Luận văn thạc sĩ hiện tượng sụp đổ điện áp và phương pháp đánh giá mức độ ổn định điện áp các nút trên lưới điện phân phối

...

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
-----------------

TRỊNH THỊ HOÀNG YẾN

HIỆN TƯỢNG SỤP ðỔ ðIỆN ÁP VÀ PHƯƠNG PHÁP
ðÁNH GIÁ MỨC ðỘ ỔN ðỊNH ðIỆN ÁP CÁC NÚT
TRÊN LƯỚI ðIỆN PHÂN PHỐI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Chun ngành

: ðiện khí hóa SXNN & Nơng thơn

Mã số

: 60.52.54

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS LÃ VĂN ÚT

HÀ NỘI - 2012


LỜI CAM ðOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu
và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được

cơng bố trong bất kỳ một bản luận văn nào khác.
Tơi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn
này ñã ñược cảm ơn và các thơng tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược
chỉ rõ nguồn gốc.

Hà nội, ngày tháng năm 2012
Người cam đoan

Trịnh Thị Hồng Yến

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

i


LỜI CẢM ƠN

Sau thời gian thực hiện luận văn, ñến nay ñề tài “Hiện tượng sụp ñổ
ñiện áp và phương pháp ñánh giá mức ñộ ổn ñịnh ñiện áp các nút trên lưới
điện phân phối” đã được hồn thành. Trong thời gian thực hiện đề tài, Tơi đã
nhận được rất nhiều sự giúp ñỡ quý báu của các cá nhân, tập thể trong và
ngồi trường.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc ñến thày giáo GS.TS Lã Văn Út hiện
đang cơng tác tại Bộ mơn Hệ thống điện trường ðại học Bách Khoa Hà Nội
đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi xây dựng và hồn thành bản luận văn này.
Tôi xin chân thành cám ơn các thày, cô giáo trong Bộ mơn Cung cấp và sử
dụng điện khoa Cơ - ðiện, trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội, các cán bộ chi
nhánh điện lực thành phố Thái Bình, ñã giúp ñỡ và tạo ñiều kiện thuận lợi cho
tôi trong q trình học tập, cơng tác, nghiên cứu và hồn thành luận văn.
Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới gia đình, bạn bè đã động viên và

giúp đỡ tơi trong suốt q trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả luận văn

Trịnh Thị Hồng Yến

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ðOAN

i

LỜI CẢM ƠN

ii

MỤC LỤC

iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

vi

DANH MỤC BẢNG

vii

DANH MỤC HÌNH

viii

MỞ ðẦU

1

I. Mục đích nghiên cứu và lí do chọn đề tài

1

II. Phương pháp nghiên cứu

2

III. ðối tượng nghiên cứu và ứng dụng

2

IV. Nội dung luận văn

2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ỔN ðỊNH HỆ THỐNG ðIỆN VÀ HIỆN
TƯỢNG SỤP ðỔ ðIỆN ÁP CÁC NÚT TẢI

3

1.1. Khái niệm về ổn ñịnh hệ thống ñiện

3

1.1.1 Giới hạn truyền tải và khái niệm ổn ñịnh tĩnh

3

1.1.2 Khái niệm về ổn ñịnh ñộng

8

1.2. Yêu cầu ñảm bảo chất lượng ñiện áp và ổn ñịnh phụ tải lưới ñiện phân phối 11
1.2.1 Khái niệm chung

11

1.2.2 Ảnh hưởng giới hạn cung cấp ñiện theo ñiều kiện ổn ñịnh ñiện áp

12

1.2.2.1. Giới hạn CCð theo các ñiều kiện khác nhau, biểu diễn trên mặt phẳng
công suất

13

1.2.2.2. Kết quả khảo sát cụ thể (bằng số) cho lưới ñiện ñơn giản

15

1.2.2.3. Nhận xét, so sánh về giới hạn cung cấp ñiện

16

1.3. Các biện pháp nâng cao ổn ñịnh ñiện áp

17

1.3.1. ðiều chỉnh ñiện áp (Q) máy phát ñiện

17

1.3.2. ðiều chỉnh ñầu phân áp của MBA điều áp dưới tải

17

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

iii


1.3.3. Sử dụng máy bù ñồng bộ

18

1.3.4. Sử dụng các thiết bị bù tĩnh

18

1.4. Kết luận chương 1

19

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ỔN ðỊNH ðIỆN ÁP VÀ
CÁC CHỈ TIÊU ðÁNH GIÁ MỨC ðỘ ỔN ðỊNH ðIỆN ÁP CÁC NÚT 20
2.1. Giới hạn ổn ñịnh ñiện áp của sơ ñồ cung cấp ñiện ñơn giản nhất

