−
−=
−
=
−
==
===
−
==
Hq
qFq
U

dq
dqq
E
dq
qdq
E
dq
dqq
E
d
q
d
qq
d
qq
d
q
XX
X
U
UU
P
XX
XX
U
UE
P
XX
XX
U

UE
P
XX
XX
U
UE
P
X
UE
X
UE
II
X
U
X
U
II
I
U
I
U
P
F
q
q
q
Chương 2: ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT
2.4 Đặctínhtĩnh phụ tải:
P, Q = f ( U )
PT được đánh giá qua

hệ số hiệu ứng điềuchỉnh
dP/dU ; dQ/dU
Có 2 loại:
- Đặc tính tĩnh thựctế
P,
Q
U
1
1
U
gh
Chương 2: ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT
2.4 Đặc tính tĩnh phụ tải:
- Đặc tính tĩnh thay thế:
Z
PT
= hs
U = U
0
: P
PT
= P
0
; Q
PT
= Q
0
•mắcnốitiếp
•mắc song song
U

0
R
PT
X
PT
U
0
R
PT
X
PT
)sin.(cos.
0
2
ϕϕ
j
S
U
XjRZ
đm
ptptpt
+=+=
0
2
0
2
Q
U
Z
P

U
R
đm
pt
đm
pt
=
=
pt
pt
X
U
Q
R
U
P
2
2
=
=
Chương 3: Ổn định tỉnh HTĐ
3.1 Định nghĩa:
• Đặc điểmcủakíchđộng bé
3.2 Ổn định tỉnh HTĐ đơngiản:
1. Đường đặctínhcôngsuất:
FB
1
DB
2
H

E
F
X
Σ
U
H
δδ
sinsin
.
max
P
X
UE
P ==
∑
Chương 3: Ổn định tỉnh HTĐ
δδ
sinsin
.
max
P
X
UE
P ==
∑
3.2 Ổn định tỉnh HTĐ đơngiản:
1. Đường đặctínhcôngsuất:
2. Phương trình giao động củaroto:
0:
0

2
2
2
2
0
=+−
=−=∆
đj
jđ
PP
dt
d
Thay
dt
d
TPPP
δ
δ
0 )(
!2
1
)(
!2
1
)()(
2
2
2
2
2

2
00
2
2
00
00
=+∆
∂
∂
+∆
∂
∂
+
∆
∂
∂
+∆
∂
∂
++−
E
E
PP
E
E
PP
PP
dt
d
T

PP
PP
j
δ
δ
δ
δ
δ
Sử dụng phương pháp
tuyếntínhhoá