Bài giảng Hệ thống cung cấp điện: Chương 5 - Tính toán tổn thất công suất và tổn thất điện năng

CH

NGăV

TệNHăTOÁNăT NăTH TăCÔNGăSU Tă
VÀăT NăTH Tă I NăN NG

10/10/2015

1


5.1 .ăKHÁIăNI MăCHUNGăV ăT NăTH TăCÔNGăSU TăVÀăT NăTH Tă
I NăN NG
•

i năn ngăđ cătruy năt iăt ăthanhăcáiăcácănhƠămáyăđi năt iăh ătiêuă
th ăquaăcácămáyăbi năápătrungăgianăvƠăđ ngădơyă.ăCácăph năt ănƠyă
cóăđi nătr ăvƠăđi năkhángănênăs ăgơyăt năth tăcôngăsu tătácăd ngătrênă
đi nătr ăvƠăt năth tăcôngăsu tăph năkhángătrênăđi năkhángă.

• N ngăl ngăđi năt năhaoădoăt năth tăcôngăsu tătácăd ngăgơyăphátă
nóngădơyăd năvƠămáyăbi năápă.ăM căkhácă,ăđ ăbùăđ păvƠoăs ăn ngă
l ngăb ăt năhaoă,ăc năđ uăt ăxơyăd ngăthêmăngu năphátă.ăK tăqu ălƠă
v năđ uăt ăăvƠoăngu năt ngă,ăđ ngăth iăv iăvi căt năth tăđi năn ngăcaoă
s ălƠmăt ngăgiáăthƠnhăs năph mă,ăkhôngăđ măb oăcácăyêuăc uăv ăkinhă
t ă.
• T năth tăcôngăsu tăph năkhángătuyăkhôngă nhăh ngătr căti păt iăchiă
phíănhiênăli u nh ngăs ăgơyătìnhătr ngăthi uăcôngăsu tăph năkhángă,ă
lƠmăđi năápăt iăcácănútătrongăh ăth ngăgi măth pă,ăc năđ uăt ăngu nă
phátăăcôngăsu tăph năkhángă…Doăđóăc ngălƠmăt ngăgiáăthƠnhăt iăđi nă.

• C nătínhătoánăđúngăcácăđ iăl ngăt năth tătrongăquáătrìnhăthi tăk ă
c ngănh ăv năhƠnhăđ ăcóăbi năphápăđi uăch nhă,ăkh căph cănh mă
gi măt năth tăt iăm căth pănh tă.
10/10/2015

2


5.2 . T

N TH T CÔNG SU T VÀ T N TH T

I N N NG TRÊN

5.2.1 T năth tăcôngăsu tătrênăm tăđo năc aăđ
1.ă

NG DÂY

ng dây phân ph i

ngădơyăcóăm tăph ăt i

i v i m ng phân ph i , có th b qua đi n dung đ
các nút có th l y b ng đ nh m c .

ng dây , đi n áp t i

1 pha 2 dây

3 pha 3 dây

P  3I R 
2

P2  Q2
2

U
 S
2
P  3RI  R 
 U dm
2

P
 R. 2
10/10/2015U dm cos

2

P  2 I R
2
Q  2 I X
2

R






2

P Q
2

Q  3I X 
2

U

2

2

X
3


2.ăTr

ngăh păđ

1
P  2
U dm
1
Q   2

U dm

10/10/2015

ngădơyăliênăthông

n

 (P

2
i

i 1
n

 (P
i 1

2
i

 Q ) ri
2
i

 Q )x i
2
i

.

i

i

m 1

m 1

Si  Pi  jQ i   p m  j q m

4


3.

ngădơyăki uăphơnănhánh

1
P  2
U dm
1
Q   2
U dm
10/10/2015

n

 (P

2
i

i 1
n

 (P
i 1

2
i

 Q ) ri
2
i

 Q )x i
2
i

5


4. T năth tăcôngăsu tătrênăđ

ng dây có ph ăt iăphơnăb ăđ u
ngădơyăcó ph ăt iăđ tă ăcácă
kho ngăcáchăg năb ngănhauă
v iăcôngăsu tăg năb ngănhauă(ă

víăd ăcácămáyăbi năápăphơnă
ph iă15 / 0,4 kVă ăkhuăv că
thƠnhăph ă),ăcó th ăcoiălƠăph ă
t iăphơnăb ăđ uă.ă
Dòng đi năIx t iăv ătríăcáchăđ uă
đ ngădơyăAăm tăkho ngăxă

