1. Trang Chủ
  2. Điện - Điện tử
  3. Bài giảng Hệ thống điện - Trường ĐH Công nghệ Sài Gòn

Bài giảng Hệ thống điện - Trường ĐH Công nghệ Sài Gòn

Bài giảng Hệ thống điện cung cấp cho học viên những kiến thức về: biểu diễn hệ thống điện năng; các thông số của đường dây tải điện; tính toán đường dây tải điện; các phương pháp tổng quát tính toán lưới điện; phân bố công suất trên mạng điện;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng! MỤC LỤC CHƯƠNG 1: BIỂU DIỄN HỆ THỐNG ĐIỆN NĂNG 1.1 Dòng sin và áp sin ------------------------------------------------------------------------------- 1 1.2 Ký hiệu hai chữ số ----------------------

Thể loại Tài liệu miễn phí Điện - Điện tử

Số trang 98

Ngày tạo 4/8/2023 8:53:19 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 1.67 M

Tên tệp

Tải Bài giảng Hệ thống điện - Trường ĐH Công nghệ Sài ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. MỤC LỤC CHƯƠNG 1: BIỂU DIỄN HỆ THỐNG ĐIỆN NĂNG 1.1 Dòng sin và áp sin ------------------------------------------------------------------------------- 1 1.2 Ký hiệu hai chữ số ------------------------------------------------------------------------------- 2 1.3 Công suất trong mạch sin một pha ------------------------------------------------------------ 3 1.3.1 Công suất tức thời, phản kháng và biểu kiến ---------------------------------------------- 3 1.3.2 Áp phức, dòng phức, tổng trở phức, công suất phức ------------------------------------- 4 1.3.3 Chiều truyền công suất ----------------------------------------------------------------------- 6 1.4 Mạch điện 3pha cân bằng ---------------------------------------------------------------------- 7 1.4.1 Mạch điện 3pha Y-Y cân bằng -------------------------------------------------------------- 7 1.4.2 Mạch điện 3pha Y-  cân bằng ------------------------------------------------------------- 9 1.5 Sơ đồ một dây ------------------------------------------------------------------------------------ 11 1.5.1 Các ký hiệu thiết bị điện---------------------------------------------------------------------- 11 1.5.2 Sơ đồ một dây---------------------------------------------------------------------------------- 12 1.5.3 Sơ đồ tổng trở và sơ đồ điện kháng --------------------------------------------------------- 12 1.6 Hệ đơn vị tương đối ----------------------------------------------------------------------------- 13 1.6.1 Lý do sử dụng. Định nghĩa ------------------------------------------------------------------- 13 1.6.2 Tập hợp tối thiểu các đại lượng cơ sở ------------------------------------------------------ 14 1.6.3 Cách tính các đại lượng cơ sở trong hệ thống điện --------------------------------------- 15 1.7 Đổi cơ sở ------------------------------------------------------------------------------------------ 19 Bài tập chương 1 ------------------------------------------------------------------------------------- 21 CHƯƠNG 2: CÁC THÔNG SỐ CỦA ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN 2.1 Điện trở ------------------------------------------------------------------------------------------- 24 2.1.1 Điện trở một chiều ---------------------------------------------------------------------------- 24 2.1.2 Điện trở xoay chiều --------------------------------------------------------------------------- 24 2.1.3 Sự thay đổi của điện trở theo nhiệt độ ------------------------------------------------------ 24
