Mạng Điện Cung Cấp Điện

CHƯƠNG V:
TÍNH TOÁN TỔN THẤT


5.1. Mô hình thay thế đường dây 3 pha
•5.1.1. Điện trở đường dây
• Điện trở tác dụng của 1km dây dẫn ở nhiệt độ tiêu
chuẩn 200C được xác định theo biểu thức:
Ω/km
 ρ là điện trở suất: 18,84(Ω.mm2/km);
31,5(Ω.mm2/km) ; 53(m/Ω.mm2); 31,7(m/Ω.mm2);
 F là tiết diện dây (m2)


5.1. Mô hình thay thế đường dây 3 pha
5.1.1. Điện trở đường dây
• Điện trở thay đổi theo nhiệt độ, khi nhiệt môi
trường khác 200C thì điện trở có giá trị.
•

r1 = r0 [1 + α (t-20)] [Ω/km]

 α là hệ số nhiệt của điện trở, với đồng và
nhôm đều có α = 0,0040C-1


5.1. Mô hình thay thế đường dây 3 pha
5.1.2. Điện kháng của đường dây
A
B
C

Hình 5.1: Sơ đồ hoán vị pha


5.1. Mô hình thay thế đường dây 3 pha
•5.1.2. Điện kháng của đường dây
• D[mm] khoảng cách trung bình hình học giữa
các dây dẫn:
• DAB, DBC, DCA là khoảng cách hình học
giữa các dây dẫn
DBC
DAB
B
C
A
DAC
Hình 5.2 :Khoảng cách hình học


5.1. Mô hình thay thế đường dây 3 pha
5.1.2. Điện kháng của đường dây

• Độ tự cảm tổng L
•

L = 0,46log(D/r) – 0,05 [mH/km]

• Điện kháng x0 được tính theo :
• x0 = 0,145log (D/r) + 0,0157 [Ω/km]
• Lưu ý: Nếu bài toán không cho DAB, DBC và DCA thì
D=0,5;1,5;2,5;5;8;14m (0,4;15;22;110;220;500kV)

• Nếu bài toán không cho dữ liệu tính x0 thì có thể tham
khảo thông số đường dây AC ở bảng sau:


Thông số điện trở và điện kháng đường dây AC
Loại dây

Điện trở (Ω/km) Điện kháng (Ω/km)

AC-25

1.3800

0.4260

AC-35

0.8500

0.4140

AC-50

0.6500

0.4050

AC-70

0.4600

0.3950

AC-95

0.3300

0.3840

AC-120

0.2700

0.3770

AC-150

0.2100

0.3710

AC-185

0.1700

0.3650

AC-240

0.1200

0.3650


Ví dụ
• Một đường dây truyền tải ba pha 220kV (có hoán vị pha);
tần số 50Hz được bố trí như hình 3.14. đường kính hình học
của mỗi dây pha (2r) là 3.416(cm). Xác định điện cảm và
cảm kháng trên mỗi km đường dây trên mỗi pha.

Hình 3.3: Đường dây ba pha lộ đơn


Ví dụ
• Xác định tham số hệ thống đường dây 22kV có
dây dẫn AC-50, chiều dài l=25 km, khoảng cách
giữa các pha là 2m. đường kính trung bình hình
học là r=0,48 cm


5.2. Thông số máy biến áp
• Ngoài công suất định mức Sđm điện áp định mức
của 2 cuộn dây U1đm và U2đm, nhà chế tạo còn
cho các tham số sau:
 Tổn thất công suất tác dụng khi không tải ∆P0
 Tổn thất công suất tác dụng khi ngắn mạch ∆PN
Dòng điện không tải phần trăm so với dòng điện
định mức i0%.
Điện áp ngắn mạch phần trăm so với điện áp định
mức UN%.

5.2. Thông số máy biến áp
•5.2.1. Điện trở máy biến áp RBA
• Tổn thất công suất tác dụng trong các cuộn
dây của MBA được xác định từ thí nghiệm
ngắn mạch.
∆PN = 3I1đm2 RBA
• Từ đó, chúng ta có :


5.2. Thông số máy biến áp
•5.2.1. Điện trở máy biến áp RBA
• Công suất định mức của máy biến áp
;
Suy ra: Ω)


5.2. Thông số máy biến áp
•5.2.1. Điện trở máy biến áp XBA
• Điện kháng máy biến áp XBA là tổng điện
kháng của bên sơ cấp và bên thứ cấp đã quy
đổi về phía điện áp cao ( XBA = x1 + x2’ )
• Tổng trở máy biến áp:
Ω
• Suy ra