Xétăm tăđo nădxăc aăđ ngădơyă,ă
đi nătr ăc aăđo nădxăălƠăR0dx , R0 lƠăđi nă
tr ătrênăm tăđ năv ăchi uădƠiăđ ngădây

dP  3R 0 dxI x
L

2

2

L

0

P   3R 0 i 2 (L  x ) 2 dx

10/10/2015
0

I
i
L

L

P   d P   3R 0 I x dx
0

I x  i( L  x )

3R 0 I 2
3
P
(
L

x
)
3L2
2
2
P  R 0 I L  RI

L
0
6


4. T năth tăcôngăsu tătrênăđ

ng dây có ph ăt iăphơnăb ăđ u

• So sánh tr ngăh păt iăt ngăcóăgiáătr ăb ngăIănh ngăt pătrungă ăcu iă
đ ngădơyăvƠăt i t ng I nh ng phân b ăđ u d c su t đ ng dây

Ptaptrung  3RI
P t
M chăt

10/10/2015

ngăđ

2

iăt pătrung

Pphanbo  RI
=3 P t

2

iăphơnăb

ngăđ ătínhăt năth tăcôngăsu tăkhiăm ngăcóăt iăphơnăb ăđ uă

7


ng dây có ph ăt iăt pătrungăvƠăphơnăb ăđ uă

5.

I1,i1

a

b

I x  I tt  I pb

l=1(ñvtñ)

• Itt : d̀ng đi n c a t i
t p trung

x(ñvtñ)
dx(ñvtñ)
I2

I1

lx
l

• Ipb : d̀ng t ng c a t i
phân b ă
• L: chi u dƠi t ng
đ ng dây
2

l  x


P   d P  3  I tt  I pb
R 0dx

l 
0 
L

 R 0L  2
 3R o  L  I  3 
I pb  3R 0  L  I tt  I pb

 3 
2
P
3RI tt2  RI pb
 3RI tt  I pb
2
tt

10/10/2015

8


5.

ng dây có ph ăt iăt pătrungăvƠăphơnăb ăđ uă

P  3RI  RI  3RI tt  I pb
2

tt

2
pb

S ăđ ăthayăth ăt

10/10/2015

ngăđ

ngă

9


i năn ng tiêu th ăc a

t i

i n n ng tiêu th A

n

AP   Pi  ti
i 1

AP  PmaxTmax

Tmax: th i gian công su t c c đ i, trong kho ng th i gian đó ph t i c c

đ i Pmax tiêu th l ng đi n n ng đúng b ng l ng đi n n ng ph t i
th c t tiêu th trong kho ng th i gian kh o sát T
10/10/2015

10


5.2.2 - T năth tăđi năn ngătrênăđ

ngădơy

 N u công su t t i không đ i thì t n th t đi n n ng trong th i gian t
đ c xác đ nh
2

AP  3I Rt

AQ  3I Xt
2

 Th căt t i thay đ i vì v y t n th t đi n n ng s ph i tính g n
đúng,có th d a vào ph ng pháp đ th ph t i
n

A   Pi t i

A  . Pmax

i 1


10/10/2015

P t

2

Tmax 

  0,124  4  .8760
10 


2
i i

2
max

P

 (h/n

m)ă:ăth i gian t n th t công su t c c đ i
11


Bài t p
Bài t p 1
Xác đ nh t n hao công su t tác d ng, ph n kháng và t n hao đi n n ng

c a đ ng dây 15kV chi u dài 2km, R01=0.208/km X01=0.079 /km.
Thông s t i S=3+j1.3(MVA) và Tmax=2900h .Tính AP%
BƠiăt pă2
Xácăđ nhăt năth tăđi năn ngăhƠngăn mătrongăm ngăđi năbaăphaăđi năápă
đ nhăm că15 kV.ă o năNă–1 dùng dây A –150 cóăđi nătr ăr0 = 0,21 /km,
đo nă1-2 dùng dây A-50 có r0 = 0,63 /km.
Chi uădƠiăcácăđo năđ ngădơyăvƠăph ăt iăc căđ iăchoătrênăhìnhăv .ă
Th iăgianăs ăd ngăcôngăsu tăc căđ iăTmax = 2900 gi /n m.ăXácăđ nhă
ph nătr măt năth tăđi năn ngătheoăđi năn ngătiêuăth .
A
2 km

