tài liệu d8h10bweeblycom

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>Chương 7 : ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN</b>

<b>Bài 7.1 KHÁI NIỆM CHUNG</b>

- Chất lượng điện của lướiđiện được biểu hiện qua 2 thông số :
+ Điện áp U : Phụ thuộc nguồn phát có thể thay đổi được.

+ Tần số f : Phụ thuộc nguồn phát nhưng không thể thay đổi được

- Mỗi thiết bị điện đều được chế tạo để làm việc với một điện áp nhất định gọi
là điện áp định mức. Nếu điện áp đặt lên đầu cực các thiết bị nằm ngồi phạm
vi định mức thì có thể ảnh hưởng đến sự làm việc của thiết bị. Trong thực tế
điện áp của lưới điện không thể giữ đúng bằng điện áp định mức của thiết bị
mà chỉ có thể giữ trong một phạm vi nào đó quanh <i>U</i>_dm _{, phạm vi này gọi là}

độ lệch điện áp :

ñl <i>U</i>%=<i>U − U</i>dm

<i>U</i>dm x 100

Với : - U là điện áp đặt vào thiết bị.

- <i>U</i>_dm _{là điện áp định mức của thiết bị.}

- Khi vận hành, người ta có thể qui định giới hạng trên và dưới của độ lệch
điện áp gọi là độ lệch điện áp cho phép trên đl +¿<i>_U</i>¿ và dưới đl <i>U−</i> . Thông

thường đối với lưới phân phối là <i>±</i> <b>_{5% lúc bình thường và}</b> <i>±</i> <b>_{12% lúc sự}</b>
<b>cố.</b>

- Để giữ độ lệch áp nằm trong giới hạn cho phép, có thể dùng các biện pháp

điều chỉnh điện áp sau:

1) Thay đổi điện áp ở nhà máy điện.

2) Thay đổi đầu phân áp của máy biến áp ( Biện pháp này đơn giản và
được dùng rộng rãi.)

3) Dùng thiết bị bù công suất phản kháng nâng điện áp.

4) Thay đổi tham số đường dây: mắc tụ điện nối tiếp trên đường dây
hoặc thay đổi số đường dây mắc song song để thay đổi tổng trở của đường dây
từ đó thay đổi tổn thất điện áp.

Trong chương này ta chỉ xét các biện pháp (2), (3), (4) là các biện pháp
thường dùng nhất để điều chỉnh điện áp.

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

<b>---o0o---§7.2 CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CỦA MÁY BIẾN ÁP</b>
<b>I-Khái niệm </b>

Để giữ điện áp nằm trong giới hạn cho phép, người ta thực hiện thay
đổi đầu phân áp của máy biến áp, tức là thay đổi tỷ số biến áp k của máy biến
áp bằng cách thay đổi số vòng dây của cuộn thứ cấp.

Thông thường các máy biến áp có 5 đầu phân áp gồm 1 đầu phân áp
định mức (vị trí 0%) và 4 đầu phân áp phụ có thể điều chỉnh điện áp trong vịng

<i>±</i> _5% <i>U</i>_dm _{(hình 7.1/SGK). Các đầu phân áp này được đánh số từ 1 đến 5.}

Ta có biểu thức : <i>U</i>1

<i>U</i>2 =

<i>n</i>₁
<i>n</i>2

<i>⇒</i> <i>U</i>₂ ₌ <i>n</i>2
<i>n</i>1

<i>U</i>₁

Do <i>U</i>₁ _và <i>n</i>₂ _{cố định nên} <i>U</i>₂ _{phụ thuộc vào n}₁_{. Vì vậy khi}
đầu phân áp K chuyển lên phía trên thì n1 giảm xuống U2 tăng lên và
ngược lại.

Trong thực tế đầu phân áp được đặt ở trong vỏ MBA nên khi thao tác đổi
đầu phân áp phải cắt máy biến áp ra khỏi lưới.



<b>. Chọn đầu phân áp của máy biến áp :</b>

Việc chọn đầu phân áp phải tính tốn sao cho phù hợp với phụ tải lúc
cực đại và cực tiểu.

Bài toán :cho điện áp tại thanh cái cao áp A là <i>U_a</i>₁<i>,U_a</i>₂ _{ứng với lúc}

phụ tải min và max .Cần chọn đầu phân áp sao cho phụ tải tại B đạt được điện
áp là <i>U_b</i>₁ _và <i>U_b</i>₂ _{lúc phụ tải min và max .}

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

Qui đổi về cao áp : <i>U_b</i>₁❑ =K_B. <i>U_b</i>₁ và U’_b2 =

¿
<i>B</i>

¿<i>Kalignl</i>¿_❑ .

