1. Trang Chủ
  2. Điện - Điện tử
  3. Giáo trình Cung cấp điện (Nghề: Điện công nghiệp - Cao đẳng): Phần 2 - Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô

Giáo trình Cung cấp điện (Nghề: Điện công nghiệp - Cao đẳng): Phần 2 - Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô

Giáo trình Cung cấp điện (Nghề: Điện công nghiệp - Cao đẳng) nhằm trang bị cho học viên những kiến thức, kỹ năng cơ bản về kỹ thuật cung cấp điện. Giáo trình kết cấu gồm 5 chương và chia thành 2 phần, phần 2 trình bày những nội dung về: tính toán tổn thất trên lưới điện; tính toán ngắn mạch; chọn và kiểm tra thiết bị điện;... Mời các bạn cùng tham khảo! CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN TỔN THẤT TRÊN LƢỚI ĐIỆN Mã chƣơng: MH22.03 Giới thiệu: Tính toán các loại tổn thất điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điệ

Thể loại Tài liệu miễn phí Điện - Điện tử

Số trang 115

Ngày tạo 4/9/2023 7:38:33 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 1.00 M

Tên tệp

Tải Giáo trình Cung cấp điện (Nghề: Điện công nghiệp -... (.pdf)

Xem mẫu

  1. CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN TỔN THẤT TRÊN LƢỚI ĐIỆN Mã chƣơng: MH22.03 Giới thiệu: Tính toán các loại tổn thất điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điện năng là xác định thông số chế độ của lưới điện. Công việc này đóng vai trò quan trọng trong thiết kế và vận hành hệ thống cung cấp điện. Đề đánh giá các chỉ tiêu kĩ thuật của hệ thống cung cấp điện, xác định tổng phụ tải, chọn các phần tử của mạng điện và thiết bị điện, xác định phương pháp bù công suất phản kháng, biện pháp điều chỉnh điện áp nhằm nâng cao chất lượng điện, chúng ta phải căn cứ vào các số liệu tính toán của phần này. Mục tiêu: Giới thiệu phương pháp tính toán các loại tổn thất trên các phần tử của mạng điện và biện pháp để giảm các loại tổn hao. Nội dung chính: 1. Thông số của các phần tử trong mạch điện 1.1. Điện trở và điện kháng của đường dây 1.1.1. Điện trở của dây dẫn Công thức tính điện trở dây dẫn: l R= () s Trong đó:  (mm2/m) - Điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn Cu = 0,018; Al = 0,029; l (m) - Chiều dài dây dẫn; s (mm2) - Tiết diện dây dẫn. Trong tính toán CCĐ, để thuận tiện cho tính toán thông thường người ta tra trong sổ tay kỹ thuật để tìm ra điện trở của 1 km đường dây r 0 (/km) (r0 gọi là điện trở đơn vị). Lúc này điện trở của dây dẫn được tính: R = r0.L () Trong đó: r0 (/km) - Điện trở đơn vị của đường dây. L (km) - Chiều dài đường dây. 84