20

2.1.1. Sơ ñồ ñơn giản bỏ qua ñiện trở và ñiện dung

21

2.1.2 Sơ ñồ rẽ nhánh, có điện trở tác dụng

25

2.2. Tiêu chuẩn ổn định ñiện áp trong HTð phức tạp và các phương pháp tìm giới
hạn ổn định

27

2.2.1. Phương pháp phân tích chỉ số ổn định nút tải

27

2.2.2. Phương pháp tính liên tiếp chế ñộ xác lập

28

2.3. Một số chỉ tiêu ñánh giá mức ñộ ổn ñịnh ñiện áp LðPP

29

2.3.1. Hệ số dự trữ ổn định theo kịch bản điển hình

29

2.3.2. Hệ số sụt áp các nút

30

2.3.3. Miền ổn định trong khơng gian cơng suất nút

31

2.4. Các kết luận chương 2

31

CHƯƠNG 3 KHAI THÁC PHẦN MỀM CONUS ðỂ TÍNH TỐN PHÂN
TÍCH ỔN ðỊNH ðIỆN ÁP LƯỚI ðIỆN PHÂN PHỐI

32

3.1. Giới thiệu phần mềm Conus

32

3.2. Mơ hình lưới điện trong chương trình Conus

32

3.2.1. Nhánh chuẩn

32

3.2.2. Lưới chuẩn

33

3.2.3. Sơ ñồ thay thế các phần tử cơ bản của lưới ñiện

34

3.2.3.1. Các ñường dây tải ñiện

34

3.2.3.2. Các máy biến áp ñiện lực

36

3.2.3.3. Các kháng ñiện, tụ ñiện (bù ngang, bù dọc)

37

3.2.3.4. Mơ hình phụ tải

37

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

iv


3.2.3.5. ðặc tính tĩnh phụ tải nút có máy biến áp điều áp dưới tải

38

3.2.3.6. Thiết bị bù có điều khiển

39

3.3 Thuật tốn xác định chế độ giới hạn ổn ñịnh trong chương trình Conus

39

3.3.1 Tiêu chuẩn mất ổn ñịnh phi chu kỳ

39

3.3.2 Xác ñịnh chế ñộ giới hạn và miền ổn định trong chương trình Conus

42

3.4. Ví dụ áp dụng chương trình Conus phân tích ổn định điện áp HTð 14 nút 47
3.4.1 Kết quả tính chế độ xác lập

48

3.4.2. Tính tốn kiểm tra chế độ hệ thống với bù tĩnh ñặt vào các nút 3, 6, và 8 52
3.4.3. Chế độ có SVC tại nút 14 với cơng suất SVC là 50 MVA

55

3.5. Kết luận chương 3

57

CHƯƠNG 4 TÍNH TỐN PHÂN TÍCH CHẾ ðỘ LÀM VIỆC CỦA LỘ
973E11.3 THÀNH PHỐ THÁI BÌNH VÀ KIỂM TRA ỔN ðỊNH ðIỆN ÁP 59
4.1. Khái quát lưới ñiện trung áp

59

4.2. Hiện trạng nguồn ñiện, lưới ñiện và phụ tải lộ 973E11.3 Thái Bình

60

4.3. Các số liệu tính tốn ban đầu

62

4.3.1. Cơ sở tính tốn

62

4.3.2. Các số liệu ban đầu (nhập vào chương trình conus)

62

4.4. Tính tốn phân bố điện áp các nút trong chế độ làm việc bình thường

68

4.4.1. Phân bố điện áp các nút

68

4.5. Tính tốn phân tích ổn định điện áp

71

4.5.1. Tính tốn với giả thiết giữ điện áp thanh cái cung cấp khơng đổi.

71

4.5.2 Tính tốn ổn định điện áp xét đến cơng suất hệ thống hữu hạn

75

4.5.3. Xét hiệu quả nâng cao ổn ñịnh bằng giải pháp bù CSPK

76

4.6. Các kết luận chương 4

81

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

82

KẾT LUẬN

82

KIẾN NGHỊ

83

TÀI LIỆU THAM KHẢO

84

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

v


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CLðN

: Chất lượng ñiện năng

HTCCð

: Hệ thống cung cấp ñiện

HTð

: Hệ thống ñiện

CðXL

: Chế ñộ xác lập

CSPK

: Cơng suất phản kháng

QTQð

: Q trình q độ

CðQð

: Chế ñộ quá ñộ

CLðA

: Chất lượng ñiện áp

LðPP

: Lưới ñiện phân phối

LðTA

: Lưới ñiện trung áp (10kV - 35kV)

CCð

: Cung cấp điện

KðB

: Khơng đồng bộ

SððA

: Sụp đổ điện áp

ðA

: Ổn ñịnh ñiện áp

MBA

: Máy biến áp

TððC

: Tự ñộng ñiều chỉnh

PTðT

: Phương trình đặc trưng

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

vi


DANH MỤC BẢNG
STT

Tên bảng

Trang

Bảng 3.1 Số liệu nút ..................................................................................... 48
Bảng 3.2 Số liệu nhánh................................................................................. 48
Bảng 3.3: Kết quả tính CðXL lưới IEEE 14 nút khi chưa bù ....................... 49
Bảng 3.4: Kết quả tính CðXL lưới IEEE 14 nút khi bù tĩnh......................... 52
Bảng 4.1: Số liệu nút phụ tải ........................................................................ 62
Bảng 4.2: Số liệu nhánh ............................................................................... 64
Bảng 4.3: Thông số kỹ thuật của các MBA 10/0,4 kV sản xuất tại ðông Anh –
Hà Nội (PL1.5 [5]) ....................................................................................... 67
Bảng 4.4: Thông số kỹ thuật của MBA 110/35/10kV................................... 68
Bảng 4.5: ðiện áp các nút cao áp khi thanh cái lưới cao áp ñặt 10 kV.......... 69
Bảng 4.6: ðiện áp các nút cao áp ñáng lưu ý................................................ 70
Bảng 4.7: ðiện áp các nút hạ áp ................................................................... 70
Bảng 4.8. Kết quả phân tích ổn định điện áp ................................................ 72
Bảng 4.9: Kết quả tính tốn với tụ bù cố định............................................... 77
Bảng 4.10: Kết quả tính tốn với bù bằng SVC ............................................ 79

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

vii


DANH MỤC HÌNH
STT

Tên hình

Trang

Hình 1.1: Mơ hình HTð đơn giản .................................................................. 3
Hình 1.2: ðặc tính cơng suất truyền tải .......................................................... 5
Hình 1.3: ðặc tính cơng suất phản kháng của HTð....................................... 7
Hình 1.4: ðặc tính cơng suất máy phát khi cắt một trong hai đường dây truyền tải . 8
Hình 1.5: Q trình sụp đổ điện áp ............................................................... 11
Hình 1.6. Sơ ñồ khảo sát giới hạn CCð theo ðK sụp ñổ ñiện áp .................. 14
Hình 1.7. Giới hạn CCð theo các ðK với L=0,8, bán kính l= 10km ............ 16
Hình 1.8. Giới hạn CCð theo các ðK với L=0,8, bán kính l= 20km. ........... 16
Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống điện ñơn giản ....................................................... 20
Hình 2.2: Sơ ñồ ñơn giản bỏ qua điện trở và điện dung ................................ 21
Hình 2.3: ðường cong biến thiên điện áp ..................................................... 22
Hình 2.4: ðặc tính công suất truyền tải ứng với cosφ khác nhau .................. 23
Hình 2.5: ðường cong giới hạn miền ổn định khi P, Q thay ñổi ñồng thời theo
hướng bất kỳ ................................................................................................ 24
Hình 2.6: Sơ đồ mạng 2 cửa có ma trận ñiện dẫn.......................................... 25
Hình 2.7 Miền ổn ñịnh trong mặt phẳng cơng suất truyền tải ....................... 26
Hình 2.8: ðồ thị biến thiên điện áp các nút................................................... 30
Hình 3.1, a. Nhánh chuẩn ............................................................................. 32