5.2. Thông số máy biến áp
5.2.1.

Điện dẫn tác dụng và phản kháng máy biến áp bBA
•
Điện dẫn tác dụng:
Điện dẫn phản kháng:
Ω-1
Với
Lưu ý: U(kV); (kVAR); (kW); (kW);
S(kVA)


Vi dụ
• Một máy biến áp 3 pha hai cuộn dây có Sđm
= 10MVA, Uđm = 110/15kV, UN = 10,5%,
∆PN = 60kW, ∆P0 = 14kW, I0 = 0,9%.Xác
định RBA và XBA


5.3. TÍNH TỔN THẤT TRÊN ĐƯỜNG DÂY
5.3.1.Tính tổn thất điện áp đường dây phân phối có phụ tải
tập trung
• Xét mô hình một đường dây cấp điện cho một phụ tải.

•

Sơ đồ tính tổn thất điện áp

• Công suất ở phụ tải được ký hiệu lần lược là P2, Q2 và S2, ở
đầu nguồn là P1, Q1 và S1, U là điện áp định mức đường dây
(luôn hiểu là điện áp dây).

5.3. TÍNH TỔN THẤT TRÊN ĐƯỜNG
DÂY
•5.3.1.Tính tổn thất điện áp đường dây phân
phối có phụ tải tập trung
• Đối với đường dây ba pha
• Nếu phụ tải cho dưới dạng công suất thì:
(V) ,
Sụt áp theo phần tram:
Ở đây:R= r0.l(Ω); X= x0.l(Ω); P(kW); (V)
Q(kVAR); S(kVA); Uđm(kV)


5.3. TÍNH TỔN THẤT TRÊN ĐƯỜNG
DÂY
•5.3.1.Tính tổn thất điện áp đường dây phân
phối có phụ tải tập trung
• Nếu đường dây có nhiều phụ tải:

Trong đó: là điện trở và điện kháng đường dây
ij; là công suất tác dụng là phản kháng đường
dây ij


Ví dụ
• Đường dây trên không 10(kV) (viết tắt là
ĐDK – 10(kV)) cấp điện cho xí nghiệp có các
số liệu ghi trên hình vẽ biết x0=0,4Ω/km. Yêu
cầu xác định tổn thất điện áp trên đường dây.

Ví dụ
• Hãy xác định tổn hao điện áp trên đường dây 22
kV làm bằng dây dẫn AC-70 dài 4,5 km, công suất
truyền tải trên đường dây S=340+j225 kVA


Ví dụ
• ĐDK – 10 (kV) cấp điện cho xí nghiệp, toàn
bộ đường dây dùng AC-50, các số liệu khác trên
hình vẽ . yêu cầu :
a. Kiểm tra tổn thất điện áp khi không bị sự cố khi bị
sự cố
b. Biết U1 = 10,250 (kV) cần xác định U2, UA.


5.3. TÍNH TỔN THẤT TRÊN ĐƯỜNG DÂY
5.3.2.Tính
tổn công suất đường dây phân phối
•
• Nguyên nhân của tổn thất công suất là do tổng trở
của đường dây.
• Tổn thất công suất trên đường dây gồm tổn thất
công suất tác dụng ∆P
(W)
• Tổn thất công suất phản ∆Q
•

(VAR)

• Đối với đường dây 1 pha 2 dây: R= 2r0.l(Ω); X=
2x0.l(Ω);


5.3. TÍNH TỔN THẤT TRÊN ĐƯỜNG DÂY
•5.3.2.Tính tổn công suất
• Trường hợp đường dây có nhiều phụ tải phân
bố tập trung thì tổn thất công suất xác định
như sau:
W
• Tổn thất công suất phản ∆Q
• (VAR)


Ví dụ
• ĐDK – 10 (kV) cấp điện cho xí nghiệp cơ khí
có phụ tải điện 2000 (kVA), cosφ = 0,6 . Dây
dẫn dùng AC – 70, dài 5 km. Yêu cầu xác định
tổn thất công suất trên đường dây .


Ví dụ
• Mạng điện 22kV cung cấp cho phụ tải, chiều
dài đường dây và phụ tải cho trên hình vẽ.
Hãy xác định tổn thất công suất tác dụng trên
đường dây theo tiết diện AB 185 mm2, dây BC
150mm2