  2. 1.1.2. Điện kháng của dây dẫn Điện kháng của dây dẫn đồng và nhôm cũng được tính tương tự: X = x0.l () Trong đó: L (km) - Chiều dài đường dây. x0 (/km) - Điện kháng đơn vị của đường dây. x0 được tra trong sổ tay theo quan hệ cho sẵn x0 = f(s, Dtb), với: s 2 (mm ) - Tiết diện dây dẫn. Dtb (mm) - Khoảng cách trung bình hình học giữa các dây dẫn. Khoảng cách này được tính theo công thức sau: Dtb = 3 D12 .D 23 .D13  Đối với mạng 3 dây đặt trên 3 đỉnh của tam giác đều: 1 D13 D12 3 3 D23 2 Dtb = 3 (D12 ) = D (mm)  Đối với mạng 3 dây đặt trên mặt phẳng nằm ngang: D13 D12 D23 3 3 1 2 Dtb = 3 D12 .D 23 .D13 = 2(D12 ) = 1,26D 3 Ở đây D (mm) là khoảng cách giữa hai dây dẫn gần nhất. Lưu ý: Trong thực tế, khi tiết diện dây và cách bố trí dây dẫn thay đổi thì điện kháng của nó thay đổi rất ít, vì vậy trong tính toán nhiều khi cho phép lấy các giá trị gần đúng sau: - Đối với đường dây điện cao áp (Uđm 1000V) : x0 = 0,4 (/km) - Đường dây điện hạ áp (U < 1000V): x0 = 0,25  0,3 (/km) - Đường dây hạ áp luồn trong ống và các loại cáp: x0 = 0,07  0,08 (/km) 85
  3. 1.2. Điện trở và điện kháng của MBA Điện trở và điện kháng của MBA có thể tra trong sổ tay hoặc tính theo các công thức gần đúng sau: 1.2.1. Điện trở của MBA PN U 2dm RBA = 2 10 3 () Sdm 1.2.2. Điện kháng của MBA 2 U N %.U dm XBA = .10 () Sdm Trong đó: PN (kW) - Tổn thất công suất tác dụng ngắn mạch MBA, được tra trong lý lịch máy. UN% - Trị số tương đối của điện áp ngắn mạch MBA. Uđm (kV) - Điện áp định mức của MBA. Muốn tính điện trở, điện kháng của MBA quy đổi về phía cao áp thì lấy Uđm1, về phía hạ áp thì lấy Uđm2. Sđm (kVA) - Dung lượng định mức của MBA. 1.2.3. Thông số của các phần tử khác Điện trở và điện kháng của cầu dao, cầu chì, áptômát, thanh góp, máy biến dòng v.v... được tra trong sổ tay. Ví dụ 1: Tính điện trở và điện kháng của áptômát có IđmA = 600 A. Giải: Ta có: RA = rcdA + rtxA; XA = xcdA Tra bảng ta có: rcdA = 0,094 m; rtxA = 0,25 m  RA = 0,094 + 0,25 = 0,344 (m); XA = 0,12 m Ví dụ 2: Tìm điện trở của cầu dao có IđmCD = 400 A (cầu dao không có điện kháng) Tra bảng ta có RCD = rtxCD = 0,2 m Ví dụ 3: Tính điện trở và điện kháng của thanh góp đồng có kích thước 40 x 4 mm, dài 2 m, khoảng cách trung bình hình học giữa các pha a = 300 mm. Giải: 86
  4. Ta có: RTG = r0tg.L; XTG = x0tg.L Tra bảng: rotg = 0,125 m/m; x0tg = 0,214 m/m  RTG = 0,125.2 = 0,25 (m); XTG = 0,214.2 = 0,428 (m) 2. Tổn thất điện áp trên đƣờng dây 2.1. Tổn thất điện áp trên đường dây 3 pha có 1 phụ tải Giả sử mạng điện làm việc ở chế độ đối 1 U Z=R+jX 2 U xứng nên ta chỉ cần xét trên 1 pha của đường dây và cũng giả sử đường dây có sơ đồ nguyên lý như Hình 3.1 S=P+jQ hình 2.4. Tổng trở của đường dây là Z=R+jX () và phụ tải tập trung ở cuối đường dây S=P+jQ (kVA). Hình 2.5 là đồ thị véc tơ điện áp của đường dây. U p1 c 2  p2 U IX o  a f d e 2 1 2 IR g b I 2 Uf Up Tổn thất điện áp Hình 22.3.1  p 2 ở cuối đường dây. Góc 2 tương ứng Trên hình vẽ, oa biểu diễn điện áp U với cos2 của phụ tải hộ tiêu thụ điện. Véc tơ oc biểu diễn điện áp U  p 2 ở đầu đường dây. Tổn thất điện áp trên đường dây xác định bằng tam giác tổn thất điện áp abc. Ta thấy véc tơ ab trùng pha với véc tơ dòng điện I 2 và chính là biểu diễn tổn thất điện áp trên điện trở của đường dây (IR), còn véc tơ bc biểu diễn tổn thất điện áp trên điện kháng của đường dây (IX). 87