  2. 2.2 Điện cảm ------------------------------------------------------------------------------------------ 25 2.2.1 Đường dây một pha hai dây------------------------------------------------------------------ 25 2.2.2 Đường dây ba pha ba dây -------------------------------------------------------------------- 27 2.2.3 Đường dây chùm ------------------------------------------------------------------------------ 28 2.2.4 Đường dây ba pha mạch kép----------------------------------------------------------------- 29 2.2.5 Đưởng dây ba pha cấu tạo từ dây chùm ---------------------------------------------------- 30 2.3 Điện dung ----------------------------------------------------------------------------------------- 31 2.3.1 Đường dây một pha hai dây------------------------------------------------------------------ 31 2.3.2 Đường dây ba pha ba dây -------------------------------------------------------------------- 31 2.3.3 Anh hưởng của đất tới điện dung của đường dây ba pha -------------------------------- 32 2.3.4 Đường dây ba pha mạch kép----------------------------------------------------------------- 33 2.3.5 Đường dây ba pha có cấu tạo từ dây chùm ------------------------------------------------ 33 Bài tập chương 2 ------------------------------------------------------------------------------------- 35 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN 3.1 Biểu diễn đường dây tải điện ------------------------------------------------------------------ 38 3.2 Đường dây ngắn --------------------------------------------------------------------------------- 40 3.2.1 Mạch tương đương. Các phương trình hoạt động----------------------------------------- 40 3.2.2 Phần trăm thay đổi điện áp ------------------------------------------------------------------- 41 3.2.3 Đồ thị vectơ ------------------------------------------------------------------------------------ 41 3.2.4 Hiệu suất tải điện ------------------------------------------------------------------------------ 42 3.3 Đường dây trung bình --------------------------------------------------------------------------- 43 3.3.1 Mạch tương đương hình  danh định ----------------------------------------------------- 43 3.3.2 Mạch tương đương hình T danh định------------------------------------------------------- 46 3.4 Đường dây dài ----------------------------------------------------------------------------------- 48 3.4.1 Phương trình đường dâydài ------------------------------------------------------------------ 48 3.4.2 Dạng Hypebol của phương trình đường dây dài ------------------------------------------ 51 3.4.3 Mạch tương đương hình  của đường dây dài ------------------------------------------- 53 3.5 Khảo xác đường dây bằng mạch hai cửa ----------------------------------------------------- 54
