Tài liệu Lập trình 8051 : Vận hành hệ thống điện P6 doc

Män hc: Váûn hnh Hãû thäúng âiãûn
Nhọm Nh mạy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Â Nàơng .
85
Chỉång 6
CHÁÚT LỈÅÜNG ÂIÃÛN NÀNG V VÁÚN ÂÃƯ ÂIÃƯU CHÈNH
TÁƯN SÄÚ, ÂIÃÛN ẠP TRONG HÃÛ THÄÚNG ÂIÃÛN

6.1. CẠC U CÁƯU ÂÄÚI VÅÏI SN XÚT ÂIÃÛN NÀNG
Hãû thäúng âiãûn lỉûc bao gäưm cạc nh mạy âiãûn, âỉåìng dáy ti âiãûn, trảm biãún ạp v
cạc häü tiãu thủ âiãûn kãút håüp våïi nhau thnh mäüt hãû thäúng chung âãø sn xút, truưn ti v
phán phäúi âiãûn nàng âãún cạc häü tiãu thủ mäüt cạh liãn tủc v kinh tãú nháút (hãû thäúng nàng
lỉåüng, mảng âiãûn). Khạc hàón våïi nhỉỵng ngnh cäng nghiãûp khạc, sn xút âiãûn nàng cọ
nhỉỵng âàûc âiãøm ch úu sau:
1. Âàûc âiãøm quan trng nháút l viãûc sn xút, truưn t
i, phán phäúi v sỉí dủng
âiãûn nàng bao giåì cng tiãún hnh cng mäüt lục. Nghéa l åí mi thåìi âiãøm phi cọ sỉû cán
bàòng chênh xạc giỉỵa âiãûn nàng sn xút ra v âiãûn nàng tiãu thủ cäüng våïi täøn tháút trãn lỉåïi
truưn ti v phán phäúi. Nãúu sỉû cán bàòng trãn khäng âm bo thç cạc chè tiãu cháút lỉåüng
âiãûn nàng ch úu l táưn säú v âiãûn ạp trong hãû thäúng s lãûch ra khi phảm vi cho phẹp.
2. Âàûc âiãøm thỉï hai l cạc quạ trçnh quạ âäü trong hãû thäúng âiãûn diãùn ra ráút nhanh
cho nãn phi sỉí dủng cạc k thût tỉû âäü
ng âãø âiãưu khiãøn cạc quạ trçnh ny chỉï khäng thãø
thao tạc bàòng tay.
3. Âàûc âiãøm thỉï ba l âiãûn nàng cọ liãn quan chàût ch våïi táút c cạcngnh kinh tãú
qúc dán v mi hoảt âäüng ca con ngỉåìi. Cho nãn âi hi âäü tin cáûy cung cáúp âiãûn phi
ráút cao vç mi sỉû cäú trong hãû thäúng dáùn âãún thiãúu hủt cäng sút s nh hỉåíng âãún nãưn
kinh tãú qúc dán.
Do nhỉỵng âàûc âiãøm trãn nãn âäúi våïi sn xút âiãûn nàng cọ nhỉỵng u cáưu cå bn
sau:
1. Phi âm bo âäü tin cáûy cung cáúp âiãûn liãn tủc cho cạc häü tiãu thủ theo tênh
cháút tỉì