  5. Véc tơ ac biểu diễn tổn thất điện áp  tổng  trên đường dây. Đó là hiệu của 2 véc tơ điện áp ở đầu và cuối đường dây: U p  U p1  U p 2  p 2 và Đoạn ad là hình chiếu của véc tơ tổn thất điện áp tổng trên trục của U gọi là thành phần tổn thất điện áp dọc Uf. Thông thường thì góc dịch pha  giữa U p1 và U  p 2 là rất bé nên bỏ qua thành phần tổn thất điện áp ngang Up và người ta coi tổn thất điện áp tổng Up gần đúng bằng thành phần tổn thất điện áp dọc Uf . Up = Uf = ad = af + fd Lúc này coi 12 =  (vì  rất bé) Ta thấy: af = I2Rcos; fd = I2Xsin Do đó: Up = I2Rcos + I2Xsin Tổn thất điện áp dây sẽ là: U = 3 Up = 3 (I2Rcos + I2Xsin) (*) S Ta lại có: I2 = 3U 2 S Nếu coi U2 là điện áp định mức của đường dây, U2 = Uđm thì: I2 = 3U dm  S S  Thay I2 vào (*) ta có: U = 3   3U R cos   3U X sin    dm dm  Từ tam giác công suất ta có: Scos = P; Ssin = Q Vậy: U = 1 (PR + QX) = 1 (P.r .L + Q.x .L) (V) 0 0 U dm U dm Trong đó: P (kW); Q (kVAr) - Phụ tải tác dụng và phản kháng của đường dây. R, X () - Điện trở và điện kháng của đường dây. L (km) - Chiều dài của đường dây. Uđm (kV) - Điện áp định mức của đường dây. 88
  6. Để thuận tiện cho việc so sánh, đánh giá, thường người ta tính tổn thất điện áp theo phần trăm so với điện áp định mức: U% = U . 100 U dm 1000 Yêu cầu để đường dây làm việc bình thường là U%  [U%]. Ví dụ: Một mạng điện có sơ đồ như hình vẽ sau: A B C l 100+j90 (kVA) MBA Đường dây 3 pha: l = 300 m có r0BC = 0,2 /km; x0BC = 0,25 /km Điện áp định mức của đường dây Uđm = 0,38 kV Xác định tổn thất điện áp trên đường dây BC. Giải: - Điện trở và điện kháng của đường dây BC: RBC = r0BC.l2 = 0,2.0,3 = 0,06 () XBC = x0BC.l2 = 0,25.0,3 = 0,075 () - Tổn thất điện áp trên đường dây BC: UBC = PBC .R BC  Q BC .X BC  100.0,06  90.0,075 = 33,553 (V) U dml2 0,38 Hay UBC = 0,033 kV 2.2. Tổn thất điện áp trên đường dây 3 pha có n phụ tải trên đường thẳng Giả sử đường dây có nhiều phụ tải tập trung có sơ đồ nguyên lý mô tả trên hình 3.3 A r1 + jx1 B r2 + jx2 C rn + jxn n p1 +dây jq1 có nhiều p2 + jq2 p + jq Như vậy có thể coi đường phụ tải tập trung gồm nhiều nđường n dây có 1 phụ tải tập trung ghép lại, do đó có thể áp dụng công thức tính tổn thất Hình 3-3 89