  3. 3.6 Công suất truyền tải trên đường dây ---------------------------------------------------------- 55 Bài tập chương 3 ------------------------------------------------------------------------------------- 60 Chương 4: CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG QUÁT TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN 4.1 Phép biến đổi nguồn----------------------------------------------------------------------------- 63 4.2 Ma trận tổng dẫn thanh cái --------------------------------------------------------------------- 63 4.3 Xác định các phần tử của Ytc ------------------------------------------------------------------ 66 Bài tập chương 4 ------------------------------------------------------------------------------------- 68 Chương 5: PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRÊN MẠNG ĐIỆN 5.1 Tổng quát ----------------------------------------------------------------------------------------- 70 5.2 Công suất truyền trên đường dây ngắn ------------------------------------------------------- 70 5.3 Một quy trình lặp -------------------------------------------------------------------------------- 73 5.4 Phương trình phân bố công suất --------------------------------------------------------------- 74 5.4.1 Phân biệt các loại nút trong hệ thống điện ------------------------------------------------- 74 5.4.2 Ma trận tổng dẫn nút để khảo sát công suất ----------------------------------------------- 75 5.4.3 Giải bài toán phân bố công suất bằng phép lặp Gauss – Seidel ------------------------ 78 5.4.4 Phương pháp Newton - Raphson để giải phương trình, hệ phương trình phi tuyến -- 81 5.4.5 Giải bài toán phân bố công suất dùng phương pháp lặp Newton - Raphson --------- 84 5.5 Quy định điều chỉnh điện áp thanh cái ------------------------------------------------------- 88 Bài tập chương 5 ------------------------------------------------------------------------------------- 92
  4. BAØI GIAÛNG HỆ THỐNG ÑIEÄN Chöông 1 BIEÅU DIEÃN HEÄ THOÁNG ÑIEÄN NAÊNG 1.1. DOØNG ÑIEÄN VAØ ÑIEÄN AÙP HÌNH SIN Ñieän aùp vaø doøng ñieän xoay chieàu coù daïng sin vôùi taàn soá khoâng ñoåi. Phöông trình daïng sin: (V) (1.1) (A) (1.2) - Trò hieäu duïng phöùc ñöôïc bieåu dieãn: (V) (1.3) (A) (1.4) Trong ñoù:  vaø laø goùc pha ban ñaàu cuûa ñieän aùp vaø doøng ñieän ( )  laø taà soá goùc (rad/s) vôùi . Trong ñoù taàn soá f (Hz) vaø chu kyø T coù moái quan heä bôûi coâng thöùc  laø aùp phöùc (V)  laø doøng phöùc (A)  laø aùp cöïc ñaïi, V laø aùp hieäu duïng, laø doøng cöïc ñaïi, I laø doøng hieäu duïng, v laø aùp töùc thôøi, i laø doøng töùc thôøi .  Neáu moät ñieän aùp ñöôïc sinh ra trong moät maùy phaùt ñieän, ta goïi ñoù laø moät söùc ñieän ñoäng(s. ñ. ñ) vaø thöôøng duøng kyù hieäu ( daïng phöùc), (hieäu duïng). Ví duï 1.1: Cho ñieän aùp vaø doøng ñieän bieåu dieãn bôûi caùc phöông trình: (V) (A) Ta coù theå bieåu dieãn döôùi daïng phöùc: (V) TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC COÂNG NGHEÄ SAØI GOØN Trang 1