Hình 3.1, b. Nhánh chuẩn............................................................................. 33
Hình 3.2. Sơ đồ lưới chuẩn........................................................................... 34
Hình 3.3. Sơ đồ thay thế đường dây U≤35kV............................................... 34
Hình 3.4. a, Sơ đồ ngun lý. ....................................................................... 35
b, Sơ ñồ thay thế ñường dây ñiện áp cao và các đường dây cáp.................... 35
Hình 3.5. Mơ hình bằng chuỗi các mắt xích hình Π ..................................... 35

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

viii


Hình 3.6. a. Sơ đồ ngun lý ........................................................................ 35
b. Mơ hình theo sơ đồ hình Π tổng hợp ........................................................ 35
Hình 3.7. a. Sơ ñồ nguyên lý máy biến áp 2 cuộn dây .................................. 36
b. Sơ ñồ thay thế máy biến áp 2 cuộn dây..................................................... 36
Hình 3.8. a. Sơ đồ ngun lý máy biến áp 3 cuộn dây .................................. 37
b. Sơ ñồ thay thế máy biến áp 3 cuộn dây..................................................... 37
Hình 3.9. Nút có máy biến áp điều áp dưới tải (a) ........................................ 38
Hình 3.10. SVC (a), mơ hình tương đương (b) và đặc tính cơng suất (c) ...... 39
Hình 3.11: Q trình làm biến thiên thơng số chế độ giới hạn ...................... 43
Hình 3.14: Sơ đồ HTD mẫu IEEE 14 nút ..................................................... 47
Hình 3.15: ðường cong biến thiên điện áp các nút 2,6,13,14........................ 51
Hình 3.16 Tốc độ biến thiên điện áp các nút 2,6,13,14 ................................. 52
Hình 3.17: ðường cong biến thiên điện áp khi bù tĩnh ................................. 55
Hình 3.18: ðường cong biểu diễn sự biến thiên ñiện áp khi ñặt bù bởi SVC 56
Hình 3.19: Miền ổn định nút 14.................................................................... 57
Hình 4.1: Sơ đồ ngun lý lưới điện lộ 973E11.3 Thành phố Thái Bình....... 61
Hình 4.2: Nhập số liệu nút phụ tải trên chương trình .................................... 64
Hình 4.3: Nhập số liệu nhánh đường dây vào chương trình .......................... 67

Hình 4.4: Thơng số máy biến áp vào chương trình ....................................... 68
Hình 4.5 Các ñường cong biến thiên ñiện áp nút. ......................................... 74
Hình 4.6. Miền ổn định cơng suất nút 102 .................................................... 75

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

ix


MỞ ðẦU
I. Mục đích nghiên cứu và lí do chọn ñề tài
Ngày nay, cùng với sự phát triển kinh tế, nhu cầu tiêu thụ điện của
nước ta tăng trưởng khơng ngừng. ðặc biệt trong q trình cơng nghiệp hố,
hiện đại hố đất nước, hệ thống truyền tải điện xoay chiều Việt Nam đã đang
và sẽ phát triển khơng ngừng cả về cấu trúc và quy mơ địa lý. Tuy nhiên, do
một số ñiều kiện kinh tế - xã hội và mơi trường gây ảnh hưởng đến việc xây
dựng các hệ thống truyền tải và phát điện mới. Vì vậy, hệ thống điện Việt
Nam ln vận hành trong tình trạng thiếu ñiện và có nguy cơ mất ổn ñịnh cao.
Khi các thơng số của hệ thống thay đổi nhân viên điều ñộ thực hiện
ñiều chỉnh máy phát, máy biến áp hoặc các thiết bị bù ñể ổn ñịnh ñiện áp. Tuy
nhiên, khi các thiết bị này ñạt ñến giới hạn ñiều chỉnh thì mọi hoạt động điều
chỉnh khơng thể thực hiện ñược. Hơn nữa, khi phụ tải tăng ñến một giới hạn
cơng suất nào đó, nguy cơ mất ổn định điện áp và sụp đổ điện áp có thể xảy ra
ngay tại nút tải.
Sụp ñổ ñiện áp ñặc trưng bởi hiện tượng ñiện áp giảm ñột ngột tại một
nút hoặc thậm chí nhiều nút trong hệ thống điện. Ngun nhân chính gây ra
sụp ñổ ñiện áp là do hệ thống ñiện khơng đáp ứng đủ nhu cầu cơng suất phản
kháng của phụ tải (có chứa nhiều động cơ khơng đồng bộ) và tổn thất truyền
tải. Trước khi sụp ñổ ñiện áp (vận hành ở gần giới hạn ổn ñịnh) ñiện áp nút
dao động rất mạnh. Vì thế hiện tượng sụp đổ ñiện áp có ảnh hưởng lớn ñến

chất lượng ñiện năng (CLðN) và sự làm việc bình thường của các thiết bị
dùng điện.
Trong bối cảnh trên, cùng với sự địi hỏi ngày càng cao về chất lượng
ñiện năng của khách hàng, ngày nay khi thiết kế và vận hành hệ thống cung
cấp ñiện (HTCCð) người ta ñưa thêm nhiều chỉ tiêu mới nhằm nâng cao độ
tin cậy và CLðN trong đó có u cầu về ổn định điện áp.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