  7. điện áp đã biết tính cho từng đoạn đường dây, mỗi đoạn coi là 1 đường dây có 1 phụ tải tập trung và cuối cùng xếp chồng kết quả lại. Từ nguyên tắc trên hình thành 2 cách tính: a. Tính tổn thất điện áp trên đường dây theo công suất của phụ tải Ta coi từng phụ tải riêng rẽ chạy từ đầu nguồn đến điểm tiêu thụ gây ra từng lượng tổn thất tương ứng. Mô tả sơ đồ như sau: r1 + jx1 p1+jq1 r1 + jx1 r2 + jx2 p2+jq2 r1 + jx1 r2 + jx2 rn + jxn pn+jqn Hình 3.4 Ta có: U = U1 + U2 + .... + Un 1 1 U1 = [p1r1 + q1x1] = (p1R1 + q1X1) (V) U dm U dm U2 = 1 [p (r +r ) + q (x +x )] = 1 (p R + q X ) (V) 2 1 2 2 1 2 2 2 2 2 U dm U dm .... Un = 1 [p (r +r + ... +r ) + q (x +x + ... +x )] = 1 (p R +q X ) (V) n 1 2 n n 1 2 n n n n n U dm U dm Vậy: 90
  8. U= 1 [(p1R1+q1X1)+(p2R2+q2X2)+...+(pnRn+qnXn)] U dm 1 n =  p i R i  q i X i  (V) U dm i 1 Trong đó: Uđm (kV) - Điện áp định mức của đường dây. pi (kW), qi (kVAr) - Phụ tải tác dụng và phản kháng tại điểm thứ i của đường dây. Ri, Xi () - Điện trở và điện kháng tính từ đầu nguồn đến điểm thứ i. b. Tính tổn thất điện áp theo công suất chạy trên đường dây Theo cách này, ta coi công suất truyền tải trên từng đoạn đường dây gây ra tổn thất điện áp trên đoạn đường dây đó. r1 + jx1 P1+jQ1 r1 + jx1 r2 + jx2 P2+jQ2 r1 + jx1 r2 + jx2 rn + jxn Pn+jQn pn+jqn Hình 3.5 Tính toán tương tự ta có: 91
  9. 1 1 U1 = [(p1+p2+....+pn)r1 + (q1+q2+....+qn)x1] = (P1r1 + Q1x1) (V) U dm U dm U2 = 1 [(p +p +...+p ).r + (q +q +...+q ).x ] = 1 (P r + Q x ) (V) 2 3 n 2 2 3 n 2 2 2 2 2 U dm U dm .... Un = 1 [p .r + q .x ]= 1 (P r +Q x ) (V) n n n n n n n n U dm U dm Vậy: U= 1 [(P1r1+Q1x1)+(P2r2+Q2x2)+...+(Pnrn+Qnxn)] U dm 1 n =  Pi ri  Q i x i  (V) U dm i 1 Trong đó: Uđm (kV) - Điện áp định mức của đường dây. Pi (kW), Qi (kVAr) - Phụ tải tác dụng và phản kháng truyền tải trên đoạn đường dây thứ i. ri, xi () - Điện trở và điện kháng của đoạn đường dây thứ i. Lưu ý: Trường hợp phụ tải cho bằng dòng điện chạy trên các phần tử của đường dây, ta có: P Q  3.I cos ;  3.I.sin  U dm U dm 1 n Vậy: U=  p i R i  q i X i  = 3 n (ii R i cosi  ii X i sin i ) (V) U dm i 1 i 1 1 n  Pi ri  Qi x i  = 3  (Ii ri cosi  Ii x i sin i ) (V) n Hay: U= U dm i 1 i 1 Ví dụ 1: Xác định tổn thất điện áp trên đường dây sau: C A-95 B A-70 C 2km km 4km km k k k km m m m 1000 kW, cos=0,75 2000 kW, cos=0,8 92
  10. Biết điện áp định mức của mạng là 10 kV Dây A-95 có r0 = 0,34 (/km); x0 =0,35 (/km); Dây A-70 có r0 = 0,45 (/km); x0 =0,36 (/km) Phụ tải và hệ số công suất cho trên sơ đồ. Giải: Ta có pb = 1000 kW, cos = 0,75  tg = 0,88  qb = pb.tg = 880 (kVAr) pc = 2000 kW, cos = 0,8  tg = 0,7588  qb = pb.tg = 1500 (kVAr) Tính theo cách thứ nhất: 1 n UAC =  p i R i  q i X i  U dm i 1 = 1 1000.0,34.2  2000.(0,34.2  0,45.4)  880.0,35.2  1500(0,35.2  0,36.4) 10 = 940 (V) Tính theo cách thứ hai: 1 n UAC =  Pi ri  Q i x i  U dm i 1 = 1 (1000  2000).0,34.2  2000.0,45.4  (880  1500)0,35.2  1500.0,36.4 10 = 940 (V) Ví dụ 2: Tính tổn thất điện áp trên đường dây 3 pha có sơ đồ như sau: M-50, 400m M-50, 100m M-35, 50m 20+j25 kVA 10+j15 kVA 7+j9 kVA 93