  5. BAØI GIAÛNG HỆ THỐNG ÑIEÄN (A) Vôùi:  vaø  laø taà soá goùc (rad/s) vôùi  (V), V=2(V) , (A), (A) Giaù trò phöùc ta coù theå vieát ôù daïng cöïc hoaëc daïng ñaïi soá: (V) (A) 1.2. KYÙ HIEÄU HAI CHÆ SOÁ Xeùt moät maïch moät cöûa (hay hai cöïc ) treân hình 1.1a vôùi ñieän aùp v=v(t)(V) vaø doøng (A) i i ab + a a + v M M v ab M v ab - - b b a) b) c) Hình 1.1 Kyù hieäu hai chöõ soá  Neáu v > 0 thì ñaàu ( + ) coù ñieän theá thöïc teá cao hôn ñaàu ( - )  Neáu v < 0 thì ñaàu ( + ) coù ñieän theá thöïc teá thaáp hôn ñaàu ( - )  Neáu i > 0 thì doøng thöïc teá chaïy ñuùng chieàu muõi teân.  Neáu i < 0 thì doøng thöïc teá chaïy ngöôïc chieàu muõi teân. Baây giôø, goïi hai ñaàu ra cuûa maïch moät cöûa laø a vaø b (hình 1.1b) vaø duøng kyù hieäu hai chæ soá nhö nhau:  vab =va – vb = ñieän theá cuûa a ñoái vôùi b.  iab = doøng chaïy qua maïch moät cöûa töø a ñeán b. TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC COÂNG NGHEÄ SAØI GOØN Trang 2
  6. BAØI GIAÛNG HỆ THỐNG ÑIEÄN Maëc duø ta khoâng caàn veõ caùc daáu ( + ) ,( - ) cuûa v vaø muõi teân cuûa i leân hình 1.1b, ta vaãn xaùc ñònh roõ raøng Vab vaø iab nhö treân hình 1.1c. Ñaây laø öu ñieåm cuûa kyù hieäu hai chæ soá, ñaëc bieät laø ñoái vôùi maïch ñieân ba pha. 1.3. COÂNG SUAÁT TRONG MAÏCH ÑIEÄN HÌNH SIN 1 PHA 1.3.1 Coâng suaát töùc thôøi, taùc duïng, phaûn khaùng vaø bieåu kieán Neáu hình 1.1a vôùi M laø moät thieát bò ñieän coù maïch töông ñöông laø moät toå hôïp cuûa caùc phaàn töû goàm ñieän trôû R, cuoän caûm L vaø tuï ñieân C. Ta goïi M laø maïch moät cöûa thuï ñoäng. Caùc bieåu thöùc cuûa aùp vaø doøng ñieän theo bieåu thöùc: (V) (1.5) (A) (1.6) Ta bieåu dieån v vaø i bôûi caùc vectô pha vectô V va vectô I treân hình 1.2 y  v  I    o x Hình 1.2 Bieåu dieãn vectô pha cuûa doøng vaø aùp Ta coù moái quan heä: laø goùc leäch pha giöõa doøng vaø aùp. Coâng suaát töùc thôøi p , coâng suaát taùc duïng P, coâng suaát phaûn khaùng Q vaø coâng suaát bieåu kieán S tieâu thuï cuûa M laàn löôït laø: p (t) = v (t) i (t) (W) (1.7) TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC COÂNG NGHEÄ SAØI GOØN Trang 3
  7. BAØI GIAÛNG HỆ THỐNG ÑIEÄN P = V I cos (W) (1.8) Q= V I sin( (VAR) (1.9) S = V I (VA) (1.10) 1.3.2. AÙp phöùc. doøng phöùc, toång trôû phöùc vaø coâng suaát phöùc Im  o I v Z  Z  R  j.X Z X  (M) I Z     o Re o R a) b) c) Hình 1.3 a: Maïch phöùc thuï ñoäng, b: AÙp phöùc vaø doøng phöùc, c: Toång trôû phöùc  AÙp phöùc vaø doøng phöùc Phöông trình daïng sin: (V) (1.11) (A) (1.12) - AÙp phöùc vaø doøng phöùc ñöôïc bieåu dieãn: (V) (1.13) (A) (1.14)  Toång trôû phöùc (maïch R,L,C noái tieáp) Toång trôû phöùc kyù hieäu laø R L C Hình 1.4: Maïch R,L,C noái tieáp TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC COÂNG NGHEÄ SAØI GOØN Trang 4
  8. BAØI GIAÛNG HỆ THỐNG ÑIEÄN Ta coù (1.15) Vôùi ( ) (1.16) ( ) (1.17) Ta coù theå vieát döôùi daïng cöïc: hoaëc daïng ñaïi soá Vôùi R laø ñieän trôû vaø X laø ñieän khaùng cuûa maïch. Coâng thöùc ñònh luaät Ohm: (1.18)  Coâng suaát phöùc Im o S  S Q  P  jQ S S Q   o P Re P a) b) Hình 1.5: a) Coâng suaát phöùc b)Tam giaùc coâng suaát Coâng suaát phöùc ñöôïc vieát döôùi haïng cöïc hoaëc ñaïi soá: (1.19) Trong ñoù: S: coâng suaát bieåu kieán (V.A) P: coâng suaát taùc duïng (W) Q: coâng suaát phaûn khaùng (VAR) laø goùc pha cuûa coâng suaát : heä soá coâng suaát Vôùi S=VI, P=Scosφ, Q=Ssinφ , (1.20) TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC COÂNG NGHEÄ SAØI GOØN Trang 5