ng loải häü trãn tiãu thủ củ thãø (loải I, loải II, loải III).
2. Âm bo cháút lỉåüng âiãûn nàng củ thãø l âiãûn ạp tải cạc nụt trong lỉåïi v táưn säú
chung ca hãû thäúng khäng âỉåüc lãûch ra khi phảm vi cho phẹp.
3. Âm bo giạ thnh sn xút âiãûn nàng r nháút (phủ thüc vo kháu thiãút kãú v
váûn hnh hãû thäúng âiãûn).
Âãø thỉûc hiãûn täút cạc u cáưu trãn ngỉåìi ta phi xáy dỉûng nhỉỵng hãû thäúng âiãûn låïn
liãn kãút nhiãưu nh mạy v khu vỉûc khạc nhau, ngy nay ngỉåìi ta â xáy dỉûng âỉåüc nhỉỵng
hãû
thäúng âiãûn liãn qúc gia. Cạc ỉu âiãøm chênh ca viãûc xáy dỉûng nhỉỵng hãû thäúng âiãûn
låïn l:
1. Náng cao âäü tin cáûy cung cáúp âiãûn liãn tủc cho phủ ti.
2. Sỉí dủng håüp l cạc ngưn nàng lỉåüng, thỉûc hiãûn âỉåüc viãûc phán phäúi täúi ỉu
cäng sút giỉỵa cạc nh mạy âiãûn dáùn âãún gim giạ thnh âiãûn nàng.
Män hc: Váûn hnh Hãû thäúng âiãûn
Nhọm Nh mạy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Â Nàơng .
86
3. Gim täøng cäng sút dỉû trỉỵ ca hãû thäúng v cọ kh nàng tàng cäng sút âån vë
cạc täø mạy, cho phẹp xáy dỉûng cạc nh mạy âiãûn cäng sút låïn náng cao âỉåüc hiãûu qu
kinh tãú trong sn xút âiãûn nàng.
4. Gim trë säú cỉûc âải ca âäư thë phủ ti täøng ca hãû thäúng âiãûn.
Khi xáy dỉûng cạc hãû thäúng âiãûn låïn thç viãûc kiãøm tra âiãưu khiãøn cạc quạ trçnh
trong hãû thäúng ráút phỉïc tảp. Âãø thỉûc hiãûn viãûc ny phi xáy dỉûng cạc trung tám âiãưu âäü
våïi cạc thiãút bë thäng tin hiãûn âải. Trung tám âiãưu âäü cọ
nhỉỵng nhiãûm vủ ch úu sau:
1. Âm bo viãûc sn xút v tiãu thủ âiãûn nàng våïi sn lỉåüng cao nháút.
2. Âm bo cung cáúp âiãûn liãn tủc cho phủ ti, mún váûy phi ln ln duy trç
mäüt lỉåüng cäng sút dỉû trỉỵ nháút âënh trong hãû thäúng.
3. Âm bo cháút lỉåüng âiãûn nàng trong hãû thäúng khäng lãûch ra khi cạc giạ trë cho
phẹp.
4. Âm bo tênh kinh tãú låïn nháút trong phảm vi ton hãû thäúng, nghéa l âm bo

chi phê sn xút âiãûn nàng bẹ nháút.

6.2. ÂÀÛC TÊNH TÉNH CA PHỦ TI
Âàûc tênh ténh ca phủ ti åí mäüt nụt no âọ l quan hãû giỉỵa cäng sút tạc dủng v
cäng sút phn khạng ca phủ ti âäúi våïi âiãûn ạp tải nụt âọ khi táưn säú cho biãút hồûc âäúi
våïi táưn säú khi âiãûn ạp cho biãút. Såí dé gi l âàûc tênh ténh vç phủ ti âỉåüc xẹt åí chãú âäü lm
viãûc xạc láûp.
Nãúu phủ ti åí chãú âäü quạ âäü cn phi xẹt âãún täúc âäü biãún âäøi ca cạc thäng säú v
ta s cọ nhỉỵng âỉåìng âàûc tênh âäüng ca phủ ti.
Âàûc tênh âäüng c
a phủ ti l quan hãû giỉỵa cäng sút phủ ti âäúi våïi táưn säú, âiãûn ạp
v cạc âảo hm ca chụng.
Khi chãú âäü ca Hãû thäúng âiãûn thay âäøi thç trong phủ ti cng xy ra cạc quạ trçnh
quạ âäü. Cạc quạ trçnh ny thỉåìng khäng âỉåüc xẹt riãng cho tỉìng thiãút bë dng âiãûn riãng
biãût m âỉåüc xẹt chung cho tỉìng nhọm låïn phủ ti cng âỉåüc cung cáúp âiãûn tỉì mäüt nụt
phủ ti no âọ. Mäùi nụt phủ ti nhỉ váûy l mäüt phủ ti täøng håüp bao gäưm nhiãưu loải phủ
ti khạc nhau nhỉ: âäüng cå khäng âäưng bäü, âäüng cå âäưng bäü, mạy b âäưng bäü, tủ âiãûn,
ạnh sạng, l âiãûn....Cạc thnh pháưn trung bçnh ca cạc loải thiãút bë dng âiãûn trong mäüt
nụt phủ ti täøng håüp 110KV tênh theo pháưn tràm cäng sút nhỉ trong bng 6-1.