(3+j2)MVA
10/10/2015

1

1 km

2

(2+j1)MVA
12


5.3 T n th t công su t trong máy bi n áp
5.3.1 Máyăbi năáp haiădơyăqu n
T năth tăs tăg nănh ăkhôngăđ iăvƠăl yăb ngăt năhaoăkhôngăt i
T năth tăcôngăsu tăph năkhángătrongăs tăcoiănh ăkhôngăđ iă
T năth tăcôngăsu tătác d ng trong cu n dây ph ăthu c vƠo công su t t i

P0  PFe
PCu _ dm 

i0%
UN%
Q Fe 
S dmB Q Cu _ dm 
S dmB
100
100
PN
2

 St 
2


P  PFe  PCu  P0  PN 
 P0  PN .K t

 S dmB 

Q  Q Fe  Q Cu
10/10/2015

u N%
2
 Q Fe 
S dmB K t

100
13


5.3.2 Máyăbi năáp baădơyăqu n

PMBA

i%S dmB
u N %S dmB
PFe  P0 ; Q Fe 
; Q Cu 
100
100
 P0  PCuC  PCuT  PCuH

 SC 

 P0  
 S dmB 

2

 ST 

PN  C  
 S dmB 

2

 SH 

PN  T  
 S dmB 

2

PN  H

Q MBA  Q 0  Q CuC  Q CuT  Q CuH
2

2

2

 SC  U NC %
 ST  U NT %
 S H  U NH %



 Q 0  
S dmB
S dmB  
S dmB  
 S dmB  100
 S dmB  100
 S dmB  100

 S C2 U N C %   S T2 U N  T %   S 2H U N  H % 
  
  

Q MBA  Q 0  
.
.
.
 S dmB 100   S dmB 100   S dmB 100 
10/10/2015

14


5.3.3 Máyăbi năáp t

ng u

UC  UT

UC
PFe  P0 ;

Q Fe

PC H 

PC'  H
2

, PT  H 

H

i%S dmB

100

PT'  H
2
H

PMBA  P0  PCuC  PCuT  PCuH
2

2

2

 SC 
 ST 
 SH 
 . PN  C  
 . PN  T  
 . PN  H
 P0  
 S dmB 
 S dmB 
 S dmB 
 S C2 U N C %   S T2 U N  T %   S 2H U N  H % 

  
  

Q MBA  Q 0  
.
.
.
 S dmB 100   S dmB 100   S dmB 100 
10/10/2015

15


5.4 Xác đ nh t n th t đi n n ng trong máy bi n áp
Tính Tmax và  n măn uăkhôngăcóă TPT
 : th i gian t n th t công su t c c đ i, trong kho ng th i gian đó dòng
c c đ i Imax gây ra t n hao đi n n ng đúng b ng l ng tiêu hao do dòng
th c t gây ra trong su t th i gian kh o sát T

2

Tmax 

  0,124  4  .8760
10 

 (h/n

m)ă:ăth i gian t n th t công su t c c đ i

N u th i gian kh o sát nh h n 1 n m

T  Tmax
Pmin 2
 2Tmax  T 
* (1 
)
Tmax 2Pmin
Pmax
1

T
Pmax
10/10/2015

16


5.4 T n hao đi n n ng trong m t MBA
5.4.1 Máyăbi năáp haiădơyăqu n

T n hao đi n n ng tác d ng
2

2

 S max 
 Si 
 .  P0 .t  PN  
 .t i

A P  P0 .t  PN 
1  S dm 
 S dmB 
n

T n hao đi n n ng ph n kháng
2

 S max 
 .
A Q  Q 0 .t  Q N 
 S dmB 
2

uN %
S dmB
QN 
100
i0%
Q0 
S dmB
100

 Si 
 .t i
 Q 0 .t  Q N  
1  S dm 

Smax là công su t t i c căđ i

10/10/2015

t : th i gian kh o sát

n

17


5.4.2 T n hao đi n n ng trong n MBA
T n hao công su t trong n-MBA gi ng nhau làm vi c song song
T n hao công su t tác d ng
2