  9. BAØI GIAÛNG HỆ THỐNG ÑIEÄN Moái quan heä giöõa coâng suaát phöùc, aùp phöùc vaø doøng phöùc: (1.21) Trong ñoù laø lieân hieäp cuûa ( neáu thì ) 1.3.3. Chieàu truyeàn coâng suaát o I + M o V o S  P  jQ - Hình 1.6: Chieàu truyeàn coâng suaát P vaø Q Treân hình 1.6 M laø maïch cuûa moät cöûa baát kyø (goàm nguoàn, ñieän trôû ,cuoän caûm ,tuï ñieän) Ta phaùt bieåu nhö sau  Neáu P>0,maïch M tieâu thuï coâng suaát taùc duïng  neáu P0, maïch M tieâu thuï coâng suaát phaûn khaùng  Neáu Q
  10. BAØI GIAÛNG HỆ THỐNG ÑIEÄN GIAÛI: Doøng chaïy töø maùy 1 sang maùy 2: . . . E1  E 2 100  j 0  (86,6  j50) 13,4  j50 I   Z j5 j5 =-10-j2,68 =10,35 (A Caùc coâng suaát phöùc tieâu thuï bôûi maùy 1 vaø maùy 2 laàn löôït laø = P1  jQ1  10010  j 2,68  1000  j 2,68 VA = 86,6  j5010  j 2,68  1000  j 268 VA Vaäy ta coù caùc keát quaû sau  P1 =1000W :maùy 1 thöïc teá tieâu thuï 1000W(noù laø ñoäng cô)  Q1 =-268 var :maùy 1 thöïc teá cung caáp 268 var  P2= -1000w:maùy 2 thöïc teá phaùt ra 1000w(noù laø maùy phaùt)  Q2 = -268 var: maùy 2 thöïc teá cung caáp 268 var Coâng suaát phaûn khaùng tieâu thuï trong toång trôû Z = j X laø Q3 = I2X =10,3525 =536w Chuù yù caùc tính chaát baûo quaûn cuûa P vaø Q nhö sau  Taát caû coâng suaát do toång maùy 2 sinh ra(1000w) ñöôïc truyeàn cho maùy 1, vì toång trôû Z khoâng tieâu thuï P.  Caùc coâng suaát phaûn khaùng do maùy 1 vaø maùy 2 sinh ra(268 var +268 var) ñöôïc tieâu thuï trong caûm khaùng 5 cuûa ñöôøng daây (536 var). 1.4 MAÏCH ÑIEÄN 3 PHA CAÂN BAÈNG 1.4.1 Maïch ñieän 3 pha Y – Y caân baèng Ñeå noái hình sao ta noái ba ñieåm cuoái cuûa caùc pha vôùi nhau taïo thaønh ñieåm trung tính. Ñoái vôùi nguoàn, ba ñieåm cuoái x,y,z noái vôùi nhau thaønh ñieåm trung tính n cuûa nguoàn. Ñoái vôùi taûi, ba ñieåm cuoái X,Y, Z noái vôùi nhau taïo thaønh trung tính cuûa taûi N. Sô ñoà maïch ba pha seõ coù theå laø maïch noái sao 3 daây ( khoâng daây trung tính) hoaëc sao 4 daây ( coù daây trung tính). TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC COÂNG NGHEÄ SAØI GOØN Trang 7
  11. BAØI GIAÛNG HỆ THỐNG ÑIEÄN o Ea'n a' a A _ Zg Zp  o Eb'n b' b B n Zg Zp N  _ o Ec'n c' c C _ Zg Zp  Hình 1.8: Maïch ñieän ba pha Y – Y caân baèng Ñoái vôùi maïch ba pha caân baèng, doøng ñieän (ñieän aùp) caùc pha coù trò soá baèng nhau vaø leäch pha nhau moät goùc 2π / 3. Theo tính chaát cuûa maïch ñieän, ba pha caân baèng thì ñieåm trung tính n cuûa nguoàn vaø ñieåm trung tính N cuûa taûi coù cuøng ñieän theá. Do ñoù, maïch ba pha coù theå taùch ra thaønh ba maïch moät pha ñoäc laäp goïi laø maïch quy về moät pha. o Ea'n a' a A _ Zg Zp  n N Hình 1.9: Maïch moät pha töông ñöông cuûa maïch Hình 1.8 Ta coù caùc heä thoáng caân baèng sau:  Doøng pha: , trò hieäu duïng laø  Doøng daây: trò hieäu duïng laø  AÙp pha : , trò hieäu duïng laø  AÙp daây: : , trò hieäu duïng laø TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC COÂNG NGHEÄ SAØI GOØN Trang 8
  12. BAØI GIAÛNG HỆ THỐNG ÑIEÄN Neáu goïi: Z  Z p  (1.22) Laø toång trôû pha vaø P, Q, S laø coâng suaát taùc duïng, phaûn khaùng vaø bieåu kieán tieâu thuï bôûi taûi ba pha, ta coù: I d = Ip (1.23) Vd = V p 3 (1.24) P = 3Vd I d cos  (1.25) Q = 3Vd I d sin  (1.26) S= 3Vd I d (1.27) 1.4.2 Maïch ñieän ba pha Y -  caân baèng: Muoán noái hình tam giaùc ta laáy ñaàu pha naøy noái vôùi cuoái pha kia. Ví duï ôû nguoàn: a noái vôùi z; b noái vôùi x; c noái vôùi y (hình 1.10a) vaø töôïng töï ñoái vôùi taûi (hình 1.10b). a b c A B C X Y Z x y z Hình 1.10 a Hình 1.10 b TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC COÂNG NGHEÄ SAØI GOØN Trang 9
