Bài giảng lưới điện truyền tải và phân phối

Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên

Chương 1
THÔNG SỐ CỦA CÁC PHẦN TỬ TRONG MẠNG VÀ HỆ THỐNG
ĐIỆN
1.1. ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG
1.1.1. Sơ đồ đẳng trị của đường dây
Mỗi đường dây đều có điện trở R, cảm kháng X, điện dẫn tác dụng G và điện
dẫn phản kháng B. Thực tế các tham số R, X, G, B phân bố đều đặn dọc theo đường
dây. Nhưng với mạng điện chiều dài nhỏ hơn 300km, ta có thể dùng tham số tập
trung để tính toán thì rất đơn giản mà sai số nhỏ có thể chấp nhận được. Vậy đối với
mạng điện địa phương, mạng khu vực ta đều dùng tham số tập trung để tính trừ
đường dây siêu cao áp. Ta coi tham số của đường dây là tập trung để tính và có sơ đồ
đẳng trị của đường dây như sau (hình 1.1)

R

G
2

X

B
2

G
2

B
2

Hình 3- 1a. Sơ đồ đẳng trị của đường dây

G và B ta thường chia làm đôi, một nửa tập trung ở đầu đường dây, một nửa
tập trung ở cuối đường dây.
Đối với đường dây điện áp thấp ( 35kV) công suất nhỏ ta chỉ cần xét R và X
(bỏ qua ảnh hưởng của G và B). Đối với đường dây điện áp lớn hơn 110kV ta phải
xét cả R, X, G, B đôi khi cũng có thể bỏ qua ảnh hưởng của G không cần xét tới.
1.1.2. Điện trở tác dụng
Điện trở tác dụng trên một km chiều dài dây dẫn đối với dòng điện 1 chiều ở
nhiệt độ tiêu chuẩn (  = 200C) xác định theo công thức:
r0 


F



1000
 .F

(/km)

(3.1)

Trong đó:  - điện trở suất (mm2/km ), - điện dẫn suất (m/ mm2);
F – Tiết diện dây dẫn.
GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 1

Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên
Đối với đồng M = 18,8 (mm2/km ), M = 53 (m/ mm2);
Đối với nhôm A = 31,5 (mm2/km ), A = 31,7 (m/ mm2).
Chú ý: Điện trở tác dụng của dây dẫn phụ thuộc vào nhiệt độ, khi nhiệt độ của
dây dẫn thay đổi khác 200C thì điện trở của dây dẫn được tính theo công thức sau:
rt = r0{1+( - 20)} (/km)

(1.2)

 - hệ số nhiệt điện trở, với đồng và nhôm  = 0,004 (1/ 0C).
Để thuận tiện cho việc tính toán, điện trở tác dụng r0 được cho trong các bảng
tra cứu.
Điện trở tác dụng đường dây là:

R  r0l   

(1.3)

Trong đó: l là chiều dài đường dây.
1.1.3. Điện kháng của đường dây
Dây dẫn mạng điện xoay chiều, xung quanh mỗi sợi dây xuất hiện từ trường
xoay chiều, có từ thông biến đổi nên phải xét đến từ trường xoay chiều nghĩa là phải
xét tới tự cảm L; dây dẫn của ba pha đặt gần nhau nên có hỗ cảm M. Như vậy ta phải
xét tới cảm kháng X của đường dây.
a. Khi dây dẫn bố trí đối xứng trên 03 đỉnh của tam giác đều.
Điện kháng của đường dây được xác định như sau:
x0 =  (4,6 log

D

+ 0,5 ) 104
r

(/km)

(1.4)

Trong đó:
-  = 2f.
D D
D

- D là khoảng cách giữa các dây dẫn, cm.
- r là bán kính của dây dẫn, cm.
-  là hệ số từ dẫn của nguyên liệu chế tạo dây dẫn.

Nếu dòng điện xoay chiều có tần số f = 50Hz, dây dẫn là kim loại màu có  1 thì:
x0 = 0,144 log

D
+ 0,016
r

(/km)

(1.5)

b. Khi dây dẫn bố trí không đối xứng
Khi dây dẫn bố trí trên cột không đối xứng thì điện kháng mỗi dây không giống
nhau (tự cảm thì đều giống nhau, còn hỗ cảm thì khác nhau) và do đó mặc dù phụ tải của

GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 2


Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên
mỗi pha đều giống nhau, nhưng điện áp giáng  U trên mỗi pha thì khác nhau (vì Za  Zb
 Zc).
A
B
C
l

l

l
Hình 3-2. Sơ đồ hoán vị dây dẫn

Để giải quyết ta dùng phương pháp hoán vị (hình 1-2). Sau một khoảng l nào đó
lại hoán vị một lần, như vậy điện kháng x của ba pha đều giống nhau. Với đường
dây 110, 220 kV thường khoảng 100 km thì hoán vị một chu kỳ, tức là l có độ dài là
30 km.
Điện kháng của một km đường dây đã hoán vị vẫn tính bằng biểu thức (1.4)
nhưng thay D bằng Dtb, trong đó Dtb là trị số trung bình hình học của ba khoảng cách
giữa các pha (hình 1-3).
Dtb =

3

(1.6)

D12 .D 23 .D 31

Tóm lại, với tần số f = 50 Hz, dây kim loại màu thì:
x0 = 0,144 log

Dtb
+ 0,016
r

(/ km)

(1.7)

Nếu 3 dây của 3 pha đặt trên cùng một mặt phẳng, khoảng cách giữa các dây
dẫn là D thì:
Dtb =

3

2.D.D.D  1,26. D

(1.8)

Thường không cần phải tính x0 mà chỉ cần tra bảng. Muốn tra x0 của dây dẫn
bằng kim loại màu ta phải căn cứ theo Dtb và đường kính d của dây dẫn. Ví dụ: Với
dây có đường kính d = 10mm và Dtb giữa các pha là 5 mét thì có x0 = 0,448 /km.
Điện kháng x0 trên một km đường dây chỉ biến thiên trong khoảng
(0,30,46)/km. Do đó trong trường hợp cần thiết ta có thể lấy trị số trung bình x0 =
0,4 /km để tính sơ bộ thiết kế mặc dầu chưa biết tiết diện của dây dẫn.

GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 3


Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên
D31
D12

D12

D23

D31
D23

(b)

(a)
Hình 3-3. Bố trí dây dẫn: a - Tam giác, b - Nằm ngang

Từ biểu thức tính x0 (1.4), ta thấy muốn giảm điện kháng x0 (để tăng khả năng
tải điện) thì làm giảm D, như vậy không cho phép do các điện của đường dây. Tăng r,
như vậy gây ra lãng phí. Có thể dùng cách phân nhỏ dây dẫn của các pha (hình 1-4).
Kinh nghiệm cho thấy:
- Phân làm 2 dây nhỏ thì x0 giảm tới 19%.
- Phân làm 3 dây nhỏ thì x0 giảm tới 28%.
- Phân làm 4 dây nhỏ thì x0 giảm tới 32,5%.
Ta thấy rằng phân nhỏ dây dẫn thì điện kháng càng giảm nhưng cấu tạo đường

dây lại phức tạp rất nhiều vì vậy cần chọn số lượng dây phân nhỏ một cách hợp lý.
Điện kháng của đường dây có n dây mỗi pha (dây phân nhỏ) được xác định theo biểu
thức
x0 = 0,144 lg

Dtb
0,016
+
rdt
n

(/km)

(1.7)
Trong đó: rdt là bán kính đẳng trị.

x0
r

x0

lg

lg(Dtb/rdt)
1

R1

l
R

10

rdt
x

Hình 1.4. Một pha phân nhỏ thành 4 dây và đường đặc tính điện kháng

Bán kính đẳng trị rdt của dây dẫn được xác định như sau: rdt =
GV: Nguyễn Thị Khánh

n

r.a ntb1

(1.9)
Page 4


Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên
Trong đó:
- n là số dây phân nhỏ của 1 pha.
- r là bán kính thực của dây dẫn.
- atb là khoảng cách trung bình hình học giữa các dây phân nhỏ của một pha.
Chú ý: Đối với các dây cáp, biểu thức x0 ở trên không dùng vì khoảng cách giữa
các dây dẫn quá nhỏ. Vậy việc xác định điện kháng của dây cáp bao giờ cũng tiến
hành theo các số liệu của nhà máy.
Điện kháng trên đường dây:

x = x0. l

()

(1.10)

Có thể tính theo biểu thức trên hoặc tra bảng.
1.1.4. Điện dẫn tác dụng của đường dây.
Ở các mạng điện cao áp, khi cách điện không tốt gây ra tổn thất do rò điện trên mặt
sứ xuống đất và sự iôn hoá không khí gây ra tổn thất do hiện tượng vầng quang điện.
a. Hiện tượng vầng quang điện.
Khi thời tiết ẩm ướt, ban đêm có thể thấy ở xung quanh mỗi dây dẫn cao áp có
một vầng sáng xanh. Vì khi không khí ẩm, dưới tác dụng của cường độ điện trường
đủ lớn, tầng không khí xung quanh dây dẫn bị iôn hoá và trở thành dẫn điện, một
phần năng lượng sẽ thoát theo đường đó, vì vậy tổn thất lượng điện năng là A.
Hiện tượng vầng quang điện xuất hiện khi trị số điện áp U của đường dây lớn
hơn Uth. Uth là điện áp tới hạn phát sinh vầng quang điện. Vượt quá trị số đó càng
nhiều thì vầng quang điện càng lớn.
Với dây dẫn điện xoay chiều 3 pha, điện áp tới hạn phát sinh vầng quang
điện tính theo biểu thức sau:
Uth = (6570) r log

Dtb
r

(kV)

(1.11)

Trong đó:
- r là bán kính của dây dẫn, cm.

- Dtb là khoảng cách trung bình hình học giữa các dây dẫn, cm.
Khi cường độ điện trường E trên mặt ngoài của dây dẫn vượt quá
(1719)kV/cm sẽ xuất hiện vầng quang điện.
Cường độ điện trường E chủ yếu do đường kính d của dây dẫn và điện áp U của
đường dây quyết định và xác định theo biểu thức sau:
GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 5


Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên

0,354.U
Emax =
D
n.r. lg tb
rdt

180


 2. sin n

n  1
. 1 
a





(kV/cm)

(1.12)

Trong đó:
- U là điện áp dây của đường dây, kV.
- n là số dây phân nhỏ của 1 pha.
- r là bán kính của mỗi dây, cm.
- Dtb là khoảng cách trung bình hình học giữa các pha, cm.
- rdt là bán kính đẳng trị của mỗi pha (cm) và được xác định theo biểu thức:
rdt = R n

nr
R

(cm)

(1.13)

Trong đó:
R=

a
(cm)
180 0
2 sin
n

Với:

- a là khoảng cách giữa các dây phân nhỏ trong 1 pha, cm.
- n là số dây phân nhỏ của 1 pha.
Nếu mỗi pha chỉ dùng một dây dẫn thì cường độ điện trường bằng:
Emax =

0,354.U
(kV/cm)
Dtb
r. lg
r

(1.14)

Nếu dây dẫn bố trí trên mặt phẳng ngang thì biểu thức trên cho ta trị số cường
độ điện trường cực đại của các pha bên. Còn cường độ điện trường của pha giữa thì
lớn hơn là 10%.
Phân tích biểu thức (1.12) ta thấy muốn giảm E phải sử dụng các phương pháp
sau:
- Tăng D, như vậy không kinh tế vì cột phải làm rộng hơn và khi tăng D thì E
giảm được ít vì D đứng sau dấu log.
- Tăng r, thì tương đối tốt vì gần như là r tỷ lệ nghịch với E. Chính vì thế nên đã
quy định:
+ Với điện áp 110kV thì đường kính dây dẫn d > 9,9 mm.
+ Với điện áp 150kV thě d > 13,9 mm.
+ Với điện áp 220kV thì d > 21,5 mm.
GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 6

Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên
Với mục đích chống vầng quang điện mà dùng dây lớn quá thì lại lãng phí về
mặt dẫn điện. Để giải quyết vấn đề này có dùng dây rỗng, nhưng về mặt chế tạo cũng
như lúc xây dựng bảo quản gặp nhiều khó khăn. Để thể nâng cao điện áp phát sinh
vầng quang điện bằng cách phân nhỏ dây dẫn của mỗi pha, vì nó làm giảm được
cường độ điện trường xung quanh dây phân nhỏ đó. Đường dây 500kVtừ nhà máy
thuỷ điện trên sông Đà cũng phân mỗi pha làm 4 dây nhỏ với mục đích để hạn chế
phát sinh vầng quang điện.
Thường điện áp vận hành từ 60kV trở lên mới phải xét đến tổn thất do vầng
quang điện gây nên.
b. Hiện tượng rò điện.
Ngoài tổn thất công suất do phát sinh vầng quang điện, đường dây trên không còn
có tổn thất công suất tác dụng do rò điện, hiện tượng rò điện sinh bởi các nguyên nhân
sau:
- Bản thân lớp men sứ không nhẵn, cường độ điện trường phân bố không đều
trên mặt sứ.
- Mặt sứ bị bẩn do bụi, các sợi bông, chất hoá học, mưa phùn... do đó mặt sứ trở lên
dẫn điện và dòng điện sẽ rò xuống đất. Ban đêm ta sẽ thấy sáng xanh và nghe tiếng lạch
tách trên đường dây (110500)kV, tổn thất công suất tác dụng do dòng diện rò trên mặt sứ
cách điện và tổn thất trong chất điện môi của sứ thường rất nhỏ, vì vậy không xét đến.
Khi tính toán mạng điện, tổn thất công suất tác dụng do vầng quang điện được
phản ánh trên sơ đồ thay thế bằng trị số điện dẫn của đường dây, trị số điện dẫn g0
của đường dây tính trên 1km chiều dài, được xác định từ biểu thức:
Pgo = Pvq = U2. go.  g0 

Pvq
U2

Điện dẫn tác dụng trên đường dây: G = g0.l

(1/.km)

(1.15)

(s hoặc 1/) (1.16)

Trong đó:
Pvq là tổn thất công suất tác dụng do vầng quang điện của 3 pha trên 1km
đường dây. Tra trong các bảng tra.
U là điện áp định mức của đường dây, kV.
Ngoài ra ở đường dây cáp cao áp, cũng có tổn thất điện năng do dòng điện chạy rò
chạy qua chất cách điện của dây cáp. Dòng điện đó gồm có thành phần tác dụng do dòng
điện rò qua điện dẫn và sự định hướng của các phân tử lưỡng cực. Tổn thất công suất tác
dụng trong chất điện môi của cáp phụ thuộc vào kết cấu của cáp và điện áp định mức
của cáp, đối với cáp (110220) kV thì tổn thất đó khoảng vài kW trên 1km đường dây.
GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 7


Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên
1.1.5. Điện dẫn phản kháng của đường dây.
Điện dẫn phản kháng (hay còn gọi là dung kháng) của đường dây do trị số điện
dung giữa các dây dẫn với nhau và trị số điện dung giữa các dây và đất xác định.
Khi tính toán kỹ thuật của đường dây trên không thường bỏ qua ảnh hưởng của
điện dung đối với đất, sai số của kết quả tính toán không vượt quá 5%.
Điện dung của 1 km đường dây trên không, tải điện xoay chiều ba pha có thể
tính được bằng biểu thức.
C0 =

0,024
.10 6
D tb
lg
r

(F/km)

(1.17)

Trong đó:
Dtb là khoảng cách trung bình hình học giữa các dây dẫn.
r là bán kính dây dẫn.
Nếu đường dây tải điện xoay chiều 3 pha với tần số f = 50Hz thì trị số điện dẫn
phản kháng (dung kháng) trên 1km đường dây là:
b0 = c0   b0 =

7,58
.10 6
D tb
lg
r

(1/.km)

(1.18)

Chú ý: Nếu mỗi pha phân nhỏ thành n dây thì vẫn dùng biểu thức (1.18) để tính
b0, nhưng phải thay r bằng rdt, rdt được xác định theo biểu thức (1.9).
Biểu thức (1.18) có thể áp dụng cho cả những đuờng dây kép trên cùng một cột.

Dung kháng của dây cáp phụ thuộc vào kết cấu của cáp và người ta thường lấy
theo số liệu của xưởng chế tạo.
Đường dây trên không khi có điện áp đặt vào bao giờ cũng có một dòng điện
dung I0 ngay cả lúc không tải. Dòng điện diện dung I0 vuợt trước điện áp một góc
900. Khi trị số điện áp dọc theo toàn bộ đường dây không đổi thì dòng điện điện dung
bằng:
I0 = U.b0.l.

(1.19)

Công suất phản kháng do điện dung của đường dây sinh ra tính bằng.
Qc = U2.b0l.
Đơn vị: U tính bằng, kV, b0 là

(1.20)

1
, l là km thì công suất phản kháng Qc tính
.km

bằng MVAr.
GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 8


Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên
Đối với đường dây trên không chỉ khi nào U > 110kV, đối với đường dây cáp
chỉ khi nào U> 20kV, ta mới xét đến ảnh hưởng của b0 và mới cần tính Qc. Ngoài ra
đối với mạng cáp (610)kV cũng có khi phải xét điện điện dung Ic trong trường hợp

cần phân tích tình trạng vận hành không bình thường của mạng như một pha chạm
đất. Đối với đường dây trên không điện áp 110kV thì cứ 100 km đường dây, công
suất phản kháng do điện dung đường dây sinh ra khoảng 3.5MVAr.
Giá trị b0 có thể tính theo biểu thức trên hoặc tra trong các bảng tra.
Điện dẫn phản kháng trên đường dây:
B = b0. l

(1/)

(1.21)

1.2. MÁY BIẾN ÁP
Các máy biến áp thường được sử dụng trong các trạm là các máy biến áp hai
cuộn dây máy biến áp ba cuộn dây và máy biến áp tự ngẫu. Đôi khi trong mạng điện
còn có các máy biến áp điều chỉnh bổ xung. Các máy biến áp này được sử dụng để
tối ưu hóa chế độ làm việc của mạng và hệ thống điện
1.2.1. Máy biến áp hai cuộn dây
1.2.1.1. Sơ đồ thay thế của máy biến áp 2 dây quấn.
Trong mạng điện gồm nhiều cấp điện áp, các cấp điện áp được liên hệ với nhau
qua các máy biến áp vì vậy số lượng máy biến áp trong mạng điện khá lớn. Máy biến
áp có nhiều vòng dây nên trị số cảm kháng XB khá lớn, có trị số đáng kể trong mạng
điện (thông thường cảm kháng X của (4050)km đường dây còn bé hơn cảm kháng
XB của một máy biến áp). Vì XB lớn như vậy nên gây tổn thất công suất phản kháng
khá lớn và khiến cho điện áp của hộ dùng điện bị thay đổi nhiều.