<i>U_b</i>₂

(1)

Maø: U ❑❑<i>_b</i>₁ = <i>U_a</i>₁<i>− ΔU_B</i>₁

<i>U_b</i>❑₂

= <i>U_a</i>₂<i>− ΔU_B</i>₂

Với KB là tỉ số biến áp được tính gần đúng như sau :
KB =

<i>U</i>_pa

<i>U</i>ktải ; Upa là điện áp cuộn cao áp lúc không tải (3)

Thay (2) và (3) vào (1) ta được :
<i>U</i>pa 1=

(

<i>Ua</i>1<i>− ΔUB</i>1

)

<i>U</i>_ktai
<i>Ub</i>1

Tương tự <i>U</i>_{pa 2}=

(

<i>U_a</i>₂<i>− ΔU_B</i>₂

)

<i>U</i>ktai

<i>Ub</i>2

 Đầu phân áp chung cho cả 2 trạng thái min và max là : <i>U</i>pa=

<i>U</i>pa 1+<i>U</i>pa2

2
<b></b>

<b>---o0o---§7.3 CÁC THIẾT BỊ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG</b>
<b>I- Khái niệm chung:</b>

Cơng thức <i>ΔU</i>=PR+QX

<i>U</i>  có thay đổi U bằng cách thay đổi P và Q.
Tuy nhiên công suất P lại phụ thuộc vào phụ tải, khi thay đổi P sẽ ảnh
hưởng tới lượng điện năng tiêu thụ nên không thể thay đổi tuỳ ý được. Vì vậy
có thể điều chỉnh điện áp bằng cách thay đổi công suất Q bằng các thiết bị bù
công suất phản kháng như máy bù đồng bộ hoặc tụ điện tĩnh.

<b>II- Các thiết bị bù công suất phản kháng: </b>

1. Máy bù đồng bộ (synchronous compensator)
2. Tụ điện tĩnh (static condenser) hoặc ứng động.
3. Các thiết bị bù khác.

<b>---§7.5 TÍNH CƠNG SUẤT CỦA THIẾT BỊ BÙ ĐỂ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP</b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

<b>I - Chỉ đặt bù ở một phụ tải</b>

Xét bài tốn như hình vẽ, cho điện áp tại A là UA , cần đặt một lượng Qbù
bằngbao nhiêu để điện áp tại Bđạt được giá trị yêu cầu là UB(yc).

Tổn thất điện áp trên đường dây : <i>ΔU</i>❑ =U + jU

Điện áp tại A : <i>UA</i>=<i>UB</i>(yc)+(<i>ΔU</i>+<i>jδU</i>)

Chọn vectơ UB(yc) làm gốc ta coù :
<i>U</i>❑<i>_A</i> = UB(yc) + U + jU

=

[

<i>UB</i>(yc)+

<i>pBR</i>+(<i>qB− Q</i>bu).<i>X</i>

<i>U_B</i>_(yc)

]

+<i>j</i>

<i>pBX −</i>(<i>qB− Q</i>bu).<i>R</i>

<i>U_b</i>_(yc) .
Từ đó có:

<i>U</i>2<i>_A</i>=

[

<i>U_B</i>_(yc)+<i>pBR</i>+(<i>qB−Q</i>bu)<i>X</i>
<i>U_B</i>_(yc)

]

2

+

[

<i>pBX −</i>(<i>qB−Q</i>bu)<i>R</i>

<i>U_B</i>_(yc)

]

2

(1)
Đặt : Q= qB - Qbùvới điều kiện Q  0

<i>A</i>= <i>Z</i>

2

<i>U</i>2<i>_B</i>_(yc)>0 ; Với <i>Z</i>2=<i>R</i>2+<i>X</i>2>0 (2)

B =X > 0
<i>C</i>=<i>UB</i>(yc)

2 <i>_{− U}</i>

<i>A</i>
2

+2<i>pBR</i>+Ap2<i>B</i>

Thay (2) vào (1), đưa về dạng phương trình bậc 2 đối với biến Q :
AQ2_{+ 2BQ + C = 0}

Giải ra ta được : <i>Q</i>=<i>− B</i>+

√

<i>B</i>

2<i>₋</i>_AC

<i>A</i> (Lấy nghiệm Q > 0, trường hợp Q < 0 có

nghóa là không cần bù).

