LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI - THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY VÀ CÁP ppt

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG ViỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
TH: GV. NGUYỄN TRUNG THĂNG
CHƯƠNG II:
THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY VÀ CÁP .
02 Jan 2011 1
MÔN HỌC: LƯỚI TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI
MÃ MÔN: 401018
CHƯƠNG II:
THÔNG Số ĐƯờNG DÂY VÀ CÁP .
2.1 Các đặc tính của dây dẫn .
2.2 Điện cảm, cảm kháng .
2.3 Điện dung, dung dẫn .
2.4 Tổn hao vầng quang .
2.5 Điện trở của đường dây
2.6 Các thông số của đường cáp ngầm
02 Jan 2011 2
2.1 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA DÂY DẪN:
Cấu tạo dây trên không
- Phần lớn các dây dẫn làm bằng nhôm lõi thép, almelec và bằng
almelec lõi thép,ít khi dùng cáp bằng nhôm tinh chất.
- Dây chống sét hoặc bằng thép mạ kẽm hoặc là bằng almelec lõi
thép.
CCáp Số lượng sợi Đường kính ngoài
1:6
7:12
19:18
37:24
61:30
7

19
37
61
91
3d
5d
7d
9d
11d
- Bảng thông số đường dây tham khảo
02 Jan 2011 3
1. CÁC ĐẶC TÍNH CỦA DÂY DẪN:
Cấu tạo dây trên không

02 Jan 2011 4
Ký hiệu dây dẫn
a) Dây Pháp :
b) Dây Nga:
Các loại dây dẫn ký hiệu bằng chữ cái và chữ số : Các chữ
cái như sau:M:đồng ;A:nhôm ;AC:nhôm lõi thép ;ACY: nhôm
lõi thép tăng cường ;ΠC:thép.
c)Dây Mỹ:
Circular mil( cmil hay CM ) được dùng làm đơn vị của tiết diện
dây vì hầu hết các dây dẫn hay sợi dây của cáp có tiết diện tròn.
1. CÁC ĐẶC TÍNH CỦA DÂY DẪN
Dây hợp kim nhôm có tên Almelec được tiêu chuẩn hóa bằng ký hiệu
AGS/L.
02 Jan 2011 5
Các loại cáp ngầm
Cáp ngầm có một hay nhiều lõi có vỏ bọc bảo vệ (thường

là vỏ chì hay vỏ nhôm) . Các dây dẫn được cách điện với nhau
và cách điện với vỏ .
1 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA DÂY DẪN
02 Jan 2011 6
Ở điện áp cao vừa phải (đến 30kv) cách điện được dùng có kết cấu rắn
chắc.(H.2.6).
1 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA DÂY DẪN
Các loại cáp ngầm
Đối với cáp cao áp ,hợp chất tẩm có độ nhớt cao được thay bằng chất
có độ nhớt thấp hoặc thay bằng khí trơ thường là khí nitơ được duy trì ở
áp suất cao để lấp kín các khe hở nhằm tăng cường độ cách điện.
02 Jan 2011 7
Điện cảm của đường dây một pha
Điện cảm của đường dây đơn cho bởi phương trình :
Gọi là từ thông móc vòng chỉ móc vòng dòng điện I
a
.
Điện cảm tương ứng với từ thông móc vòng này là:

(H/m)

là từ thông móc vòng dòng điện I
b
và điện cảm tương ứng


(H/m)
và biểu điễn các từ thông móc vòng cả hai dòng I
a
và I

b

(tổng bằng 0),điện cảm tương ứng với và bằng không.

02 Jan 2011 8
Điện cảm của đường dây một pha
Điện cảm của đường dây hai dây bằng tổng số và :

(H/m)
02 Jan 2011 9
Điện cảm của đường dây ba pha
Điện kháng pha a và điện kháng giữa pha a và b
Tương tự sẽ có điện kháng các pha còn lại. Cuối cùng tính được
sụt áp do điện khangs gây ra trên các pha:
02 Jan 2011 10
ab
kmF
r
D
CC
aban
/
log
0242,0
2
µ
==
kmM
r
D

km
r
D
fC
X
ab
C
.log263,0log.10623,2
2
1
5
Ω=Ω×==
π
Điện dung từ một dây dẫn đến điểm trung bình bằng hai lần C
Dung kháng của đường dây một fa (với f=50Hz):
3. ĐIỆN DUNG CỦA ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
02 Jan 2011 11
Ở tần số 50 Hz ; dung kháng trên nửa km:
Thật ra chỉ xét điện dung giữa các pha với nhau đó là các điện dung

Dòng điện điện dung
I
,

Với
kmampe
U
jU
x
j

U
I
an
an
an
an
/
10
6
.
.