1


ðề tài luận văn được chọn nhằm tìm hiểu và nghiên cứu các nội dung
về ổn ñịnh ñiện áp trong HTCCð, tính tốn ứng dụng thử vào sơ đồ cụ thể
lưới phân phối ñiện Việt Nam.
II. Phương pháp nghiên cứu
- ðể thực hiện ñề tài luận văn ñi sâu nghiên cứu cơ sở lí thuyết, kết hợp
khai thác các cơng cụ tính tốn hiện đại.
- Thu thập số liệu thực tế tính tốn ứng dụng nhằm đánh giá hiệu quả
của nội dung nghiên cứu.
III. ðối tượng nghiên cứu và ứng dụng
Kết quả nghiên cứu nhằm ứng dụng vào các tính tốn thiết kế và quản
lí vận hành lưới điện phân phối các khu vực Việt Nam.
IV. Nội dung luận văn
Với mục đích và phương pháp đã đặt ra luận văn ñược thực hiện theo
các nội dung sau:
Chương 1: Tổng quan về ổn ñịnh hệ thống ñiện và hiện tượng sụp ñổ
ñiện áp các nút tải
Chương 2: Phương pháp nghiên cứu ổn ñịnh ñiện áp và các chỉ tiêu
ñánh giá mức ñộ ổn ñịnh ñiện áp các nút

Chương 3: Khai thác phần mềm Conus để tính tốn phân tích ổn định
điện áp lưới điện phân phối
Chương 4: Tính tốn phân tích chế độ làm việc của lộ 973E11.3 thành
phố Thái Bình và kiểm tra ổn định điện áp

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

2


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ỔN ðỊNH HỆ THỐNG ðIỆN VÀ HIỆN
TƯỢNG SỤP ðỔ ðIỆN ÁP CÁC NÚT TẢI

1.1. Khái niệm về ổn ñịnh hệ thống ñiện
1.1.1 Giới hạn truyền tải và khái niệm ổn định tĩnh
ðặc tính ổn định của hệ thống ñiện (HTð) gắn liền với giới hạn truyền
tải công suất. Xét HTð gồm hai khu vực nối với nhau qua một đường dây dài
như trên hình 1.1. Giả sử trong mỗi khu vực đều có các biện pháp điều chỉnh
giữ điện áp U1, U2 khơng đổi. Gọi góc lệch pha giữa U1 và U2 là δ thì quan hệ
giữa cơng suất truyền tải P trên đường dây với góc lệch δ có dạng sau (cịn
gọi là đặc tính cơng suất truyền tải):
P(δ) = (U1U2/XD) sin δ
Trong đó:
U1, U2: ñiện áp ñầu và cuối ñường dây
XD ký hiệu ñiện kháng tổng của ñường dây truyền tải, bỏ qua ñiện trở và
điện dung.
δ: góc lệch pha giữa U1 và U2

1

&
U
1

&
I

&
U
2

&
U
1

2

δ

&
& ∆U
U
2
&
I

Hình 1.1: Mơ hình HTð đơn giản
Giới hạn tối đa truyền tải công suất:
Pm = U1U2/ XD

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

3


Biểu thức của Pm cho thấy, giới hạn tối ña cơng suất truyền tải phụ
thuộc điện kháng đường dây và trị số điện áp các nút - những thơng số vốn có
của hệ thống điện, khơng có liên quan gì ñến giới hạn phát nóng dây dẫn hay
tổn thất ñiện áp. Khi nâng công suất vượt quá giới hạn trên hệ thống rơi vào
trạng thái mất ổn định: các thơng số trạng thái dao động mạnh (tăng trưởng
lên vơ hạn hoặc giảm đến khơng), các thiết bị bảo vệ làm việc cắt lần lượt các
phần tử, có thể làm hệ thống tan rã.
Giới hạn truyền tải tính theo biểu thức trên ln tồn tại như một thuộc
tính của hệ thống tải ñiện xoay chiều 3 pha ñối với mọi khoảng cách đường
dây, do đó cần được xét đến trong thiết kế và vận hành HTð (cùng với giới
hạn phát nóng và tổn thất ñiện áp). Tuy nhiên, khi chiều dài ñường dây ngắn,
ñiện áp làm việc tương ñối cao, giới hạn loại này chưa cần xét đến do Pm có
trị số lớn (vượt xa giới hạn phát nóng và tổn thất ñiện áp). Với khoảng cách
tải ñiện tương ñối xa, XD lớn, giới hạn Pm trở thành quyết định.
Có thể giải thích ý nghĩa vật lý của hiện tượng mất ổn ñịnh nêu trên qua
sơ ñồ cụ thể của HTð ñơn giản (hình 1.1). Máy phát nối với hệ thống có
thanh cái điện áp khơng đổi U (hệ thống cơng suất vơ cùng lớn) qua đường
dây tải điện 2 mạch.
Trong trường hợp này đặc tính cơng suất truyền tải có dạng:
P ( δ) =

EU
sin δ = Pm sin δ
X

(1.1)

Trong đó:
E là sức ñiện ñộng (sññ) của máy phát, lệch so với điện áp U một góc δ.
X là điện kháng đẳng trị tồn mạch tính từ nguồn sđđ đến điện áp U.
Trong chế độ làm việc bình thường cơng suất tác dụng phát của máy
phát phụ thuộc công suất cơ của tua-bin PT. Nếu bỏ qua tổn thất có thể coi

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

4


P(δ) = PT. Sự cân bằng cơng suất đảm bảo cho máy phát quay ñều với tốc ñộ
ñồng bộ bởi mô men kéo của tua-bin cân bằng với mô men hãm điện từ của
máy phát. Trạng thái cân bằng ln giữ ñược khi ñiều chỉnh PT trong phạm vi
giới hạn PT < Pm bởi khi PT thay ñổi (do ñiều chỉnh lượng hơi đưa vào tuabin) thì phản ứng lại của máy phát là thay đổi góc lệch δ cho ñến lúc cân
bằng. Tuy nhiên nếu công suất kéo của tua bin q lớn, lớn hơn Pm thì mơ
men hãm của máy phát chỉ có thể nhỏ hơn, roto quay nhanh dần với góc lệch
δ tăng lên vơ hạn. Máy phát mất ổn ñịnh ñồng bộ. Trong trường hợp này, khi
xảy ra mất ổn định thơng số bị thay đổi mạnh là góc lệch δ của máy phát nên
cịn gọi là mất ổn định góc lệch. Ngun nhân gây ra là do khơng giữ được
cân bằng cơng suất tác dụng.