  13. BAØI GIAÛNG HỆ THỐNG ÑIEÄN Nguoàn aùp ba pha töông töï hình 1.8, nhöng khoâng coù daây trung tính nN. Taûi ba pha ñaáu  ñöôïc veõ treân hình 1.11. o Ea'n a' a A _ Zg  o E b'n Zp b' b n Zg B Zp  _ o Zp Ec'n c' c _ Zg  C Hình 1.11 Maïch ñieän ba pha Y -  caân baèng Ta coù caùc heä thoáng caân baèng sau:  Doøng pha: , trò hieäu duïng laø  Doøng daây: trò hieäu duïng laø  AÙp pha : , trò hieäu duïng laø  AÙp daây: : , trò hieäu duïng laø Ta coù: Vd = V p (1.28) Id = I p 3 (1.29) Caùc coâng suaát P, Q, S ñöôïc cho bôûi (1.25), (1.26) vaø (1.27) nhö maïch Y – Y. Muoán veõ 1 maïch töông ñöông cuûa Hình 1.11, ta thay 3 toång trôû Z P ñaáu  bôûi 3 toång trôû Z P / 3 ñaáu Y: 1 ZY  Z  (1.30) 3 TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC COÂNG NGHEÄ SAØI GOØN Trang 10
  14. BAØI GIAÛNG HỆ THỐNG ÑIEÄN 1.5 SÔ ÑOÀ MOÄT DAÂY 1.5.1 Caùc kyù hieäu thieát bò ñieän Maùy bieán aùp hai daây quaán Maùy bieán aùp ba daây quaán Caàu chì Maùy bieán doøng Maùy caét daàu ( hoaëc chaát loûng khaùc ) Maùy caét khoâng khí Ba pha ñaáu sao , trung tính khoâng noái ñaát Ba pha ñaáu sao , trung tính noái ñaát Ba pha ñaáu tam giaùc Hay Maùy bieán theá A V Ampere keá vaø voân keá Hình 1.12: Caùc kyù hieäu thieát bò ñieän TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC COÂNG NGHEÄ SAØI GOØN Trang 11
  15. BAØI GIAÛNG HỆ THỐNG ÑIEÄN 1.5.2 Sô ñoà moät daây (sô ñoà ñôn tuyeán) Trong heä thoáng ñieän, ba thieát bò quan troïng nhaát laø maùy phaùt ñoàng boä, maùy bieán aùp vaø ñöôøng daây taûi ñieän. Ñaây laø caùc thieát bò ba pha, nhöng moät heä thoáng ba pha caân baèng luoân luoân ñöôïc giaûi baèng maïch moät pha töông ñöông goàm moät trong ba daây pha (ta thöôøng choïn pha a) vaø daây trung tính trôû veà.Thöôøng maïch seõ ñöôïc ñôn giaûn hôn nöõa baèng caùch boû daây trung tính vaø thay caùc phaàn töû bôûi kyù hieäu chöù khoâng bôûi maïch töông ñöông. Ñöôøng daây taûi ñieän ñöôïc thay baèng moät ñoaïn thaúng. Sô ñoà ñôn giaûn naøy cuûa heä thoáng ñieän ñöôïc goïi laø sô ñoà moät daây. G1 G3 T1 T2 G2 Taûi B Taûi A Hình 1.13 laø sô ñoà moät daây cuûa heä thoáng ñieän ñôn giaûn Maùy phaùt G1 (noái ñaát qua ñieän khaùng) vaø maùy phaùt G2 (noái ñaát qua ñieän trôû) ñöôïc ñaáu vaøo cuøng moät thanh caùi ñeå phaùt ñieän vaøo moät ñaøu ñöôøng daây taûi ñieän qua maùy taêng aùp T1.Maùy phaùt G3 (noái ñaát qua ñieän khaùng) ñöôïc ñaáu vaøo moät thanh caùi ñeåphaùt ñieän vaøo ñaàu kia cuûa ñöôøng daây qua maùy taêng aùp T2.Moãi thanh coù moät taûi ñaáu vaøo 1.5.3 Sô ñoà toång trôû vaø sô ñoà ñieän khaùng Neáu thay caùc thieùt bò ñieän bôûi m,aïch töông ñöông cuûa chuùng, ta ñöôïc sô ñoà toång trôû. Neáu boû qua ñieän trôû trong sô ñoø toång trôû ta ñöôïc sô ñoà ñieän khaùng. Hình 1.14 laø sô ñoà toång trôû cuûa heä hoáng ñieän hình 1.13 ,trong ñoù caùc thieát bò ñieän ñöôïc thay theá bôûi caùc maïch töông ñöông nhö sau:  Maùy phaùt ñieän : nguoàn aùp lyù töôûng gheùp noái tieáp vôùi ñieän trôû noäi vaø ñieän khaùng noäi  Maùy bieán aùp: maïch hình T TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC COÂNG NGHEÄ SAØI GOØN Trang 12