  11. Điện áp định mức của đường dây Uđm=0,4 kV. Dây dẫn bằng đồng có khoảng cách trung bình hình học giữa các pha a=400mm. Giải: - Tra bảng: Dây M-50 có r0=0,39 /km; x0=0,297 /km Dây M-35 có r0=0,54 /km; x0=0,308 /km - Tổn thất điện áp trên đường dây là: 1 n * Tính theo công suất của phụ tải: UAC =  p i R i  q i X i  U dm i 1 1 20.0,39.0,4  10.(0,39.0,4  0,39.0,1)  7.(0,39.0,4  0,39.0,1  0,54.0,05)   0,4  25.0,297.0,4  15(0,297.0,4  0,297.0,1)  9.(0,297.0,4  0,297.0,1  0,308.0,05)  = = 33,24 (V) 1 n * Tính theo công suất chạy trên đường dây: UAC =  Pi ri  Q i x i  U dm i 1 1 (20  10  7).0,39.0,4  (10  7).0,39.0,1  7.0,54.0,05   0,4  (25  15  9).0,297.0,4  (15  9).0,297.0,1  9.0,308.0,05 = = 33,24 (V) Ví dụ 3: Xác định tổn thất điện áp trên đường dây 3 pha có U đm = 380 V, biết dây dẫn làm bằng nhôm, có khoảng cách giữa các pha là 600 mm; chiều dài, tiết diện, phụ tải và góc lệch pha  cho trên hình vẽ. A 95 mm2 b 50 mm2 c 35 mm2 d Giải: 250 m 200 m 100 m - Tra bảng ta có: 50A 450 30A 00 25A 370 Dây A-95 có r0 = 0,34 /km; x0 = 0,303 /km Dây A-50 có r0 = 0,64 /km; x0 = 0,325 /km Dây A-35 có r0 = 0,92 /km; x0 = 0,336 /km 94
  12. - Xác định các thành phần tác dụng và phản kháng của dòng điện tại các hộ tiêu thụ: iaAb = 50.cos450 = 35 (A); irAb = 50.sin450 = 35 (A) iaAc = 30.cos00 = 30 (A); irAc = 30.sin00 = 0 (A) iaAd = 25.cos370 = 20 (A); irAd = 25.sin370 = 15 (A) - Xác định dòng điện chạy trên từng đoạn đường dây: Iacd = 20 (A); Ircd = 15 (A) Iabc = 30+20 = 50 (A); Irbc = 0+15 = 15 (A) IaAb = 35+30+20 = 85 (A); IrAb = 35+0+15 = 50 (A) - Tổn thất điện áp trên đường dây là: 1 n  Pi ri  Qi x i  = 3  (I ai ri cosi  I ri x i sin i ) n U= U dm i 1 i 1 = 3 [(85.0.34.0,25+50.0,303.0,25)+(50.0,64.0,2+15.0,325.0,2)+ +(20.0,92.0,1+15.0,336.0,1)] = 35,9 (V) Với Ia1=aaAb+iaAc+iaAd=35+30+20 = 85 (A) Ia2= iaAc+iaAd=30+20 = 50 (A) Ia3= iaAd=20 = 20 (A) Ir1=arAb+irAc+irAd=35+0+15 = 50 (A) Ir2= irAc+irAd=0+15 = 15 (A) Ir3=irAd=15 = 15 (A) 2.3. Tổn thất điện áp trên đường dây 3 pha có n phụ tải phân nhánh Giả sử có đường dây phân nhán như tronh hình 3.6 như sau: 95
  13. 2 R2; x2 P2; Q2 p2; q2 R1; x1 1 A R3; x3 P1; Q1 3 p1; q1 P3; Q3 Hình 3.6 p3; q3 Muốn xác định tổn thất điện áp trên đường dây ta tiến hành như sau: + Xác định công suất truyền tải trên từng đoạn -Đoạn A1: P1=p1+ p2+ p3 Q1= q1+ q2+ q3 -Đoạn 12: P2= p2 Q2= q2 -Đoạn 12: P3= p3 Q3= q3 + Xác định tổn hao điện áp trên từng đoạn UA1= 1 P1r1  Q1 x1  U dm U12= 1 P2 r2  Q2 x2  U dm U13= 1 P3 r3  Q3 x3  U dm ] + Tổn hao từ đầu đến cuối của tất cả các đoạn đường dây 96