Bng 6-1
Tãn phủ ti Thnh pháưn (%)
- Âäüng cå khäng âäưng bäü
- Âäüng cå âäưng bäü
- Chiãúu sạng
- Chènh lỉu, l âiãûn v âäút nọng
- Täøn tháút trong mảng âiãûn
48
10
25

10
7
Mọn hoỹc: Vỏỷn haỡnh Hóỷ thọỳng õióỷn
Nhoùm Nhaỡ maùy õióỷn - Bọỹ mọn Hóỷ thọỳng õióỷn - HBK aỡ Nụng .
87
Vióỷc xỏy dổỷng õỷc tờnh phuỷ taới tọứng hồỹp rỏỳt khoù khn, cho nón ngổồỡi ta chố xỏy
dổỷng caùc õổồỡng õỷc tờnh gỏửn õuùng dổỷa vaỡo caùc õỷc tờnh cuớa tổỡng loaỷi phuỷ taới vaỡ tố lóỷ tham
gia cuớa noù vaỡo õọỹ thở phuỷ taới tọứng. Trổồùc khi tỗm caùc õổồỡng õỷc tờnh tộnh cuớa nuùt phuỷ taới
tọứng hồỹp, ta khaớo saùt caùc õổồỡng õỷc tờnh tộnh cuớa caùc phuỷ taới thaỡnh phỏửn.
a. Phuỷ taới thừp saùng:
Cọng suỏỳt taùc duỷng tióu thuỷ bồới caùc õeỡn nung noùng do õióỷn trồớ taùc duỷng cuớa õeỡn
thay õọứi theo nhióỷt õọỹ, do õoù coù quan hóỷ vồùi õióỷn aùp theo bióứu thổùc sau:
P = KU
1,6
(6-1)
ọỳi vồùi õeỡn ọỳng cọng suỏỳt phuỷ thuọỹc rỏỳt ờt vaỡo õióỷn aùp.
b. ọỹng cồ õióỷn khọng õọửng bọỹ:
Sồ õọử thay thóỳ cuớa õọỹng cồ khọng õọửng bọỹ
nhổ trón hỗnh 6-1, tổỡ sồ õọử thay thóỳ vióỳt õổồỹc caùc
bióứu thổùc cho cọng suỏỳt taùc duỷng vaỡ phaớn khaùng:
s laỡ hóỷ sọỳ trổồỹt cuớa õọỹng cồ, trong õoù
0
laỡ tọỳc õọỹ õọửng bọỹ, laỡ tọỳc õọỹ thổỷc cuớa
õọỹng cồ. Khi momen cuớa maùy cọng taùc laỡ hũng sọỳ thỗ cọng suỏỳt taùc duỷng cuớa õọỹng cồ
khọng õọửng bọỹ laỡ hũng sọỳ.

c. ọỹng cồ õióỷn õọửng bọỹ vaỡ maùy buỡ õọửng bọỹ
* ọỹng cồ õọửng bọỹ
ỷc tờnh cọng suỏỳt taùc duỷng vaỡ phaớn khaùng cuớa õọỹng cồ õọửng bọỹ coù daỷng:

* Maùy buỡ õọửng bọỹ
Maùy buỡ õọửng bọỹ khọng tióu thuỷ cọng suỏỳt taùc duỷng cho nón goùc = 0 do õoù õỷc
tờnh cọng suỏỳt phaớn khaùng coù daỷng:
Xr
X
à
Ià
I
2