F

PT
T

B

D

~

hơi

U

P(δ)
P
P(δ)

Pm
a
b

b
b

PT

P
0

δ01

δ02

δ

Hình 1.2: ðặc tính cơng suất truyền tải
Khái niệm ổn định tĩnh HTð mô tả như trên mới chỉ là theo ñiều kiện
cần của ñặc tính ổn ñịnh. Chặt chẽ hơn người ta ñịnh nghĩa ổn ñịnh tĩnh HTð
là khả năng hệ thống giữ được thơng số thay đổi đủ nhỏ xung quanh giá trị
cân bằng trong điều kiện có những tác ñộng nhỏ thường xuyên, ngẫu nhiên từ
hoạt ñộng hệ thống.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

5


Xét các điểm cân bằng a và b trên hình 1.2. Chúng có các giá trị tương
ứng của góc lệch là:
δo1 = arcsin (PT/Pm);

δo2 = 1800 - arcsin (PT/Pm)

Tuy nhiên chỉ có điểm cân bằng a là ổn định và tạo nên chế ñộ xác lập
(CðXL). Thật vậy, giả thiết xuất hiện một kích động nhỏ ngẫu nhiên làm lệch
góc δ khỏi giá trị δo1 một lượng ∆δ > 0 (sau đó kích động triệt tiêu). Khi đó
theo các đặc tính cơng suất, ở vị trí mới cơng suất điện từ (hãm) P(δ) lớn hơn
cơng suất cơ (phát động) PT, do đó máy phát quay chậm lại, góc lệch δ giảm
ñi, trở về giá trị δo1. Khi ∆δ < 0 hiện tượng diễn ra theo tương quan ngược lại
PT > P(δ), máy phát quay nhanh lên, trị số góc lệch δ tăng, cũng trở về δo1.
ðiểm a như vậy ñược coi là có tính chất cân bằng bền, hay nói khác đi có tính
ổn định tĩnh.
Xét điểm cân bằng b với giả thiết ∆δ > 0, tương quan công suất sau

kích động sẽ là PT > P(δ), làm góc δ tiếp tục tăng lên, xa dần trị số δo2. Nếu
∆δ < 0 tương quan công suất ngược lại làm giảm góc δ, nhưng cũng lại làm
lệch xa hơn trạng thái cân bằng. Như vậy tại ñiểm cân bằng b, dù chỉ tồn tại
một kích động nhỏ (sau đó kích động triệt tiêu) thơng số hệ thống cũng thay
đổi liên tục lệch xa khỏi trị số ban đầu. Vì thế điểm cân bằng b bị coi là khơng
ổn định. Cũng vì những ý nghĩa trên ổn định tĩnh cịn được gọi là ổn định với
kích động bé (Small Sign Stability), hay ổn ñịnh ñiểm cân bằng.
Khái niệm ổn ñịnh tĩnh của HTð cũng tồn tại với cân bằng công suất
phản kháng. Xét HTð trên hình 1.3. Nút tải được cung cấp từ những nguồn
phát ở xa. ðặc tính cơng suất phản kháng nhận ñược từ các ñường dây về ñến
nút U có dạng :
Qi(U) = - U2/XDi + (UEi / XDi) cos δi

(1.2)

ðiện áp nút U phụ thuộc tương quan cân bằng công suất phản kháng.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

6


Tổng công suất phát QF(U) = ΣQi(U) cân bằng với cơng suất tải Qt tại
các điểm c và d như trên hình 1.3 b, ứng với các điện áp Uo1 và Uo2. Nếu giữ
được cân bằng cơng suất, điện áp nút U sẽ khơng đổi, cịn nếu QF > Qt ñiện áp
nút tăng lên, khi QF < Qt ñiện áp nút U giảm xuống (thể hiện đặc tính vật lý
của nút tải, chứa các động cơ). Phân tích tương tự như trường hợp công suất
tác dụng của máy phát, dễ thấy được chỉ có điểm cân bằng d là ổn ñịnh. Với
ñiểm cân bằng c sau một kích ñộng dù rất nhỏ ñiện áp U sẽ xa dần trị số Uo1
nghĩa là điểm cân bằng c khơng ổn định.

E3

E2

Q

~

~

c

Q3

1
2

Q2

E1

d

Qt
QF

3
U

~

Q1

Qt

U
0

U01

Ugh

U02

b)
a)

Hình 1.3: ðặc tính cơng suất phản kháng của HTð
Trong trường hợp này, thơng số thay đổi mạnh khi mất ổn định chính là
điện áp U của nút, vì thể cịn gọi là ổn ñịnh ñiện áp. Ở ñây cũng tồn tại ñiều
kiện cần, liên quan ñến giới hạn công suất truyền tải. Tổng cơng suất của 3
nguồn cung cấp đến nút tải có giá trị tối đa (theo 1.2): Q F max =
A=∑
i

1
;
X Di

B=∑
i

B2
, với :
4A

E i cos δ i
.
X Di

Trong trường hợp này nếu phụ tải có đặc tính cứng (khơng đổi theo
điện áp) thì đó cũng chính là giới hạn tối đa của cơng suất phản kháng phụ tải
cịn giữ ñược cân bằng với nguồn cung cấp.
Trong chế ñộ làm việc bình thường (Qttăng ñiểm làm việc ổn ñịnh (ñiểm d) sẽ dịch dần lên ñiểm giới hạn (ứng với
ñiện áp giới hạn Ugh = B/2A). Vượt quá giá trị này, ñiểm cân bằng ổn định