 S max 
PN
 .  n P0 .t 
A P  n P0 .t  n PN 
n
 nS dmB 

2

 Si 
1  S  .t i
 dm 
n

T n hao công su t ph n kháng
2

 S max 
 .
A Q  n Q 0 .t  n Q N 
 nS dmB 
QN
 n Q 0 .t 
n
10/10/2015

2

 Si 
1  S  .t i
 dm 
n

18


5.4.3 T n hao đi n n ngătrongămáyăbi năáp baădơyăqu n

PFe  P0 ;
 S C max 

A P  P0 .t  PN C 
 S dmB 

2

Q Fe

i%S dmB

100

 S T max 


C  PN  T 
 S dmB 

 S C2 max U N C % 

A Q _ MBA  Q 0t  
.
 S dmB 100 
 S 2H max U N  H % 

.
 
 S dmB 100 
10/10/2015

2

 S H max 


T  PN  H 


 S dmB 

 S T2 max U N  T % 


.
C 
 S dmB 100 

2
H

T

H

19


UC  UT

UC

5.4.4 T n hao đi năn ngătrongămáy
bi năáp t ng u

PFe  P0 ;

Q Fe

i%S dmB

100

PC H 

PC'  H
2
H

 S C max 

A P  P0 .t  PN C 
 S dmB 

2

 S T max 


C  PN  T 
 S dmB 

 S C2 max U N C % 

A Q _ MBA  Q 0t  
.
 S dmB 100 
S

U NH % 

 
.
 S dmB 100 

2

, PT  H 

PT'  H
2
H

 S H max 


T  PN  H 
 S dmB 

 S T2 max U N  T % 


.
C 
 S dmB 100 

2
H

T

2
H max

10/10/2015

H
20


Bài t p

Bài t pă1

Cho m t TBA có 2 MBA thông s 110/22 kV Sdm_MBA=16MVA, t i tính toán

Pmax=20MW, cos=0.9, Tmax=5000 gi . PNM=85 kW, P0=18 kW, I0=0.7%,
UNM=10.5%. Xác đ nh t n hao công su t tác d ng, ph n kháng và đi n n ng
trong n m
Bài t pă2
ngădây 6 kVăcungăc păđi nătrongăm ngăphơnăph i,ăcóăs ăđ ătrongă
hình BT4.3.ăT tăc ăcácăph ăt iătrongăm ngăđi năcóăcos=0,8 vƠăđ ăth ăph ăt iă
hoƠnătoƠnăgi ngănhau.ăToƠnăb ăbaăph ăt iăm iăn mătiêuăth ă720000 kWh. Xác
đ nhăt năth tăđi năn ngătoƠnăm ngăđi n.
c

A

2km

A-25

b
400 kW

120 kW

d
180 kW

10/10/2015

21


Bài t pă3
Cho MBA 15/0.4 kV Sdm_MBA=400 kVA, t i c c đ i là 295 kVA,
cos=0.8, Tmax=3500 gi . PNM=5.5 kW, P0=1.08 kW, I0=2.1%,
UNM=4.5% .

1. Xác đ nh t n hao công su t tác d ng, công su t ph n
kháng c c đ i MBA
2. Xác đ nh t n hao đi n n ng

tác d ng và ph n kháng

trong m t n m c a MBA.
3. Tính ph n tr m t n hao đi n n ng tác d ng c a tr m bi n

áp .

10/10/2015

22


Bài t pă4
Cho tr m h áp chính g m 2 MBA 15/0.4 kV v n hành song song
Sdm_MBA=560 kVA, t i c c đ i c a tr m là 1000 kVA, cos=0.8. Thông
s máy bi n áp PNM=9.4 kW, P0=2.5 kW, I0=6%, UNM=5.5% .
1. Xác đ nh t n hao công su t tác d ng, công su t phàn kháng khi t i
c cđ i
2. Xác đ nh t n hao đi n n ng tác d ng và ph n kháng trong m t n m
c a MBA (b ng 2 cách )

10/10/2015

23