PB-jqB

PB-j(qB-
Qbù)

UB(y
c)
R+jX

Qbù
A

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

Nếu chỉ biết UB mà không biết UA ta có thể tính như sau:
- Khi chưa buø: <i>U_A</i>=<i>U_B</i>+ <i>pBR</i>+<i>qBX</i>

<i>Ub</i> (3)

- Sau khi buø: <i>UA</i>=<i>UB</i>(yc)+

<i>pBR</i>+(<i>qB−Q</i>bu)<i>X</i>

<i>U_B</i>_(yc) (4)

Từ (3) và (4) suy ra :

<i>U_B</i>+<i>pBR</i>+<i>qBX</i>

<i>Ub</i>

=<i>U_B</i>_(yc)+ <i>pBR</i>+(<i>qB− Q</i>bu)<i>X</i>
<i>UB</i>(yc)

 <i>Q</i>bu=

<i>U_B</i>_(yc)

<i>X</i> [<i>UB</i>(yc)<i>−UB</i>+(<i>pBR</i>+<i>qBX</i>)

(

1
<i>UB</i>(yc)

<i>−</i> 1

<i>UB</i>

)

]

Đối với lưới phân phối ( 35 kV) UB(yc) chỉ sai khác UB khoảng 10% trở lại nên
ta có thể xem gần đúng: <i>_U</i>1

<i>B</i>(yc)

<i>≈</i> 1
<i>U_B</i>
Từ đó suy ra: <i>Q</i>bù=<i>UB</i>(yc)

<i>U_B</i>_(yc)<i>−U_B</i>

<i>X</i> (3)

<b>II) Đặt bù tại nhiều trạm :</b>

Giả sử lưới điện cần bù tại 2 trạm C và D như hình (7.6a/101)

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

Gọi U'd ,U’C , U ❑<i>'</i> d(yc),U’(yc) là điện áp tại D và tại C đã qui đổi về cao
áp. Khi thực hiện bù điện áp thay đổi chủ yếu là do các thiết bị bù phát ra công
suất phản kháng ảnh hưởng lên điện kháng X nên ta có:

<i>U '_d</i>_(yc)<i>− U '_d</i>=(<i>Q</i>buøC+<i>Q</i>buøD)<i>X</i>1

<i>U_B</i>_(yc) +

<i>Q</i>buøD<i>XB</i>

<i>U'd</i>(yc) (1)

<i>U '_c</i>_(yc)<i>−U '_c</i>=(<i>Q</i>buøC+<i>Q</i>buøD)<i>X</i>1
<i>U_B</i>₍_yc₎ +

<i>Q</i>bùC(<i>X</i>2+<i>XC</i>)

<i>U '_C</i>₍_yc₎ (2)
Trong đó UB(yc) được tính gần đúng bằng cơng thức :

UB(yc) =UB

<i>U '_b</i>_(yc₎

<i>U 'b</i> (3)

Giải (1) và (2) tìm được QbùC và QbùD.

<b>§7.6. ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP BẰNG CÁCH THAY ĐỔI THAM SỐ</b>
<b>ĐƯỜNG DÂY</b>

<b>B</b>
<b>1</b>

<b>B</b>
<b>2</b>
<b>A</b>

<b>B</b>

<b>D</b>

<b>Qbuø </b>
<b>D</b>
<b>A</b>

<b>B</b>

<b>C</b>

<b>D</b>

X1 X2 XC

XB
<b>Qbuø C + </b>

<b>Qbù D</b>

<b>Qbù </b>
<b>D</b>

<b>Qbù </b>
<b>C</b>
<b>Qbù </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

<b>I) Khái niệm :</b>

Ta có : <i>ΔU</i>=PR+QX

<i>U</i>  Khi R và X thay đổi thì U cũng thay đổi. Có
thể dùng các biện pháp sau để thay đổi tổng trở cuả lưới :

1. Thay đổi số đường dây hoăc số MBA làm việc song song.

2. Bù dọc trên đường dây :đặt các tụ điện ghép nối tiếp trên đường dây.

<b>II) Bù dọc bằng tụ điện tónh</b> :<b> </b>
1. Hiệu quả của việc bù dọc :

Giả sử có đường dây như hình vẽ :

Tổn thất điện áp trước khi bù: <i>_ΔU</i>¿PR₌+❑QX

❑<i>U</i>

Sau khi bù, điện kháng tổng trên đường dây là X = X-XC , do đó tổn thất điện
áp sau khi bù là : <i>ΔU'</i> = PR+<i>Q</i>(<i>X − XC</i>)