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

7


không tồn tại, nút tải rơi vào trạng thái sụp ñổ ñiện áp. Về ý nghĩa vật lí, trạng
thái sụp ñổ ñiện áp xảy ra tương ứng với chế ñộ các động cơ khơng đồng bộ
bị mất mơ men kéo (do điện áp giảm thấp, mơ men giảm xuống dưới mức mô
men cản của máy công cụ) và dừng lại, ñiện áp lưới càng giảm thấp do dòng
tiêu thụ lớn. Tiếp theo là tác ñộng của các phương tiện bảo vệ.
Hiện tượng sụp đổ điện áp cịn thường xảy ra do biến động phía nguồn.
Khi cắt máy phát hoặc đường dây để sửa chữa, đặc tính CSPK tổng phía
nguồn giảm xuống tùy thuộc mạch bị mất (ñường 2 và 3). Khi mất nguồn với
cơng suất nhỏ (đường 2), phụ tải vẫn có thể làm việc nhưng điện áp bị giảm

thấp. Nếu mất mạch với cơng suất lớn (đường 3) nút tải sẽ bị sụp ñổ ñiện áp.
1.1.2 Khái niệm về ổn ñịnh ñộng
Khái niệm về ổn ñịnh ñộng gắn liền với q trình q độ (QTQð) diễn
ra trong hệ thống sau những kích động lớn (sự cố ngắn mạch, đóng cắt phần
tử đang mang tải ...).
P
P
1

Pm1

Pm1

2

Pm2

Pm2

P
δ01 δ'01 δmax

0

δ

0 δ01 δ'01

δ'02

δ

δ

δ

t

t

b)

a)

Hình 1.4: ðặc tính cơng suất máy phát khi cắt một trong hai ñường dây
truyền tải
Vẫn xét sơ ñồ hệ thống ñiện trên hình 1.2. Giả thiết một trong 2 ñường
dây ñột ngột bị cắt ra (do sét ñánh chẳng hạn). Sau khi đường dây bị cắt, điện

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

8


kháng ñẳng trị hệ thống X tăng lên ñột ngột làm cho đặc tính cơng suất máy
phát hạ thấp xuống (đường cong 2). ðiểm cân bằng mà hệ thống có thể làm
việc xác lập sau sự cố là δ'01 (ñiểm cân bằng ổn ñịnh tĩnh). Tuy nhiên chuyển
từ δ01 sang δ'01 là QTQð, diễn ra theo đặc tính động của hệ thống. Q trình
có thể chuyển thành CðXL tại δ'01 hoặc khơng, phụ thuộc tính chất hệ thống
và mức độ kích động.

Tại thời điểm đầu, do qn tính của roto máy phát góc lệch δ chưa kịp
thay đổi. Tuy nhiên, cơng suất điện từ giảm xuống, PT > P(δ) làm máy phát
quay nhanh lên, góc δ tăng dần. ðến thời điểm góc lệch bằng δ'01 thì tương
quan cơng suất trở nên cân bằng. Tuy vậy, góc lệch δ vẫn tiếp tục tăng do
qn tính. Thực chất của q trình chuyển ñộng quán tính này là ñộng năng
tích luỹ trong roto được chuyển hố thành cơng thắng momen hãm. ðến thời
điểm góc lệch bằng δmax (xem hình 1.4 a) động năng bị giải phóng hồn tồn,
góc lệch δ khơng tăng được nữa - thời điểm góc lệch δ cực đại. Sau thời điểm
này, khơng cịn động năng, mà P(δ) > PT (mơmen hãm lớn hơn momen phát
động), do đó roto quay chậm lại, góc δ giảm. Tiếp tục phân tích ta nhận được
q trình dao động của góc lệch δ. Nếu kể đến mơmen cản ma sát, q trình
sẽ tắt dần về ñiểm cân bằng δ'01 của chế ñộ xác lập mới. Trong trường hợp
này, CðQð diễn ra bình thường và hệ thống ổn ñịnh ñộng.
Cũng với hệ thống trên nhưng xét trường hợp trị số ñiện kháng ñường
dây chiếm tỉ lệ lớn hơn trong ñiện kháng ñẳng trị hệ thống (khi đường dây
dài). ðặc tính cơng suất sau khi cắt một trong hai ñường dây sẽ hạ xuống thấp
hơn, như trên hình 1.4 b. Trong trường hợp này khi góc lệch δ tăng nó khơng
dừng lại ở trị số δmax trước khi đến điểm δ'02. ðó là vì cơng hãm (tỉ lệ với phần
diện tích giới hạn bởi đường cong 2 nằm bên trên đường đặc tính cơng suất
tua-bin PT) nhỏ hơn động năng tích luỹ trước đó của roto máy phát (tỉ lệ với

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

9


diện tích gạch chéo nằm dưới PT). Sau khi vượt qua δ'02 tương quan cơng suất
lại đổi chiều PT > P(δ) nên góc lệch δ tiếp tục tăng. Dễ thấy tương quan công
suất PT > P(δ) sẽ tồn tại tiếp tục với trị số δ vượt quá 2π, nghĩa là mất ñồng bộ
tốc ñộ quay của máy phát. Hơn thế nữa q trình tiếp tục tích luỹ động năng

vào roto, nên trị số rất lớn (tỉ lệ với diện tích gạch chéo nằm dưới PT). ðộng
năng này làm góc δ tăng trưởng vơ hạn. Hệ thống mất ổn định động.
Có thể xét tương tự cho QTQð diễn ra trong HTð thuộc sơ đồ hình 1.3
khi có sự cố phải cắt ñột ngột một vài máy phát. Trong trường hợp này đặc
tính cơng suất phát phản kháng bị hạ thấp đột ngột sau thời ñiểm máy phát bị
cắt, ñiện áp U sẽ dao ñộng tắt dần về ñiểm cân bằng mới hoặc tiến đến 0 phụ
thuộc vào tính nặng nề của sự cố - cắt nhiều hay ít cơng suất của máy phát
(xem hình 1.3).
Từ các ví dụ trên cũng cịn nhận thấy rằng sau những biến động sự cố
có thể khơng tồn tại cả điểm cân bằng trạng thái hệ thống. Chẳng hạn đặc tính
cơng suất phát QF bị giảm xuống q thấp (đường cong 3 trên hình 1.3),
khơng cắt ñặc tính Qt. Trong các trường hợp như vậy hiển nhiên QTQð
khơng ổn định vì khơng có điểm cân bằng. Nói khác đi sự tồn tại CðXL sau
sự cố là ñiều kiện cần ñể hệ thống có ổn ñịnh ñộng.
Người ta thường sử dụng các ñịnh nghĩa ổn ñịnh như sau ñối với HTð [1]:
- Ổn ñịnh tĩnh là khả năng của hệ thống, sau những kích động nhỏ phục
hồi ñược trạng thái cân bằng ban ñầu hoặc rất gần với trạng thái ban đầu
(trong trường hợp kích động thường xuyên, ngẫu nhiên).
- Ổn ñịnh ñộng là khả năng của hệ thống sau những kích động lớn phục
hồi được trạng thái xác lập ban ñầu hoặc gần với trạng thái ban đầu (trạng thái
vận hành cho phép).