R1

X1

R’2

RB

X’2
I0

I0
GB

BB
(a)
RB

ΔSFe = ΔPFe +jΔQFe
(c)

XB

GB

BB
(b)

XB

RB

XB

(d)

Hình 6- 5. Sơ đồ thay thế của máy biến áp hai dây quấn
lg
GV: Nguyễn Thịx Khánh

Page 9


Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên

Sơ đồ thay thế của máy biến áp, sau khi đã quy về sơ cấp (hình 1-5a), trong đó:
- R1, X1 là điện trở và cảm kháng của cuộn sơ cấp.
- R'1, X'2 là điện trở và cảm kháng của cuộn thứ cấp đã quy đổi về bên sơ cấp.
- BB, GB là điện dẫn phản kháng và điện dẫn tác dụng của máy biến áp.
- I0 là dòng điện từ hoá.
Với sơ đồ (hình 1-5a) ta đã xét được đầy đủ các tổn thất công suất trong máy
biến áp như sau:
- Tổn thất đồng ở cuộn dây sơ và thứ cấp (R1, R'2), đây là tổn thất công suất tác
dụng do hiệu ứng Jun.
- Tổn thất công suất phản kháng ở cuộn sơ và thứ do từ thông rò (X1, X'2).
- Tổn thất công suất tác dụng trong lõi thép của máy biến áp do dòng điện
Foucault sinh ra (GB).
- Tổn thất công suất phản kháng do điện dẫn phản kháng (BB).
Máy biến áp lúc vận hành bị nóng lên vì:
- Tổn thất về đồng (R1, R'2).
- Tổn thất về thép (GB).
Tổn thất công suất phản kháng chỉ làm lệch góc điện áp.
Sơ đồ thay thế hình T ở trên không tiện lợi cho việc tính toán. Nếu ta bỏ qua
không xét tới dòng điện không tải chạy trong cuộn sơ cấp thì ta có thể dùng sơ đồ
(hình 1-5b), trong đó các tham số của máy biến áp có thể coi như không đổi, sai số

gây ra rất nhỏ, nhưng tính rất tiện lợi.
Trong sơ đồ này RB = R1 + R'2 và XB = X1+ X'2.
Mặt khác ta thấy tổn thất công suất tác dụng PFe trong lõi thép có thể coi như cố
định trong mọi trường hợp (không tải, quá tải ... ) và bằng lúc không tải. PFe = P0 và
có thể dựa vào bảng số liệu của nhà chế tạo cho. Ta cũng thấy tổn thất công suất phản
kháng do từ gây ra trong lõi thép QFe có thể dựa vào tham số tra được ở bảng mà
tính ra và đều là trị số cố định đối với mỗi máy biến áp nhất định. Vì vậy có thể thay
tổng dẫn của máy biến áp bằng công suất không tải của nó để vẽ sơ đồ thay thế trong
lúc tính toán (hình 1-5c).
SFe = PFe + jQFe

GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 10


Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên
Trong các mạng điện địa phương và ngay cả trong các mạng điện khu vực đôi
khi không cần chú ý tới tổng dẫn của máy biến áp, tất nhiên có sai số, lúc đó sơ đồ
thay thế biến áp trong mạng điện đến sức đơn giản (hình 1-5d).
1.2.1.2. Tham số của máy biến áp hai dây quấn.
Các tham số của máy biến áp gồm: RB, XB, GB, BB.
Thường với máy biến áp nhà chế tạo cho ta 4 tham số sau:
- Pcu Tổn thất công suất ở dây đồng khi máy biến áp làm việc định mức (Pcu
đồng thời cũng bằng PN khi làm thí nghiệm ngắn mạch tức là khi IN = Idm).
- UN% là số phần trăm của điện áp ngắn mạch so với điện áp định mức.
UN% =

UN
.100

U dm
3

- ikt % là số phần trăm của dòng điện không tải I0 (dòng điện gây từ) so với
dòng điện định mức Iđm.
ikt% =

I0
100
I dm

- PFe là tổn thất công suất tác dụng trong lõi thép, và nó bằng tổn thất không
tải.
PFe = P0
Dựa vào 4 tham số nhà chế tạo cho ta, ta sẽ xác định được thông số của máy biến áp.
a) Tính điện trở của máy biến áp, RB.
Tổn thất đồng trong 3 pha của máy biến áp.
PCu = PN = 3.I2đm RB
Vậy:

RB =

PCu
2
3.I dm



2
PCu .U dm

2
2
3.I dm
.U dm

( vì: Sđm =



2
PCu .U dm
2
S dm



2
PN .U dm
2
S dm

3 .Iđm.Uđm )

Nếu: PN bằng kW; Uđm bằng kV ; Sdm bằng kVA
Thì:

RB =

2
PN .U dm

. 103
2
S dm

()

Chú ý: Lúc sử dụng biểu thức trên: RB là của 1 pha, (P là của ba pha, Uđm là
điện áp dây, Sdm là của 3 pha).
b) Tính điện kháng của máy biến áp, XB.
GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 11


Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên
Theo định nghĩa có:
UN% =

UN
I Z
I X
.100 = dm B .100 = dm B .100
Udm
U dm
U dm
3
3
3

Nếu xét chính xác: UN = Idm.ZB nhưng vì trong máy biến áp XB bằng RB do đó

điện áp giáng trong máy biến áp chủ yếu do ảnh hưởng của XB.
Từ biểu thức trên ta rút ra:
XB =
Nếu:

2
U N %.Udm U N %.U dm .U dm
U %.U dm
=
= N
Sdm .100
3.Idm.100
3.I dm .100.U dm

Uđm bằng kV; Sđm bằng kVA
Thì: XB =

2
U N %.U dm
. 10
Sdm

()

c) Tính điện dẫn tác dụng của máy biến áp, GB.
Ta có biểu thức xác định tổn thất công suất tác dụng không tải là:
PFe =P0 = U2đm.GB
Từ đó rút ra:
Nếu:
Thì

GB =

PFe
P
= 20
2
Udm
Udm

PFe tính bằng kW; Uđm bằng kV
GB =

PFe
P0
.3
.3
.10
=
2
2 .10
Udm
Udm

(

1
)


d) Tính điện dẫn phản kháng của máy biến áp, BB.
Ta có biểu thức xác định tổn thất công suát phản kháng là:
QFe = Q0 = BB. U2đm.
Nên:

BB =

Q 0
2
U dm

Nhưng Q0 nhà chế tạo không cho, mà ta chỉ biết có i0% vậy ra phải tính Q0.
Theo định nghĩa:
Mặt khác ta lại có:

ikt% = i0% =
Iđm =

Sdm
3Udm

i0 % =

I0
.100
Idm

nên:

i0 % =

I0
.100
Sdm
3Udm

S
3U dm I0
= 0
S dm
Sdm

Trong đó: S0 là công suất không tải (còn gọi là tổn thất công suất không tải S0
GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 12


Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên
hoặc tổn thất sắt SFe ) gồm có 2 thành phần: S0 = S0 = P0 + jQ0
Vì Q0 >> P0 nên gần đúng ta có thể coi S0 bằng Q0
Vậy: i0% =
Từ đó ta rút ra:

Q0 =

Q 0
.100
Sdm

i0 %.Sdm
kVAr
100

Thay Q0 vào biểu thức BB. Từ đó rút ra:
Nếu:
Thì

BB =

Q 0
2
U dm

Q0 tính bằng kVAr, Uđm bằng kV.
BB =

Q 0
2
U dm

.103

(

1
)


1.2.2. Máy biến áp ba dây quấn

1.2.2.1. Sơ đồ thay thế của máy biến áp 3 dây quấn.
Nếu máy biến áp ba dây quấn thì sơ đồ thay thế như (hình 1-6):
Chú ý: Trong sơ đồ bao giờ cũng vẽ tổng dẫn ở chỗ dòng điện đi vào (về phía
trước cuộn sơ).
UC

RB(C) XB(C )
UT

RB(T ) XB(T)
RB(H ) XB(H )

BA
GB

BB

UH
Hình 1-6. Sơ đồ thay thế của máy biến áp ba dây quấn

1.2.2.2. Tham số của máy biến áp ba dây quấn.
a) Tính điện trở của máy biến áp, RB.
Máy biến áp ba dây quấn có ba loại.
- Loại 1: Ba dây quấn đều có dung lượng bằng dung lượng định mức
100/100/100%.
Điện trở của ba cuộn dây đó đều bằng nhau.
RB(C ) = RB(T ) = RB(H ) = RB [100]
Theo qui định: Tổn thất đồng phải tính ở trường hợp bất lợi nhất trong lúc vận
hành tức là lúc một cuộn dây không làm việc, còn lại hai cuộn dây làm việc với phụ
tải định mức. Lúc đó tình trạng giống hệt như máy biến áp 2 dây quấn. Vậy ta có:

GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 13


Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên

RB(C ) = RB(T ) = RB(H) =

2
PN .U dm
. 103  = RB[100]
2
2.Sdm

(chia cho 2 vì 2 nhánh làm việc nối tiếp, ở đây ta tính cho 1 nhánh).
- Loại 2: Dung lượng 3 cuộn là 100/100/66,7%.
Nếu dung lượng của 1 trong 3 cuộn dây chỉ bằng 66,7% và như đã biết cuộn
dây có dung lượng nhỏ thì tiết diện dây quấn nhỏ cho nên điện trở lớn. Vậy điện trở
dây quấn tỷ lệ nghịch với dung lượng.
RB[66,7] =

R B100.100
66,7

= 1,5.RB[100].

Vậy: RB(C ) = RB(T ) = RB[100], RB(H ) = 1,5 RB[100].
- Loại 3: Dung lượng 3 cuộn dây là: 100/66,7/66,7%.

Như vậy thì: RB(C) = RB(100), RB(T ) = RB(H) = 1,5 RB(100 )
Theo quy định, trong trường hợp này tổn thất đồng sẽ lớn nhất khi cuộn 1 có Iđm
đi qua, cuộn 2 có

2
1
Idm đi qua và cuộn 3 có I dm đi qua.
3
3

Trong trường hợp đó thì:


2
3

2

1
3

2







2

PN = 3. I dm
.R B ( C )   I dm  .R B ( T )   I dm  .R B ( H ) 








2
2
 2

2

1

= 3. I dm .R B ( C )   Idm  .1,5.R B( T )   Idm  .1,5.R B( H ) 
3

3 



Tính ra có:
RB(C)=
Nếu:
Thì:

2
PN .U dm
. 103
2
1,83.S dm

()

PN tính bằng kW, Uđm bằng kV, Sđm bằng kVA
2
PN .U dm
RB(C) =
. 103 ()
2
1,83.S dm

còn

RB(T)= RB(H) = 1,5 RB(1)

b) Tính điện kháng của máy biến áp, XB.
Trong máy biến áp 3 dây quấn, nhà chế tạo cho UN% giữa các cuộn dây. UN(CT)%, UN(T-H)%, UN(C-H)%.
Trong đó:
- UN(C-T)% là điện áp ngắn mạch so với điện áp định mức, nghĩa là khi ngắn
mạch cuộn T, cuộn H hở mạch, cuộn C đặt vào một điện áp sao cho dòng trong cuộn
C và T là định mức thì điện áp trên cuộn C là trị số đó.
GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 14

Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên
- UN(T-H)% là điện áp ngắn mạch so với điện áp định mức, nghĩa là khi ngắn
mạch cuộn H, cuộn C hở mạch, cuộn T đặt vào một điện áp sao cho dòng trong cuộn
T và H là định mức thì điện áp trên cuộn T là trị số đó.
- UN(C-H)% là điện áp ngắn mạch so với điện áp định mức, nghĩa là khi ngắn
mạch cuộn H, cuộn T hở mạch, cuộn C đặt vào một điện áp sao cho dòng trong cuộn
C và H là định mức thì điện áp trên cuộn C là trị số đó.
Đối với máy biến áp 3 dây quấn chỉ được chế tạo với công suất lớn (XB >>RB),
Nên điện áp giáng trên cảm kháng của máy biến áp có thể lấy bằng điện áp ngắn
mạch.
Vậy:

UN (C-T)% = UN(C)% + UN(T)%.
UN (T-H)% = UN(T)% + UN(H)%.
UN (C-H)% = UN(C)% + UN(H)%.

Từ phương trình trên ta giải ra ta có:
UN(C)% =
UN(T)% =
UN(H)% =

U N C T  %  U N  C  H  %  U N T  H  %
2
U N C T  %  U N T  H  %  U N  C  H  %
2
U N C  H  %  U N T  H  %  U N C  T  %
2

Có UN% của từng cuộn ta sẽ tính được XB của từng cuộn dây là:

XB(C) =
XB(T) =
XB(H) =

2
U N ( C ) %.U dm

Sdm
2
U N ( T ) %.U dm

Sdm
2
U N ( H ) %.Udm

Sdm

. 10 ()
. 10 ()
. 10 ()

c) Tính GB, BB: Giống như của máy biến áp 2 dây quấn.

GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 15


Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên
1.2.3. Máy biến áp tự ngẫu.

1.2.3.1. Đặc điểm của máy biến áp tự ngẫu.
Trong những năm gần đây máy biến áp tự ngẫu được sử dụng rộng rãi do những
đặc tính ưu việt của chúng như sau:
- Tổn thất công suất tác dụng và phản kháng trong máy biến áp tự ngẫu nhỏ hơn
máy biến áp 3 cuộn dây cùng công suất. Ví dụ, máy biến áp tự ngẫu một pha
220/110kV dung lượng là 40MVA có tổn thất công suất trong lõi thép và cuộn dây là
210 kW, còn trong máy biến áp thường công suất như thế thì tổn thất là 373 kW.
- Máy biến áp tự ngẫu giá tiền rẻ hơn.
- Trọng lượng máy biến áp tự ngẫu nhỏ hơn. Trọng lượng phần ruột của máy
biến áp tự ngẫu 1 pha 220/110kV dung lượng 40MVA là 27 000 kg, còn máy biến áp
thường là 58 000 kg.
Bởi vậy máy biến áp tự ngẫu cùng kích thước sẽ có dung lượng lớn hơn.
- Máy biến áp tự ngẫu, trung điểm của nó phải nối đất nên nó được sử dụng
trong các mạng điện có trung tính trực tiếp nối đất. Ở mạng trung điểm cách điện hay
nối đất qua thiết bị bù lên máy biến áp tự ngẫu không dùng được.
Máy biến áp tự ngẫu có liên hệ về điện giữa cuộn cao và trung áp nên làm phức
tạp bảo vệ rơ le và điều chỉnh điện áp trong hệ thống điện, những khó khăn này làm
hạn chế việc dùng rộng rãi máy biến áp tự ngẫu trong hệ thống điện. Hiện nay máy
biến áp tự ngẫu được dùng rộng rãi trong lưới điện 110 kV trở lên với công suất lớn.
a) Sơ đồ thay thế của máy biến áp tự ngẫu.
Sơ đồ cuộn dây một pha máy biến áp tự ngẫu 3 dây quấn được trình bày trên (hình 27). Cuộn dây giữa các đầu ra C và T gọi là cuộn nối tiếp, còn giữa T và O gọi là cuộn chung.

IC

C
T

H
UH

H

IH

C

Int I

UC

Ich

UT

T

T

0

Hình 2-7. Sơ đồ của máy biến áp tự ngẫu
b) Công suất định mức, công suất tiêu chuẩn.
Máy biến áp tự ngẫu được đặc trưng bằng hai đại lượng: Công suất định mức
GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 16


Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên
Sđm và công suất tiêu chuẩn Stc.

Công suất định mức của máy biến áp tự ngẫu là công suất giới hạn lớn nhất cho
phép qua cuộn cao áp của máy biến áp tự ngẫu. Gọi Iđm(C), Iđm(T), Iđm (H) là các dòng
điện định mức của máy biến áp tự ngẫu trên các cuộn dây cao áp, trung áp, hạ áp. Trị
số đó được xác định bằng cách chia Sđm cho trị số điện áp tương ứng. Ví dụ:
Sdm
3U dmC 

Iđm(C) =

Trong đó: Uđm(C) là điện áp định mức của cuộn cao áp.
Từ hình (2-7) ta thấy nếu tải một công suất là Sđm từ mạng cao áp và mạng
trung áp, thì dòng điện đi qua cuộn nối tiếp là Iđm(C) và công suất của cuộn nối tiếp đó
là:
 U 
3 Iđm(C) UC 1  T  = Sđm
 UC 
Trong đó: k là tỷ số của cao áp UC với trung áp UT

Snt =

3 Iđm(C) (UC - UT) =

máy biến áp tự ngẫu.

k=

 1
1  
 k

(2-6)

và gọi là tỷ số biến đổi của

UC
UT

Đồng thời lúc đó trong cuộn chung cũng có dòng điện Ich đi qua (Ich = IT – IC) và
công suất của cuộn chung là:
Sch =

3 . Ich. UT = 3 (Idm (T) - Iđm(C)) UT.

Sch =

3 Iđm(T) .UT. 1 








Idm( C ) 
.
Idm( T ) 

1
k

Sch = Sđm 1  

(2-7)

và tương tự công suất của cuộn hạ áp của máy biến áp tự ngẫu cũng bằng.


SH = Sđm 1 


Trong đó: k H 

1
kH





(2-8)

UC
là tỷ số biến đổi điện áp giữa cuộn cao và hạ.
UH

Tóm lại, công suất tính toán của cuộn dây Cao và Trung của máy biến áp tự



1
k

ngẫu đều bằng Sđm 1   . Trị số này gọi là công suất tiêu chuẩn Stc của máy biến áp
tự ngẫu. Vậy:

GV: Nguyễn Thị Khánh




1
k

Stc = Sđm 1   = . Sđm

Page 17


Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên
1
k




Đại lượng 1   =  gọi là hệ số " có lợi" của máy biến áp tự ngẫu.
Vậy trị số  có giá trị bằng:  

S tc

S dm

(2-9)

Tỉ số biến áp k càng nhỏ, tức là  càng nhỏ thì việc sử dụng máy biến áp tự
ngẫu càng có lợi. Khi tỷ số biến đổi là 220/110kV thì hệ số "có lợi" bằng 0,5 như vậy
việc sử dụng các máy biến áp tự ngẫu sẽ hoàn toàn hợp lý.
Hệ số  H  1 

1
là hệ số có lợi từ cuộn cao và hạ, 0,25; 0,4; 0,5…
kH

Vậy ta có:
- SC = Sdm
- Snt = Sch = .Sdm
- ST = Sch = .Sdm
- SH = SH. Sdm
Sơ đồ đẳng trị của máy biến áp tự ngẫu tương tự như máy biến áp 3 cuộn dây,
là một hình sao ba nhánh (hình 2-8), tương tự như sơ đồ đẳng trị của máy biến áp
như đã trình bày ở trên.
RB(T ) XB(T )
RB(C ) XB(C )
RB(H ) XB(H )
GB