R
2
/s
Hỗnh 6-1
U
)26(
)/(
2
2
2
2
2
2
2
2

+
==
s
R

sRX
U
s
R
IP
r
)36(
2
2
2
+=+=
sr
QQXI
X
U
Q
à
à
0
0



=s
)46(
cos
sin
2

=

=


d
q
d
d
q
X
UE
X
U
Q
X
UE
P
)56(
2
=
d
q
d
X
UE
X
U
Q
Män hc: Váûn hnh Hãû thäúng âiãûn
Nhọm Nh mạy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Â Nàơng .
88

d. Tủ âiãûn ténh
Tủ âiãûn ténh l thiãút bë b phạt cäng sút phn khạng. Âàûc tênh cäng sút phn
khạng cọ dảng:
e. Âỉåìng âàûc tênh ténh ca phủ ti täøng håüp
Trong hãû thäúng âiãûn phủ ti täøng håüp tải cạc nụt pháưn låïn l âäüng cå, cho nãn âàûc
tênh ca phủ ti täøng håüp cọ dảng gáưn giäúng âàûc tênh ca âäüng cå v cọ dảng nhỉ trãn
hçnh 6-2 v hçnh 6-3.

Cäng sút tạc dủng ca âäüng cå ch u phủ thüc vo cäng sút cạc mạy bë, cn
khäng phủ thüc (âäüng cå âäưng bäü) hồûc phủ thüc ráút êt (âäüng cå khäng âäưng bäü ) vo
âiãûn ạp. Cho nãn âàûc tênh ténh ca phủ ti täøng P
pt
(U) (hçnh 6-2) cọ âäü däúc tỉång âäúi bẹ
vç thnh pháưn ch úu ca nọ l âäüng cå.
Våïi mäüt trë säú nháút âënh no âọ ca âiãûn ạp, cho táưn säú f tàng lãn, âäüng cå s quay
nhanh hån (
ω = 2π f) nhỉng vç momen quay ca âäüng cå gi thiãút khäng âäøi nãn ta cọ:
P
pt
= Mω ≈ ω (6-7)
Nghéa l khi f tàng dáùn âãún ω tàng v cäng sút phủ ti P
pt
cng tàng nãn ta cọ chiãưu mi
tãn chè f tàng theo hỉång P
pt
tàng (nhỉ hçnh 6-2).
Cäng sút phn khạng ca phủ ti xạc âënh ch úu båíi cäng sút tỉì hoạ ca âäüng
cå khäng âäưng bäü v mạy biãún ạp. Chụng ta biãút cäng sút tỉì hoạ bàòng

µ

µ
X
U
Q
2
=
(6-8)
Do âọ lục âiãûn ạp gim thç cäng sút tỉì hoạ gim tỉång âäúi nhanh nghéa l âỉåìng
âàûc tênh ténh Q
pt
(U) cọ âäü däúc låïn hån so våïi âỉåìng âàûc tênh ténh P
pt
(U).
Våïi mäüt trë säú nháút âënh ca âiãûn ạp, cho táưn säú f tàng lãn dng âiãûn tỉì hoạ ca
âäüng cå khäng âäưng bäü v mạy biãún ạp s gim xúng vç âiãûn khạng tỉì hoạ X
µ
s tàng
lãn khi táưn säú tàng. Cäng sút tỉì hoạ chiãúm pháưn låïn trong täøng cäng sút ca phủ ti nãn
)66(
1
;
2
−=−=
C
X
X
U
Q
C
C

ω
P
ft
U
f
0
+
-
Q
ft
U
f
0
+
-
Hçnh 6-2 Hçnh 6-3
Män hc: Váûn hnh Hãû thäúng âiãûn
Nhọm Nh mạy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Â Nàơng .
89
khi táưn säú f tàng Q
pt
s gim, trãn hçnh 6-3 chiãưu mi tãn chè f tàng hỉåïng theo chiãưu gim
Q
pt
.

6.3. QUAN HÃÛ GIỈỴA TÁƯN SÄÚ V ÂIÃÛN ẠP ÂÄÚI VÅÏI CÁN BÀỊNG CÄNG SÚT
6.3.1
Xẹt tải mäüt nụt
Trë säú cäng sút tạc dủng v phn khạng âi tåïi mäüt nụt no âọ khäng nhỉỵng phủ

thüc biãn âäü U v gọc pha
δ ca âiãûn ạp åí nụt âọ m cn phủ thüc vo biãn âäü v pha
ca âiãûn ạp åí cạc nụt lán cáûn v âiãûn khạng ca âỉåìng dáy åí cạc âoản ny.
Theo âiãưu kiãûn cán bàòng cäng sút tạc dủng v phn khạng: Täøng cạc dng cäng
sút tạc dủng v phn khạng âi tåïi nụt (P
F
, Q
F
) phi bàòng täøng cäng sút tạc dủng v phn
khạng ca phủ ti tải nụt âọ (P
pt
v Q
pt
). Våïi mäüt táưn säú xạc âënh no âọ ta cọ:

() ( )
() ( )
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
=
δ
δ
,Q
,P

pt

pt
UQU
UPU
F
F
(6-9)
Âáy l hãû 2 phỉång trçnh hai áøn säú U v δ s gii tçm âỉåüc U
pt
tải nụt kho sạt. Do
khọ xạc âënh P
pt
(U) v Q
pt
(U), nãn ta sỉí dủng phỉång phạp gii têch âäư thë âãø gii tçm gêa
trë U
pt
ca nụt kho sạt.
Trãn hçnh 6-4 v âỉåìng âàûc tênh P
pt
= ϕ
1
(U) ỉïng våïi mäüt trë säú f xạc âënh cho
trỉåïc v h âỉåìng âàûc tênh P
F
= ψ(U, δ) ỉïng våïi táưn säú f nhỉ â cho nhỉng våïi cạc trë säú δ
khạc nhau.
Dỉûa vo âiãưu kiãûn cán bàòng cäng sút tạc dủng P
F
= P
pt

, tỉì cạc giao âiãøm ca âàûc
tênh P
pt
= ϕ
1
(U) v h âỉåìng P
F
= ψ
1
(U,δ) cọ thãø xạc âënh âỉåüc quan hãû δ = ϕ(U).
Trãn hçnh 6-5 v âàûc tênh Q
pt
= ϕ
2
(U) v h âỉåìng âàûc tênh Q
F
= ψ
2
(U,δ) ỉïng våïi
cng mäüt trë säú f nhỉng δ khạc nhau. Dng quan hãû δ = ϕ (U) â tçm âỉåüc åí trãn âãø xạc
âënh cạc âiãøm nàòm trãn âàûc tênh Q
F
= ψ (U) tỉì cạc âỉåìng ca h âỉåìng Q
F
= ψ
2
(U,δ), näúi
táút c cạc âiãøm ny lải ta âỉåüc âàûc tênh Q
F
= ψ (U) ỉïng våïi cán bàòng cäng sút tạc dủng.

Dỉûa vo âiãưu kiãûn cán bàòng cäng sút phn khạng ta cọ Q
pt
= Q
F
,cho nãn giao
âiãøm ca hai âỉåìng Q
pt
(U) v Q
F
(U) s cho giạ trë âiãûn ạp thỉûc tãú U
pt
(U
4
) tải nụt kho sạt.
Trçnh tỉû gii bàòng gii têch âäư thë cọ thãø tọm tàõt nhỉ sau :
P
U
Q
U
Hçnh 6-4 Hçnh 6-5
U
1

U
2
U
3
U
4
U

5

δ
5

δ
4

δ
3

δ
2

δ
1

U
1
U
2
U
3
U
4
U
5
δ
5
δ

4
δ
1
δ
3
δ
2
P
ft
(U)
P
F
(U,δ)
Q
F
(U,δ)
Q
F
(U)
Q
ft
(U)
Män hc: Váûn hnh Hãû thäúng âiãûn
Nhọm Nh mạy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Â Nàơng .
90
Trãn hçnh 6-4 xạc âënh âỉåüc quan hãû δ(U), dng quan hãû ny xạc âënh Q
F
(U) trãn
hçnh 6-5, giao âiãøm ca hai âỉåìng Q
pt

(U) v Q
F
(U) cho âiãûn ạp tải nụt kho sạt.