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

10


1.2. Yêu cầu ñảm bảo chất lượng ñiện áp và ổn ñịnh phụ tải lưới ñiện
phân phối
1.2.1 Khái niệm chung

Chất lượng điện áp (CLðA) trong LðPP nói chung và lưới ñiện trung
áp (LðTA) nói riêng là một chỉ tiêu quan trọng, ln phải được quan tâm và
đảm bảo từ khâu thiết kế đến vận hành. Có các chỉ tiêu khác nhau ñược ñặt ra
ñể ñánh giá, kiểm tra CLðA cho lưới điện, đồng thời trên cơ sở đó đề ra các
biện pháp ñảm bảo. Ở giai ñoạn quy hoạch thiết kế cũng như q trình vận
hành, để đánh giá CLðA người ta thường áp dụng các chỉ tiêu ñơn giản như:
ñộ lệch ñiện áp lớn nhất (so với ñịnh mức) trong chế độ làm việc bình thường
và chế độ sau sự cố, dao ñộng ñiện áp lớn nhất từ chế ñộ phụ tải cực tiểu ñến
phụ tải cực ñại ...
Ngoài các chỉ tiêu này cịn cần phải xét đến hàng loạt các chỉ tiêu
khác có ý nghĩa mở rộng hơn liên quan đến đặc trưng ổn định. ðó là vì ổn
ñịnh ñiện áp vừa ñặc trưng cho chất lượng ñiện ỏp va ủc trng cho ủ tin
cy CC.
u

U
Vùng ổn định

Cú s c lm gim
ủin ỏp cung cp

Độ dự trữ

Sp ủ
ủin ỏp

A
C

Ch ủ

gn gii
hn

Giới hạn
Vùng không ổn định

Q

0

Dao ủng khụng
ủng b
t

Q max

a)

b)
Hình 1.5: Q trình sụp đổ điện áp
a. ðặc tính công suất
b. QTQð theo thời gian

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

11


Hình 1.5 minh họa diễn biến q trình q độ dẫn ñến mất ổn
ñịnh ñiện áp nút tải. Do những ngun nhân từ phía hệ thống (sự cố,

đóng cắt phụ tải, thay ñổi thành phần nguồn ... ) ñiện áp nút có thể sụt
xuống, tương quan cơng suất thay đổi, tiến gần ñến giới hạn ổn ñịnh. Ở
chế ñộ này cơng suất vẫn cịn giữ được cân bằng, tuy nhiên, ñiện áp dao
ñộng rất mạnh. Tiếp theo, một biến ñộng ngẫu nhiên (thường do chính
hoạt động của phụ tải) điện áp nút sụt sâu và bắt đầu q trình sụp đổ
điện áp, cơng suất khơng cịn giữ được cân bằng. Cuối cùng là q trình
dao động mạnh cả về điện áp lẫn cơng suất nút.
Như vậy vấn đề đặt ra là cần ñảm bảo cho trạng thái của nút phụ
tải có khoảng cách đủ xa so với chế độ giới hạn. Nói cách khác là đảm
bảo độ dự trữ ổn ñịnh ñủ lớn.
Những chỉ tiêu trực tiếp hay gián tiếp liên quan ñến chế ñộ giới hạn và
ñánh giá mức độ ổn định cũng đã được các cơng trình nghiên cứu và ñưa vào
khi quy hoạch thiết kế và vận hành HTCCð. Ví dụ, đánh giá mức độ ổn định
dựa trên cơ sở phân tích độ nhạy điện áp theo cơng suất, phân tích chỉ số ổn
định phụ tải (L-indicator). Càng gần đến giới hạn mất ổn định thì độ nhạy
ñiện áp sẽ càng lớn (dao ñộng mạnh) và chỉ số ổn ñịnh càng gần với giá trị 1
(L thay ñổi từ 0 tới 1). Mục ñích cuối cùng là ñưa ra các giải pháp nâng cao
chất lượng ñiện áp và độ tin cậy cho HTCCð.
Cũng cần nói thêm là khái niệm ổn định mang tính hệ thống, vì thế ñảm
bảo ổn ñịnh ñiện áp sẽ nâng cao ñược chất lượng ñiện năng xét ñến các yếu tố
ảnh hưởng chung của toàn hệ thống.
1.2.2 Ảnh hưởng giới hạn cung cấp điện theo điều kiện ổn định điện áp
Ngồi mục đích nâng cao chất lượng ñiện áp và ñộ tin cậy cung cấp
ñiện, việc xét ñến giới hạn ổn ñịnh ñiện áp cịn có ý nghĩa đảm bảo giới
hạn CCð.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

12

Trong mục này khảo sát giới hạn cung cấp ñiện của LðTA ñơn giản
nhất (cung cấp cho 1 phụ tải qua một tuyến ñường dây) theo các ñiều kiện
khác nhau, biểu diễn trên cùng mặt phẳng cơng suất để có thể so sánh.
1.2.2.1. Giới hạn CCð theo các ñiều kiện khác nhau, biểu diễn trên mặt
phẳng cơng suất
a. Theo điều kiện dịng phát nóng
Dây dẫn cần được lựa chọn sao cho dịng điện làm việc cưỡng bức (lớn
nhất, kéo dài) nhỏ hơn dịng điện cho phép:
I ≤ I'cp=k1*k2...kn*Icp (A).