BB

Hình 2-8. Sơ đồ thay thế của máy biến áp tự ngẫu

1.2.3.2. Tham số của máy biến áp tự ngẫu.
a) Tính điện trở của máy biến áp tự ngẫu, RB.
Với máy biến áp tự ngẫu nhà sản xuất cho ta tổn thất công suất khi ngắn mạch
giữa các cuộn dây.
P N(C-T), P’N(C-H), P’N(T-H)
Trong đó: Nhà chế tạo cho tổn thất PN(C-T) được tính theo dung lượng định
mức, còn tổn thất P’N(C-H ) và P’N(T-H) thì tính theo dung lượng tiêu chuẩn của máy
biến áp tự ngẫu. Điện trở của các nhánh đẳng trị phải tính theo cùng một công suất.
P’N(C-H), P’N (T-H) phải được tính đổi theo công suất định mức của máy biến áp tự
ngẫu.
GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 18


Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên
2

PN(C-H) = P’N(C-H)

 S dm

 S tc

P ' N  C  H 

 
2


PN(T-H) = P’N(T-H)

 S dm

 S tc

P' N T  H 

 
2


2

Dựa theo sơ đồ đẳng trị, ta có thể xác định được tổn thất công suất định mức
trong từng cuộn dây cao áp, trung áp và hạ áp.
PN (C) = 0,5 (P N(C-T) + PN(C-H) - PN(T-H)).
PN (T ) = 0,5 (P N(C-T) + PN(T-H) - PN(C-H)) = PN(C-T) - PN (C).
PN (H) = 0,5 (P N(C-H) + PN(T-H) - PN(C-T)) = P N(C-H) - PN (C).
Đến đây ta có thể tính được điện trở của các nhánh hình sao, bằng các biểu thức
tính R của máy biến áp hai dây quấn.
Vậy điện trở của cuộn cao áp là:
RB(C) =
RB(T) =
RB(H) =

2
PN C  .U dm
2
S dm

2
PN T .U dm
2
Sdm
2
PN H .U dm
2
Sdm

. 103

()

. 103

()

. 103

()

b) Tính điện kháng của máy biến áp, XB.
Với máy biến áp tự ngẫu, nhà sản xuất cũng cho ta các điện áp ngắn mạch.
UN(C-T)%, U'N(C-H)%, U' N(T-H)%.
Điện áp ngắn mạch UN(C-T)% được tính theo dung lượng định mức Sđm của máy
biến áp tự ngẫu, còn U'N(C-H)% và U'N(T-H)% tính theo dung lượng của cuộn dây hạ áp
nghĩa là theo dung lượng tiêu chuẩn Stc.
Để tính được điện áp ngắn mạch của từng nhánh của hình sao ta phải tính đổi
U'N(C-H)% và U'N(T-H)% theo dung lượng định mức của máy biến áp tự ngẫu.

Vậy ta có:
UN(C-H)% = U'N(C-H).

GV: Nguyễn Thị Khánh

S dm
1
= U'N(C-H).
S tc


Page 19


Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên

UN(T-H)% = U'N(T-H).

S dm
1
= U'N(T-H).
S tc


Tương tự như trong máy biến áp ba dây quấn, điện áp ngắn mạch của từng
nhánh hình sao của sơ đồ đẳng trị máy biến áp tự ngẫu là:
UN(C )% =
UN(T)% =
UN(H)% =

U N C  H  %  U N  C  T  %  U N  T  H  %
2
U N C  T  %  U N T  H  %  U N C  H  %
2
U N C  H  %  U N  T  H  %  U N C  T  %
2

=UN(C-T)% - UN(C )%
=UN(C-H)% - UN(C )%

Có UN% của từng cuộn ta sẽ tính được XB của từng cuộn.
Điện kháng của từng cuộn dây là:
XB(C ) =
XB(T ) =
XB(H ) =

2
U N ( C ) %.U dm

Sdm

. 10

()

. 10

()

2

U N ( T ) %.U dm

Sdm
2
U N ( H ) %.U dm

Sdm

. 10 ()

Tính G và B của máy biến áp tự ngẫu giống như đối với máy biến áp 2 và 3 dây quấn.
1.3. SƠ ĐỒ THAY THẾ THIẾT BỊ BÙ
Để bù công suất phản kháng do các phụ tải và các phần tử của mạng điện tiêu
thụ, cũng như để bù các thông số phản kháng của đường dây có thể sử dụng các thiết
bị bù, ví dụ các bộ tụ, các máy bù đồng bộ, các kháng điện…
Các bộ tụ, các máy bù đồng bộ được sử dụng để phát công suất phản kháng
vào các nút của mạng lưới điện. Các thiết bị bù này được nối vào thanh góp của các
trạm và được gọi là các thiết bị bù song song hay bù ngang. Trong các sơ đồ thay thế
các thiết bị bù công suất phản kháng thường được biểu diễn như nguồn cung cấp.
Trong các trường hợp này sơ đồ thay thế các thiết bị bù công suất phản kháng do các
thiết bị bù phát ra được cho ở các sơ đồ thay thế.
Các thiết bị bù công suất phản kháng của mạng điện là các bộ tụ mắc nối tiếp
với đường dây (bù dọc), các kháng điện nối song song… Trong các sơ đồ thay thế
các thiết bị bù này được biểu diễn bằng các thông số phản kháng tương ứng: dung
kháng của các bộ tụ, điện dẫn phản kháng của kháng điện.
Dung kháng của các bộ tụ đặt nối tiếp vào đường dây () được xác định theo
công thức
GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 20

Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên

XC 
Trong đó:

1
U2
 ddt .103 
C Qddt

Uddt- là điện áp danh định của bộ tụ kV
Qddt- là công suất danh định của bộ tụ kVAR
C- điện dung của bộ tụ

GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 21


Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên

Hình 1.8. Sơ đồ nguyên lý mắc nối tiếp

Hình 1.9. Sơ đồ nguyên lý nối kháng

tụ vào đường dây

song song vào đường dây

Điện dẫn phản kháng của kháng điện bù song song (hình 1.9) được xác định theo
công thức:

BK 
Trong đó:

QddK
.103 ; S
2
U ddt

UddK- là điện áp danh định của kháng kV
QddK- là công suất danh định của kháng kVAR

Tổn thất công suất tác dụng trong các thiết bị bù không được phản ánh trong sơ
đồ thay thế. Tính đến ảnh hưởng của tổn thất công suất tác dụng chỉ yêu cầu trong khi
đánh giá hiệu quả kinh tế của mạng điện.
1.4. PHƯƠNG PHÁP BIỂU DIỄN PHỤ TẢI KHI TÍNH CHẾ ĐỘ CÁC MẠNG
VÀ HỆ THỐNG
1.4.1. Phụ tải được biểu diễn bằng dòng điện không đổi về modul và góc pha (hình
1.10,a)
.