  16. BAØI GIAÛNG HỆ THỐNG ÑIEÄN  Ñöôøng daây: maïch hình  o o o E1 E2 E3 Maùy phaùt Taûi A Maùy Ñöôøng daây Maùy Taûi B Maùy phaùt G1 vaø G2 bieán aùp bieán aùp G3 T1 T2 Hình 1.14: Sô ñoà toång trôû moät pha töông öùng vôùi sô ñoà moät daây cuûa hình 1.13  Taûi: ñieän trôû noái tieáp vôùi caûm khaùng(ñaây laø taûi caûm) Khi tính toaùn ngaén maïch ta boû qua caùc taûi tænh, caùc ñieän trôû, caùc toång trôû song song cuûa maùy bieán aùp vaø caùc ñieän dung cuûa ñöôøng daây: ta ñöôïc sô ñoà ñieän khaùng Hình 1.15. o o o E1 E2 E3 Hình 1.15 Sô ñoà ñieän khaùng 1 moät pha suy töø hình 1.14 1.6 HEÄ ÑÔN VÒ TÖÔNG ÑOÁI 1.6.1 Lyù do söû duïng.Ñònh nghóa Vieäc tính toaùn doøng, aùp, coâng suaát trong moät heä thoáng ñieän coù nhieàu caáp ñieän aùp raát phöùc taïp vì doøng vaø aùp bò bieán ñoåi qua caùc maùy bieán aùp cuûa heä thoáng ñieän. Vì vaäy, ngöôøi ta khoâng duøng heä ñôn vò SI maø seõ choïn moät soá ñaïi löôïng cô sôû, sau ñoù seõ moâ taû moät ñaïi löôïng thöïc teá (coù ñôn vò) thaønh moät soá thaäp phaân: ñoù laø tyû soá giöõa ñaïi löôïng TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC COÂNG NGHEÄ SAØI GOØN Trang 13
  17. BAØI GIAÛNG HỆ THỐNG ÑIEÄN thöïc teá vaø ñaïi löôïng cô sôû. Neáu nhaân ñaïi löôïng töông ñoái cho 100, ta seõ ñöôïc ñaïi löông phaàn traêm Nhö vaäy, neáu goïi Xcs = ñaïi löôïng cô sôû (coù ñôn vò thoâng thöôøng) X = ñaïi löôïng thöïc teá (cuøng ñôn vò vôùi Xcs) Thì X X* = ñaïi löôïng töông ñoái = (ñôn vò töông ñoái) (1.31) X cs X X% = 100 (ñôn vò %) (1.32) X cs Chaúng haïn neáu ta choïn ñieän aùp cô sôû laø VCS = 345 kV vaø neáu trong moät cheá ñoä vaän haønh cuï theå ta coù ñieän aùp thöïc teá laø V =334kV thì ñieän aùp töông ñoái laø V 334kV V* =  = 0,97 tñ Vcs 345kV 1.6.2 .Taäp hôïp toái thieåu caùc ñaïi löôïng cô sôû Ñeå xaùc ñònh hoaøn toaøn moät heä ñôn vò töông ñoái , phaûi caàn 4 ñaïi löôïng cô sôû laø: aùp cô sôû VCS, doøng cô sôû ICS, coâng suaát cô sôû SCS vaø toång trôû cô sôû ZCS ( hoaëc toång daãn cô sôû YCS) . Tuy nhieân, chæ caàn cho 2 trong 4 ñaïi löôïng treân ñaây, ta seõ xaùc ñònh ñöôïc 2 ñaïi löôïng coøn laïi vì giöõa chuùng coù caùc quan heä sau:(maïch moät pha) S cs ICS = (A) (1.33) Vcs Vcs ZCS = () (1.34) I cs Sau khi ñaõ choïn xong boä 4 ñaïi löôïng cô sôû (VCS, ICS, SCS, Zcs,) thì caùc ñaïi löôïng töông ñoái ñöôïc tính nhö sau: TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC COÂNG NGHEÄ SAØI GOØN Trang 14
  18. BAØI GIAÛNG HỆ THỐNG ÑIEÄN V Aùp töông ñoái V* =  (tñ) (1.35) Vcs I Doøng töông ñoái I* =  (tñ) (1.36) I cs Z Toång trôû töông ñoái Z* =  (tñ) (1.37) Z cs S Coâng suaát töông ñoái S* =  (tñ) (1.38) S cs 1.6.3 Caùch tính caùc ñaïi löôïng cô sôû Thoâng thöôøng ta choïn S CS vaø VCS laøm 2 ñaïi löôïng cô sôû chính. Ñoái vôùi heä thoáng 1 pha hoaëc heä thoáng 3 pha trong ñoù töø “doøng” nghóa laø “doøng daây”; töø “aùp” laø aùp pha ( aùp giöõa daây pha vaø daây trung tính). Vaø töø “coâng suaát” laø coâng suaát 1 pha, ta coù heä thöùc sau: S cs (VA) SCS (kVA) I CS ( A)   (1.39) VCS (V ) VCS (kV ) VCS (V ) Z CS ()  (1.40) I CS ( A) V 2 CS (V ) V 2 CS (kV ) x1000 Z CS ()   (1.41) S CS (VA) SCS (kVA) V 2 CS (V ) Z CS ()  (1.42) S CS ( MVA) PCS ( KW )  SCS ( KVA) (1.43) PCS (MW )  SCS (MVA) (1.44) Trong caùc heä thöùc naøy:  Ñoái vôùi maïch 1 pha, aùp laø aùp cuûa ñöôøng daây 1 pha.  Ñoái vôùi maïch 3 pha, coâng suaát laø coâng suaát 1 pha, aùp laø aùp pha (khi giaûi maïch ba pha baèng maïch moät pha töông ñöông). TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC COÂNG NGHEÄ SAØI GOØN Trang 15