  14. UA2=UA1+U12 UA3=UA1+U13 + Sau khi xác định được tổn hao điện áp từ đầu cho đến cuối của tất cả các đoạn đường dây ta chọn lấy 1 giá trị lớn nhất (Umax) và so sánh nó với [U] Nếu: Umax ≤ [U]  Kết luận chất lượng điện áp là đảm bảo yêu cầu và ngược lại 3. Tổn thất công suất trên đường dây 3.1. Trường hợp đường dây cung cấp điện cho 1 phụ tải Giả sử đường dây CCĐ cho một phụ tải tập trung như hình vẽ: Z=R+jX  S =R+jX Hình 22.3.7  Tổng trở của đường dây Z = R+jX (); phụ tải của đường dây S = P+jQ (kVA). Ta đã biết: tổn thất công suất tác dụng trong mạng 3 pha được tính theo công thức: P = 3I2.R (W) Trong đó: I (A) - Dòng điện phụ tải R () - Điện trở của đường dây. S P2  Q2 Thay I =  (A) 3.U dm 3.U dm Với Uđm (kV) - Điện áp định mức của đường dây. P (kW), Q (kVAr) - Công suất truyền tải trên đường dây. 2  P2  Q2   .R  P  Q .R (W) 2 2 Ta có: P  3  3.U dm  2 U dm   97
  15. 2  P2  Q2   .X  P  Q .X (VAr) 2 2 Tương tự: Q  3  3.U dm  2 U dm   3.2. Trường hợp đường dây cung cấp điện cho nhiều phụ tải Khi đường dây CCĐ cho nhiều phụ tải tập trung thì tổn thất công suất trên toàn đường dây là:   1 n P  2 Pi2  Qi2 .ri (W) U dm i 1   1 n Q  2 Pi2  Qi2 .x i (VAr) U dm i 1 Trong đó: ri, xi () - Điện trở và điện kháng của đoạn đường dây thứ i Pi (kW); Qi (kVAr) - Công suất truyền tải trên đoạn đường dây thứ i Lưu ý: Nếu trên đường dây truyền tải 1 chiều cung cấp cho phụ tải P ở cuối P2 đường dây thì tổn thất công suất tác dụng được tính như sau: P  2. 2 .r U dm Với R () - Điện trở của 1 dây Uđm (kV) - Điện áp định mức của đường dây. Ví dụ 1: Tính tổn thất công suất trên đường dây sau: 0,34+j0,35 (/km) 0,34+j0,35 (/km) 0,45+j0,37 (/km) 20 km 10 km 5 km 100+j120 (kVA) 80+j90 (kVA) 40+j60 (kVA) Điện áp của mạng điện Uđm=10 kV. Giải:  Pi2  Qi2 .ri (W) 1 n P  2 U dm i 1 98
  16. P  2   1  100  80  40  120  90  60 .0,34.20  2 2     10  80  402  90  602 .0,34.10  40 2  60 2 .0,45.5    = 9620 (W)  Pi2  Qi2 .x i (VAr) 1 n Q  2 U dm i 1 Q  2   1  100  80  40  120  90  60 .0,35.20  2 2     10  80  402  90  602 .0,35.10  40 2  60 2 .0,37.5    = 9878,7 (VAr) Ví dụ 2: Tính tổn thất công suất trên đường dây sau: 0,4 kV 0,25+j0,3 (/km) 0,28+j0,33 (/km) 200 m 100 m 10+j12 (kVA) 3+j5 (kVA) 50+j80 (kVA) Điện áp định mức của mạng điện Uđm = 380 V. Giải:   1 n P  2 Pi2  Qi2 .ri (W) U dm i 1 P  1 0,38 2 10  3 2     12  52 .0,25.0,2  32  52 .0,28.0,1 = 165,18 (W)   Pi2  Qi2 .x i (VAr) 1 n Q  2 U dm i 1 Q  1 0,38 2 10  3 2     12  52 .0,3.0,2  32  52 .0,33.0,1 = 198,07 (VAr)  Lưu ý: Phụ tải đầu tiên đấu tại thanh cái TPP không gây ra tổn thất trên đường dây. 99