I pt  I 'pt  jI pt''  const

(1.55)

Phương pháp biểu diễn phụ tải này được áp dụng trong chế độ tính các mạng
phân phối điện áp thấp U < 1kV. Thông thường, trong các mạng điện thành phố, nông

nghiệp, công nghiệp phụ tải cũng được cho bằng dòng điện không đổi về modul và góc
pha. Các nguồn cung cấp cho các mạng phân phối là các thanh góp hạ áp của các trạm
biến áp khu vực. Thường giả thiết rằng, điện áp của các nguồn cung cấp đã biết. Khi cho
phụ tải ở dạng dòng điện không đổi (1.55) chế độ xác lập của mạng được mô tả bằng hệ
phương trình đại số tuyến tính.

GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 22


Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên

Hình 1.10. Các phương pháp cho phụ tải trong khi tính các chế độ
a. Dòng không đổi về modul và góc pha, b. Công suất không đổi về modul
b. Tổng dẫn và tổng trở không đổi ; e. Các đặc tĩnh tính của phụ tải theo điện áp
g. Dòng điện ngẫu nhiên

GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 23


Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên
1.4.2. Phụ tải được cho bằng công suất không đổi về giá trị
Ppt= const; Qpt=const
.

S pt  Ppt  jQpt  const

(1.56)

Phương pháp biểu diễn phụ tải này được phép sử dụng trong khi phân tích chế độ
của các mạng cung cấp và đôi khi cũng dùng trong mạng phân phối điện cao áp (hình
1.10,b)
Phương pháp biểu diễn công suất bằng phụ tải không đổi là khá chính xác đối với
các hệ thống điện có đủ các thiết bị điều chỉnh điện áp. Trong các hệ thống điện này,
điện áp ở các hộ tiêu thụ giữ không đổi nhờ các máy biến áp và máy biến áp tự ngẫu
điều chỉnh điện áp dưới tải, cũng như các máy biến áp điều chỉnh đường dây. Ngoài ra,
còn sử dụng rộng rãi các phương tiện điều chỉnh điện áp tại chỗ (các bộ tụ điều khiển,
các máy bù đồng bộ…). Trong các điều kiện này, điện áp thực tế ở các hộ phụ tải không
thay đổi khi thay đổi chế độ và công suất toàn phần của phụ tải không thay đổi.
Trong khi tính các mạng phân phối điện áp thấp, phụ tải được cho bằng công suất
.

không đổi S pt  const , với giả thiết rằng điện áp ở tất cả các nút bằng điện áp danh định.
Thực tế, cho phụ tải bằng công suất không đổi là giả thiết rằng, điện áp nút bằng điện áp
danh định của mạng.

1.4.3. Phụ tải được biểu diễn bằng tổng trở hay tổng dẫn không đổi (hình 1.10 c,d)
.

Z pt  Rpt  jX pt  const
.

Y pt  G pt  jBpt  const

(1.57)

Phương pháp này tương đương với cho phụ tải bằng các đường đặc tính tĩnh có

dạng parabol bậc hai

Ppt  U 2G pt
Q pt  U 2 B pt

(1.58)

Biểu diễn phụ tải như trên không đảm bảo được độ chính xác của các kết quả nhận
được, bởi vì trong thực tế chính tổng trở và tổng dẫn của phụ tải là các hàm số của điện
áp đặt vào. Cho tổng trở và tổng dẫn của phụ tải không đổi được sử dụng khi tính quá
trình quá độ điện cơ.

GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 24


Trường ĐHSP Kỹ Thuật Hưng Yên
1.4.4. Phụ tải được cho bằng các đường đặc tính tĩnh
Công suất tác dụng và công suất phản kháng là các đại lượng đặc trưng quan
trọng nhất của phụ tải tiêu thụ điện năng. Công suất tiêu thụ của phụ tải phụ thuộc vào
điện áp và tần số. Đồ thị đặc trưng cho sự phụ thuộc vào điện áp hay tần số trong chế độ
xác lập được gọi là đường đặc tính tĩnh của phụ tải.
.

Các đặc tính tĩnh của phụ tải theo

Đường 1- tương ứng với S pt = const;

điện áp (hình 1. 10,e) phản ánh đầy đủ

.

đường 2- khi Y pt  const ; đường 3-

hơn các tính chất của phụ tải so với
trường hợp cho bằng dòng điện, công

đường đặc tính tĩnh điển hình P* pt (U ) ;

suất hay tổng trở không đổi, song sử

đường 4- đường đặc tính tĩnh điển hình

dụng phương pháp này dẫn đến sự phức
tạp trong quá trình tính toán. Trong

Q* pt (U ) ;

nhiều trường hợp các đường đặc tính
tĩnh này không biết và chỉ có thể sử
dụng các đường đặc tính điển hình . Xét
đến các đường đặc tính tĩnh theo điện áp
ảnh hưởng chủ yếu đến các kết quả tính
chế độ xác lập sau sự cố khi điện áp
khác nhiều so với điện áp danh định.
Các đường đặc tính tĩnh theo điện áp đối
với các phương pháp biểu diễn khác
nhau của phụ tải cho trên hình 1.11.
1.4.4. Phụ tải được biểu diễn bằng các dòng điện ngẫu nhiên

Phụ tải được cho bằng các đại lượng ngẫu nhiên được sử dụng trong khi tính toán
chế độ của các hệ thống điện có tỷ lệ phụ tải kéo lớn. Điện khí hóa giao thông là một
dạng đặc biệt của phụ tải điện, phụ tải này thay đổi theo thời gian về giá trị và vị trí nối.
.

Các phụ tải kéo được biểu diễn dưới dạng I pt  q  trong đó q- là đại lượng ngẫu nhiên
(hình 1.10g). Phân tích chế độ có xét đến tính chất ngẫu nhiên của phụ tải được áp dụng
để tính các chế độ của hệ thống và đặc biệt cho các hệ thống cung cấp điện cho đường
sắt. Trong khi tính có thể xét đến tính chất ngẫu nhiên của phụ tải.

GV: Nguyễn Thị Khánh

Page 25