<i>U</i>

Độ giảm tổn thất điện áp là : <i>ΔUg</i>=<i>ΔU − ΔU</i>
<i>'</i>

=QX<i>C</i>
<i>U</i>
<i>ΔU_g</i>%=<i>ΔU − ΔU</i>

<i>'</i>

<i>U</i> <i>x</i>100=
QX<i>_C</i>

<i>U</i>2 <i>x</i>100
Gọi : Kbù =

<i>X_C</i>

<i>X</i> là <i><b>độ bù</b></i>, ta có:
<i>ΔU_g</i>%=<i>K</i>bùQX

<i>U</i>2 <i>x</i>100
Mà Q = Ptg và X = xol , nên :

<i>ΔU_g</i>%=<i>k</i>bù<i>P</i>. tg<i>ϕ</i>.<i>x</i>0<i>l</i>

<i>U</i>2 <i>x</i>100

Z = R + jX Z = R + j(X – XC)

Z = R +jX <b>B</b>

<b>A</b> <b>A</b> Z = R +jX <b>B</b>

-jXC
<b>PT - </b>

<b>jQT</b>

Z = R

+j(X-XC) <b>B</b>

<b>A</b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>

Từ biểu thức trên ta thấy phương pháp này chỉ có lợi khi cos của đường

dây tương đối thấp ( 0,7) và đường dây dài.

2. Chọn số lượng và dung lượng của tụ bù dọc :

Thông số của tụ điện chuẩn :UC [kV], QC [kVAr], Iđm [A], C [F], R [].
Dựa vào giá trị của dòng điện chạy trên đường dây và các thông số chuẩn này

mà ta chọn số lượng tụ bù trên đường dây. Một bộ tụ có thể gồm nhiều nhóm
và nhiều nhánh. Xét bộ tụ có n tụ mắc nối tiếp trên 1 nhánh, và có m nhánh
song song như hình vẽ :

 Các bước tính tốn bộ tụ như sau :

1. Tính dòng điện qua bộ tụ : IT =
<i>S</i>

√

3<i>U</i>đm [A]

Vơí : S là cơng suất( 3 pha) chạy trên đường dây [KVA]
Uđm điện áp định mức của đường dây [KV]
2. Tính độ bù: <i>K</i>_bù=<i>ΔUg</i>%

100 <i>×</i>

<i>U</i>2

(

<i>x</i>0<i>× ℓ</i>

)

<i>×</i>(<i>P×</i>tg<i>ϕ</i>)

3. Tính dung kháng của tồn bộ tụ : <i>X_T</i>=<i>K</i>_bù.<i>X</i>
4. Tính điện áp đặt lên tồn bộ tụ: <i>U_T</i>=<i>I_T</i>.<i>X_T</i>

5. Căn cứ vào giá trị của <i>U_T</i> _{tra bảng chọn loại tụ có điện áp định}
mức thích hợp.

6. Từ trị số <i>U_c</i> _{của tụ đã chọn, tính số tụ điện trong 1 nhánh :}
<i>n</i>=<i>UT</i>

<i>UC</i>

I
C

S
T

U
C
I

m =
3

n = 4

U

</div>
<span class='text_page_counter'>(9)</span><div class='page_container' data-page=9>

7. Tính số nhánh tụ điện : <i>m</i>=<i>IT</i>

<i>IC</i> với

<i>I_C</i>=<i>QC</i>
<i>UC</i>

<i><b>Lưu y</b></i>ù : n, m là số nguyên dương nên cần lấy tròn số lên một đơn vị. Ví dụ nếu
tính được 1< n 2 thì lấy n = 2.

8. Kiểm tra lại xem với tụ điện vừa chọn thì độ bù và độ giảm tổn

thất điện áp có đạt u cầu khơng.

3. Vị trí đặt tụ :

- Nếu công suất của bộ tụ nhỏ và điện áp của lươi khơng cao, tụ điện có
thể đặt ngay trên đường dây.

- Nếu bộ tụ có cơng suất lớn và điện áp đường dây lớn hơn 35 KV thì tụ
được đặt trong trạm .

- Với đường dây từ 220kV trở lên thì việc bù dọc bằng tụ điện tĩnh chủ
yếu để tăng khả năng tải của đường dây, còn điều chỉnh điện áp là thứ
yếu.

</div>

<!--links-->