.
'
−
==
−
ω
Đối với tần số 50 Hz, dung dẫn mỗi km đường dây:
( )
kmM
r
D
C
x
an
an
.
log.1315,0
1

'
Ω
==
ω
.,,
CCC
cabcab
kmF
C
an
/:
µ
: điện áp pha (V)
U
an
km
r
D
Cb
ano
.
1
10
log
60,7
.
6
.
Ω
−

==
ω
ĐIỆN DUNG ĐƯỜNG DÂY BA PHA ĐỐI XỨNG
02 Jan 2011 12
Công suất kháng do điện dung sinh ra trên toàn đường dây:
U
: công suất ba pha nếu là điện áp dây
l
: chiều dài đường dây (km)
Đối với đường dây bố trí không đối xứng, đường dây có thể được hoán vị
để cân bằng dung kháng giữa các dây pha và trung tính trên suốt chiều dài
đường dây.
Trong trường hợp đường dây có hoán vị đối xứng công thức tính dung
kháng giống như của đường dây đối xứng trong đó khoảng cách được
thay bằng khoảng cách tương đương hay .

D

l
b
U
Q
o
c

2
=
( ) ( )
MVAr
Q

km
b
kVU
c
o
,,
.
1










Ω
Q
c
D
td
D
m
ĐIỆN DUNG ĐƯỜNG DÂY BA PHA ĐỐI XỨNG
02 Jan 2011
13
TỔN HAO VẦNG QUANG
- Vầng quang điện xảy ra khi điện trường quanh bề mặt dây dẫn

vượt quá sức bền về điện của không khí khoảng 21kV (hiệu dụng)
/cm.
- Điện áp tới hạn sụp đổ là điện áp tạo ra sự chọc thủng điện môi
không khí quanh dây dẫn.
-Vầng quang điện xuất hiện thành các vầng sang xanh quanh dây
dẫn, nhất là ở chỗ bề mặt dây dẫn bị xù xì và đồng thời có tiếng
ồn và tạo ra khí ozone, nếu không khí ẩm thì phát sinh axit
nitoric; ozone và axit nitoric ăn mòn kim loại và vật liệu cách
điện.
02 Jan 2011 14
Điện áp đối với trung tính ở bề mặt của dây dẫn đạt tới điện
áp tới hạn thì điện trường cho bởi hệ thức:
Trong đó: U
0
: điện áp tới hạn hiệu dụng đối với trung tính
E
0
= 21kV (hiệu dụng)/cm
r: bán kính dây dẫn,cm
D: khoảng cách giữa hai dây dẫn
Nếu E
0
= 30kV/cm (đỉnh) thì điện áp U
0
là điện áp cực đại
(đỉnh) đối với trung tính.
r
D
rEU
r

D
r
U
E ln
ln
00
0
0
⋅⋅=⇒=
TỔN HAO VẦNG QUANG
02 Jan 2011 15
Nếu có kể thêm mật độ của không khí khác với điều kiện chuẩn
và tình trạng bề mặt của dây dẫn thì U
o
được tính như sau:
Trong đó:
m0 : hệ số dạng của bề mặt dây
= 1 đối với dây dẫn tròn
= 0,93 - 0,98 đối với dây nhám
= 0,8 - 0,87 đối với dây bện
: thừa số mật độ của không khí:
b: áp suất không khí, cm Hg
t : nhiệt độ bách phân,
0
C
r
D
rmU log303,21,21
00
×⋅⋅⋅=

δ
δ
t
b
+
=
273
92,3
δ
TỔN HAO VẦNG QUANG
02 Jan 2011 16
Điện áp trông thấy vầng quang (phát sinh) U
t
ở đó sự phóng
điện trông thấy được cho bởi công thức sau đây:
Trong đó:
m
V
= 1 đối với dây dẫn nhẵn;
= 0,72 đối với vầng quang cục bộ;
= 0,82 đối với vầng quang dọc trên toàn đường dây.
r
D
r
rmU
Vt
log303,2
3,0
11,21
×







⋅
+⋅⋅=
δ
δ
TỔN HAO VẦNG QUANG
02 Jan 2011 17
Biểu thức trên suy ra từ quan hệ:
)1(
00
tRR
t
α
+=
Trong đó R
t
là điện trở ở t
0
C,R
0
là điện trở ở 0
0
C và α
0
là

hệ số nhiệt độ ở 0
0
C của dây dẫn, với đồng α
0
=
0,0041/°C với nhôm α
0
= 0,0038/°C
ĐIỆN TRỞ ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
02 Jan 2011 18
CÁC THÔNG SỐ CỦA ĐƯỜNG DÂY CÁP NGẦM

Cáp ngầm có các thông số giống đường dây truyền tải trên
không, tuy vậy cũng có sự khác nhau:

Đường dây trong đường cáp gần nhau hơn so với đường dây
trên không.

Tiết diện dây dẫn có dạng hình quạt.

Dây dẫn được bao bọc bởi các phần tử kim loại.

Vật liệu cách điện giữa các dây dẫn đều được làm bằng vật
liệu là thể rắn, cách điện phức hợp.
02 Jan 2011 19