đồ án: thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí, chương 1 docx

Ch-ơng 1:

Cân Bằng Công Suất Trong Hệ
Thống Điện
Quá trình sản suất, truyền tải và tiêu thụ điện năng
trong HTĐ đ-ợc tiến hành đồng thời do điện năng không thể tích
luỹ đ-ợc. Tại một thời điểm luôn có sự cân bằng giữa điện năng
sản suất và điện năng tiêu thụ, có nghĩa là tại mỗi thời điểm cần
phải có sự cân bằng giữa công suất tiêu thụ và pk phát ra với công
suất tiêu dùng và pk tiêu thụ. Nếu sự cân bằng trên bị phá vỡ thì
các chỉ tiêu chất l-ợng điện năng bị giảm dẫn tới mất ổn định hoặc
làm tan rã hệ thống. Do vậy phải kiểm tra sự cân bằng công suất
trong MĐ tr-ớc khi bắt đầu TK một mạng l-ới.
I. Cân bằng công suất tiêu dùng
Giả sử nguồn điện cung cấp đủ công suất tiêu dùng cho
các phụ tải, do đó sự cân bằng công suất điện biểu diễn bằng biểu
thức sau:
F
P

=

YC
P
Trong đó:
F
P

: Công suất tiêu dùng phát ra của nguồn

YC
P : Tổng công suất tiêu dùng yêu cầu của hệ
thống
Mà:

YC
P = m

Pt
P +

P
mđ
+

td
P +

dt
P
m : Là hệ số đồng thời ( ở đây lấy m = 1)

Pt
P : Tổng công suất tiêu dùng trong chế độ phụ tải
cực đại

Pt
P = P
1
+ P

2
+P
3
+ P
4
+ P
5
+ P
6
= 30 + 32 +28 +24 +30 +32 = 176 (MW)

P
mđ
: Tổng tt công suất điện năng trong mạng
điện (tính theo số % của phụ tải cực đại)

P
mđ
= 5%

Pt
P = 176 . 5% - 8,8 (MW)

td
P ,

dt
P : Tổng công suất tự dùng và công suất
dự trữ của mạng.
ở đây:

dt
P =

td
P = 0 Vì

F
P coi nh- lấy từ thanh cái
cao áp.
Vậy:
F
P

=

YC
P = 176 +8,8 = 184,8 (MW)
II. Cân bằng công suất phản kháng
Cân bằng công suất tác dụng, tr-ớc tiên cần thiết để giữ
đ-ợc tần số bình th-ờng trong hệ thống, còn để giữ điện áp bình
th-ờng cần phải có sự cân bằng công suất phản kháng. Sự thiếu hụt
công suất phản kháng làm cho U giảm. Mặt khác sự thay đổi U dẫn
đến thay đổi f.
Sự cân bằng công suất phản kháng trong HTĐ đ-ợc
biểu diễn bằng công thức sau:

F
Q =

YC
Q
Trong công suất phản kháng do nguồn phát ra

F
Q = tg

F
.

F
P (cos

F
= 0,85

tg

F
= 0,6197)
Vậy

F
Q = 184,8 . 0,6197 = 114,52 (MVAR)

YC
Q = m

maxi
Q +

BA
Q +


L
Q +Q
tđ
-

Q
C
+

dt
Q
Trong đó: m = 1 ( là hệ số đồng thời)

maxi
Q = Tổng công suất phản kháng của phụ tải ở
chế độ cực đại.


maxi
Q = Q
1
+ Q
2
+ Q

3
+ Q
4
+ Q
5
+ Q
6
Từ số liệu đã cho ta tính đ-ợc các công suất phản kháng
của các hệ phụ tải bằng công thức
Q
i
= P
i
.Tg
i

Theo đề Cos
i

= 0,85

Tg
i

= 0,6197
Sau khi tính toán ta thu đ-ợc bảng sau:
Phụ tải
1
Phụ tải
2

Phụ tải
3
Phụ tải
4
Phụ tải
5
Phụ tải
6
P
i
(MW) 30 32 24 28 30 32
Q
i
(MVAR) 18,591 19,83 14,875 17,352 18,591 19,83
Vậy :

maxi
Q = 109.067
Giả sử tổng tổn thất công suất phản kháng của các
đ-ờng dây bằng công suất phản kháng do đ-ờng dẫn của đ d sinh
ra.


L
Q =


C
Q
Vì ta có từ thanh cái cao áp của trạm BA tăng của NMĐ nên

td
Q =

dt
Q = 0


BA
Q : Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm
hạ áp đ-ợc tính theo công thức:


BA
Q =15%

maxi
Q = 109,067 . 15% = 16,36
(MVAR)
Vậy

YC
Q = 109,067 +16,36 = 125,427 (MVAR)
So sánh

F
Q với

YC
Q ta thấy:

F
Q <

YC
Q
Do đó chúng ta phải tiến hành bù sơ bộ
Q
b
=

YC
Q -

F
Q = 125,427- 114,52
=10,907(MVAR)
Ta phải tiến hành bù -u tiên cho những hộ ở xa, cos

thấp hơn và bù đến cos

= 0,9. Còn thừa lại ta bù cho các hộ ở gần
Bảng tính khoảng cách từ nguồn đến các tải phụ:
Phụ tải
1
Phụ tải
2
Phụ tải
3
Phụ tải

4
Phụ tải
5
Phụ tải
6
L (Km) 50 77,11 80,62 58,31 63,24 50,09
Công thức tính Q
bi:
Q
bi
= P
i
(tg

1
- tg

2
) = Q
i
- P
i
tg

2

1
,

2

: Các pha tr-ớc và sau khi bù
Cos

2
= 0,9

tg

2
=0,484
Phụ tải 2 : Q
b2
= Q
2
P
2
tg

2
=19,83-32.0,484
=4,342(MVAR)
Phụ tải 3 : Q
b3
= Q
3
P
3
tg

3

=14,873-28.0,484
=1,321(MVAR)
Phụ tải 5: Q
b5
= Q
5
P
5
tg

5
=18,591-
30.0,484=4,071(MVAR)
Phụ tải 4: Q
b4
= Q
b
( Q
b2
+ Q
b3
+Q
b5
)
=10,907-(1,321+ 4,342+4,071)
=1,173 (MVAR)
Đối với phụ tải 4 : Q
b4
=Q
4

P
4
tg

2
Nên tg

2
=
4
44
P
QQ
b

=
28
173,1352,17

=0,578
Do đó Cos

2
=
2
2
1
1

tg

=
2
578,01
1

= 0,866
Vậy phụ tải 4 có cos

=0,866
Tr-ớc khi bù Sau khi bù
P Q Cos

P Q
b
Cos

Phụ tải 30 18,591 0,85 30 0 0,85
1
Phô t¶i
2
32 19,83 0,85 32 4,342 0,9
Phô t¶i
3
28 14,873 0,85 28 1,321 0,9
Phô t¶i
4
24 17,352 0,85 24 1,173 0,866
Phô t¶i
5
30 18,591 0,85 30 4,071 0,9

Phô t¶i
6
32 19,83 0,85 32 0 0,85