6.3.2
Xẹt trong phảm vi ton hãû thäúng
Ta xẹt hai trỉåìng håüp âiãøn hçnh gáy nãn biãún âäøi táưn säú v âiãûn ạp trong hãû thäúng.
1. Trỉåìng håüp thỉï nháút
Nãúu thay âäøi lỉåüng håi vo turbin ca mäüt täø mạy phạt no âọ thç gọc lãûch ca
räto mạy phạt âọ s thay âäøi. Trong ton bäü hãû thäúng s xy ra biãún âäøi táưn säú, c pha v
biãn âäü ca âiãûn ạp åí táút c cạc nụt. Táút c nhỉỵng biãún âäøi ny s diãùn ra cho âãún lục xạc
láûp cán bàòng måïi trong hãû thäúng. Quạ trçnh diãùn ra ráút phỉïc tảp, vê dủ: gim lỉåüng håi
nỉåïc vo turbin ca täø mạy 1, täúc âäü ca täø mạy âọ s quay cháûm lải, gọc lãûch ca räto s
gim xúng do âọ cäng sút tạc dủng do nọ phạt ra P = (EUsinδ)/X s gim v u cáưu
cäng sút tạc dủng ca cạc mạy phạt khạc phi tàng lãn âãø âm bo cán bàòng cäng sút
trong hãû thäúng. Trãn trủc ca cạc mạy phạt ny s xút hiãûn máút cán bàòng v bàõt âáưu bë
hm. Gọc lãûch räto ca chụng s gim v cäng sút tạc dủng do nọ phạt ra lải gim theo
do âọ mạy 1 lải bë hm. Vç phi nháûn thãm cäng sút m cạc mạy phạt kia phạt ra khäng
â. Kãút qu táút c cạc mạy phạt âãưu bë hm do âọ táưn säú chung ca hãû thäúng bë gèam
xúng. Lục táưn säú gim cäng sút tạc dủng ca phủ ti åí cạc nụt cng gim theo cạc âàûc
tênh ténh vãư táưn säú, cn cäng sút tạc dủng ca cạc mạy phạt âiãûn thç tàng lãn do tạc dủng
ca cạc bäü tỉû âäüng âiãưu chènh täúc âäü. C hai úu täú ny s dáùn âãún cán bàòng åí trủc mäùi
mạy phạt âiãûn. Táưn säú s khäng gim nỉỵa v s äøn âënh åí mäüt táưn säú måïi.
Màûc khạc khi táưn säú gim s lm biãún âäøi sỉïc âiãûn âäüng ca táút c cạc mạy phạt
âiãûn v âiãûn khạng ca táút c cạc nhạnh v do âọ s lm biãún âäøi âiãûn ạp åí táút c cạc nụt
trong hãû thäúng. Âiãûn ạp biãún däøi s dáùn âãún biãún âäøi cäng sút tạc dủng v phn khạng
cáưn cung cáúp cho cạc phủ ti theo âàûc tênh ténh vãư âiãûn ạp. Tọm lải quạ trçnh diãùn ra ráút
phỉïc tảp.
2. Trỉåìng håüp thỉï hai
Gi sỉí dng âiãûn kêch tỉì åí mäüt täø mạy låïn no âọ ca hãû thäúng gim xúng, cäng

sút phn khạng do täø mạy phạt âọ phạt ra gim xúng v lm cho âiãûn ạp åí cạc nụt lán
cáûn gim xúng. Såí dé âiãûn ạp phi gim xúng l âãø âm bo cán bàòng cäng sút phn
khạng vç ta biãút theo âàûc tênh ténh ca phủ ti vãư âiãûn ạp, lục âiãûn ạp gim thç cäng st
cung cáúp cho phủ ti cng gim. Âiãûn ạp gim lải lm cho phủ ti tạc dủng åí cạc nụt
gim xúng theo âàûc tênh ténh ca phủ ti vãư âiãûn ạp. Do âọ s xút hiãûn máút cán bàòng
cäng sút tạc dủng trãn trủc cạc mạy phạt âiãûn dáù
n âãún gọc lãûch räto v täúc âäü quay ca
cạc mạy phạt âiãûn tàng lãn, cho âãún lục cọ cán bàòng måïi tảo nãn båíi sỉû tàng phủ ti tạc
dủng ca hãû thäúng theo âàc tênh ténh vãư táưn säú ca cạc phủ ti. Táưn säú tàng s lm biãún
âäøi sỉïc âiãûn âäüng cạc mạy phạt âiãûn v âiãûn khạng cạc nhạnh v do âọ s lm biãún âäøi
âiãûn ạp åí cạc nụt.