(1.3)

Xét giới hạn theo cơng suất ta có:
S ≤ 3 U*Icp* k1*k2...kn = Sgh

(1.4)

Biểu diễn trên mặt phẳng công suất (P,Q) ta có giới hạn CCð theo điều
kiện phát nóng là hình trịn tâm (0,0) bán kính bằng Sgh :
S2=P2+Q2 ≤ Sgh

(1.5)

Trong đó: Icp dịng điện làm việc lâu dài chạy trong dây dẫn, đảm bảo
nhiệt độ phát nóng ở giới hạn cho phép, trong ñiều kiện tiêu chuẩn; k1, k2... kn
là các hệ số hiệu chỉnh theo các ñiều kiện khác với tiêu chuẩn; S là công suất
truyền tải; U là điện áp làm việc, có thể tính gần đúng theo trị số ñịnh mức.
b. Theo ñiều kiện tổn thất ñiện áp
Tổn thất điện áp tính đến cuối đường dây có thể tính gần đúng theo

thành phần cùng pha với điện áp nút:
Ta có:

∆U ≈

PR + QX
U

(1.6)

Trong đó: Z = R 2 + X 2 - là tổng trở ñường dây; ðiện áp U có thể lấy gần
đúng theo trị số ñịnh mức.
Gọi ∆Ucp là trị số tổn thất ñiện áp cho phép, S là cơng suất truyền tải,
có góc cơng suất φ.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

13


Ta có: ∆U =

S( R cos ϕ + X sin ϕ)
≤ ∆U cp
U

(1.7)

U
∆U cp ;

R cos ϕ + X sin ϕ

hay S (ϕ ) ≤

(1.8)

Biểu diễn (1.8) trên mặt phẳng (P,Q) ta có giới hạn CCð theo điều kiện
tổn thất ñiện áp (ñường ellip).
c. Theo ñiều kiện sụp ñổ ñiện áp (trình bày đủ hơn trong chương 2)

.

~ . I.
U2

.

YL

S2

.

.

2

S1

I1.

U 1 T¶i

YQ

Hình 1.6. Sơ đồ khảo sát giới hạn CCð theo ðK sụp ñổ ñiện áp
*

Với sơ ñồ ñơn giản hình 1.6, ta có:

.

.

.

.

.

Y11 U1 + Y12 U 2 = I1 =

S1
*

(1.9)

U1
*
.

*

hay U12 + U 0 U1 =

S1
.

= a1+jb1

(1.10)

Y11
.

.
.

Với U 0 =

Y12
.

Y11

YL

.

U2 = -

.

.
.

YL + YQ

(1.11)

U2

Trong đó: S1 là cơng suất truyền tải từ nguồn tới nút tải (MVA), U1; U2
lần lượt là ñiện áp nút tải, nút nguồn (kV); Y là tổng dẫn ñường dây (1/Ω);
.

.

YL , YQ lần lượt là tổng dẫn ngang, dọc mạng hình Π .
.

.

.

Xét cho lưới phân phối nên ta có YQ = 0 nên U 0 = - U 2

(1.12)

Từ (1.10) ta chuyển sang dạng thực, giải hệ phương trình ta có:
U1=

U 22
U 24
+ a1 ±
+ a1U 22 − b12 =
2
4

với r =

U 22Y11
+ Cos( Φ S1 + ΦY 11 )
2S1

S1
(r ± r 2 − 1 )
Y11

(1.13)
(1.14)

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

14


Trong đó: Φs1 là góc cơng suất phụ tải, ΦY 11 là góc tổng dẫn nút 1.
Nghiệm cho thấy, trong giới hạn nào đó của cơng suất có 2 điểm cân
bằng ứng với các điện áp nút tải. Có thể chứng minh ñược ñiểm cân bằng ổn
ñịnh tương ứng với nghiệm lớn hơn trong (1.13). Ở ñây ta quan tâm ñến chế

ñộ truyền tải giới hạn. ðó là lúc hệ phương trình có nghiệm kép (các đặc tính
có suất tiếp xúc với nhau tại ñiểm cân bằng), nghĩa là lúc:
r=

U 22Y11
+ Cos( Φ S1 + ΦY 11 ) = 1
2S1

Dễ thấy khi ở giới hạn: U1gh =

(1.15)

U 22
+ a1 .
2

Ngoài ra từ (1.15) ta cịn có quan hệ:
S1 =

U 22 Y11
2[1 − Cos(Φ S1 + Φ Y11 )]

(1.16)

Biểu thức (1.16) thực chất là quan hệ giữa hàm S1 với Φs1 .
Xét trong hệ tọa độ cực đường cong có dạng ellipe trên mặt phẳng cơng
suất (P,Q). Biết điện áp đầu nguồn U2, tổng dẫn Y11 ta có thể xây dựng ñược
ñường cong giới hạn của S1 truyền tải từ nguồn cung cấp cho phụ tải cuối
ñường dây. Miền ổn ñịnh tương ứng với phía cơng suất nhỏ (gần gốc tọa ñộ).
1.2.2.2. Kết quả khảo sát cụ thể (bằng số) cho lưới ñiện ñơn giản

Xét lưới ñiện 22kV cấp ñiện cho phụ tải St = (9,3+j5,74)MVA. Dây
dẫn AC-150mm2, Icp= 445A, R0=0,2Ω/km; X0= 0,355Ω/km (lựa chọn theo
ñiều kiện kinh tế). Khảo sát giới hạn cung cấp ñiện khi chiều dài tuyến dây
thay đổi.
1. Theo điều kiện phát nóng. Sử dụng cơng thức (1.4), với Icp = 445A, hệ số
hiệu chỉnh theo nhiệt ñộ môi trường k=0,9 ta xác ñịnh ñược giới hạn công
suất truyền tải Sgh = 15,2MVA. Giới hạn CCð theo điều kiện phát nóng
khơng phụ thuộc vào khoảng cách truyền tải công suất.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………..

15