  19. BAØI GIAÛNG HỆ THỐNG ÑIEÄN Thoâng thöôøng, ngöôøi ta cho coâng suaát bieåu kieán ba pha vaø aùp daây (aùp giöõa hai daây pha) cuûa heä thoáng ñieän. Ñeå traùnh nhaàm laãn khi tính trò töông ñoái cuûa aùp daây vaø trò töông ñoái cuûa aùp pha caàn chuù yù raèng maëc duø coù theå choïn aùp daây laøm cô sôû, thì aùp trong maïch moät pha töông ñöông ñeå giaûi maïch ba pha vaãn laø aùp daây cô sôû chia cho 3 . Vaäy trò töông ñoái cuûa aùp pha vaø aùp daây taïi cuøng moät ñieåm phaûi baèng nhau. Töông töï vì coâng suaát ba pha cô sôû baèng ba laàn coâng suaát moät pha cô sôû neân trò töông ñoái cuûa coâng suaát ba pha (so vôùi coâng suaát ba pha cô sôû) baèng trò töông ñoái cuûa coâng suaát moät pha (so vôùi coâng suaát moät pha cô sôû). Chaúng haïn, neáu moät heä thoáng coù S3  CS = 30.000 kVA (3  = 3 pha) Vaø Vdcs = 120 kV (d = daây) 30.000 Thì S1CS   10.000kVA (1  = 1 pha) 3 120 Vaø VPCS   69,2kV (p = pha) 3 Neáu ñieän aùp daây thöïc teá laø Vd = 108 kV thì ñieän aùp pha thöïc teá trong moät heä thoáng ba pha caân baèng laø Vp = 108/ 3 = 62,3 kV. Ta coù: 108 62,3 AÙp töông ñoái = V     0,90 tñ 120 69,2 Neáu coâng suaát taùc duïng ba pha thöïc teá laø 18.000 kw thì coâng suaát taùc duïng moãi pha thöïc teá laø 18.000 kw/3 =6000 kw.Ta coù: 18000 6000 Coâng suaát taùc duïng töông ñoái P  = = =0,6 tñ 30000 10000 Trong heä thoáng ba pha, neáu choïn tröôùc S3  cs vaø Vdcs thì ta tính ñöôïc doøng cô sôû Ics vaø toång trôû cô sôû Zcs nhö sau S3cs (kVA) Ics(A) = (1.45) 3 TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC COÂNG NGHEÄ SAØI GOØN Trang 16
  20. BAØI GIAÛNG HỆ THỐNG ÑIEÄN Z CS ()  Vdcs  2 / 3 x1000(kV ) (1.46) S 3CS / 3(kVA) V 2 dcs x1000(kV ) Z CS ()  (1.47) S 3cs (kVA) Ta thaáy (1.46) vaø (1.47) gioáng (1.41) vaø (1.42) .Vaäy ta seõ duøng (1.41) vaø (1.42) vôùi caùch hieåu sau:  Hoaëc Vcs laø aùp daây vaø Scs laø coâng suaát 3 pha  Hoaëc Vcs laø aùp pha vaø Scs laø coâng suaát 1 pha Ví duï 1.3 Moät traïm bieán aùp 3 pha cung caáp ñieän cho moäy taûi ba pha qua moät ñöôøng daây. Taûi 3 pha ñaáu Y vaø coù toång trôû pha Z t  2030o  . Ñöôøng daây coù toång trôû Z d  1,475o  . AÙp daây ôû taûi laø 4,4kV. Tính aùp daây ôû thanh caùi cuûa traïm bieán aùp baèng caùch giaûi maïch 3 pha baèng maïch töông ñöông 1 pha trong heä ñôn vò SI thoâng thöôøng. 127  30 A o a A + + Rd j.Xd Rt 2670 2,7o V 2540 0o V j.Xt - - n N Hình 1.16 Maïch 1 pha töông ñöông cuûa ví duï 2.2 GIAÛI: Maïch 1 pha töông ñöông cuûa nguoàn aùp 3 pha do maùy bieán aùp phaùt ra, ñöôøng daây daãn ñieän, vaø taûi ñöôïc cho treân hình 2.14. aùp pha hieäu duïng ôû taûi laø VAN= 4400/  3  2540 . Neáu choïn V AN (aùp pha qua taûi) laøm goác pha, ta coù: o o 25400 o V AN  25400 V vaø I AN  o  127  30 o A 2030 o TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC COÂNG NGHEÄ SAØI GOØN Trang 17
nguon tai.lieu . vn
Kiến trúc - Xây dựng Tự động hoá Điện - Điện tử Kĩ thuật Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Năng lượng Hoá dầu Hoá học Sinh học