  17. 4. Tổn thất điện áp và tổn thất công suất bên trong máy biến áp 4.1. Tổn thất điện áp trong MBA Giả sử MBA truyền tải công suất S =P+jQ. Sơ đồ thay thế MBA như hình vẽ: RBA XBA P+jQ Hình 3.8 Tổn thất điện áp trong MBA được tính tương tự như tổn thất điện áp trên đường dây: 1 U BA  P.R BA  Q.X BA  (V) U dm Trong đó: P (kW); Q (kVAr) - Phụ tải tác dụng và phản kháng của MBA (phụ tải trên thanh cái MBA) n Ta có: P =  p i  P (kW); i 1 n Q =  q i  Q (kVAr) i 1 Với pi (kW); qi (kVAr) - Phụ tải tại điểm thứ i trên đưởng dây truyền tải mà MBA cung cấp. PN U 2dm RBA = 2 10 3 () Sdm 2 U N %.U dm XBA = .10 () - Điện trở và điện kháng của MBA. Muốn quy đổi tổn S dm thất điện áp về cấp điện áp nào của mạng điện thì phải quy đổi điện trở và điện kháng của MBA về cấp điện áp đó. Uđm (kV) - Điện áp định mức của MBA Ví dụ: Một mạng điện có sơ đồ như hình vẽ sau: B C D l 67+j32 (kVA) MBA 100 100+j80 (kVA)
  18. Máy biến áp MBA có Sđm = 320 kVA;Uđm = 10,5/0,525 kV; P0 = 1,9 kW PN = 6,2 kW; UN% = 5,5; i0% = 7 Đường dây 3 pha: l=2 km có r0CD=0,46 /km; x0CD=0,37 /km; Uđml=0,4 kV Xác định tổn thất điện áp trong MBA. Giải: - Điện trở và điện kháng máy biến áp: U 22dm 0,5252 RBA = PN . 2 .10  6,2. 3 2 .103 = 0,017 () Sdm 320 U 22dm 0,5252 XBA = UN%. .10  5,5. .10 = 0,047 () Sdm 320 - Xác định điện trở và điện kháng của đường dây hạ áp: RCD = r0CD.l = 0,46.2 = 0,92 () XCD = x0CD.l = 0,37.2 = 0,74 () - Tổn thất công suất trên đường dây hạ áp l: 2 PCD  Q CD 2 67 2  32 2 PCD = 2 .R CD  2 .0,92.10 3 = 31,700 (kW) U dml 2 0,4 2 PCD  QCD 2 67 2  32 2 QCD = 2 . X CD  2 .0,74.10 3 = 25,499 (kVAr) U dml 2 0 , 4 - Tổn thất điện áp trong máy biến áp: + Xác định phụ tải tính toán trên thanh cái hạ áp của máy biến áp: PBA = PC + PD + PCD = 100 + 67 + 31,7 = 198,700 (kW) QBA = QC + QD + QCD = 80 + 32 + 25,499 = 137,499 (kVAr) + Tổn thất điện áp trong máy biến áp: UBA= PBA .R BA  Q BA .X BA  198,7.0,017  137,499.0,047 =18,743 (V) U 2dm 0,525 Hay UBA = 0,019 kV 101
  19. 4.2. Tổn thất công suất trong MBA Tổn thất công suất trong MBA bao gồm tổn hao sắt (trong lõi thép) và tổn hao đồng (trong dây quấn). Công thức xác định tổn thất công suất tác dụng và phản kháng như sau: 2  S  PBA  P0  PN   (kW)  dm  S 2  S  Q BA  Q 0  Q N   (kVAr)  dm  S Trong đó: S (kVA) - Phụ tải toàn phần (phụ tải biểu kiến) của MBA, thường lấy bằng phụ tải tính toán trên thanh cái MBA. Sđm (kVA) - Dung lượng định mức của MBA P0; PN (kW) - Tổn thất công suất tác dụng không tải và ngắn mạch MBA (cho trong lí lịch máy). Q0; QN (kW) - Tổn thất công suất phản kháng không tải và ngắn mạch MBA, được xác định như sau: i0 % U % Q 0  .Sdm (kVAr); Q N  N .Sdm (kVAr) 100 100 Với i0% - Giá trị tương đối của dòng điện không tải MBA (cho trong lí lịch máy) UN% - Giá trị tương đối của điện áp ngắn mạch MBA (cho trong lí lịch máy) Lưu ý: Khi không yêu cầu chính xác lắm thì tổn thất công suất trong MBA được xác định gần đúng như sau: P = (0,020,025)Sdm; Q = (0,1050,125)Sdm Công thức này dùng cho các MBA có dung lượng định mức đến 1000 kVA, i0%=(57)%; UN% = 5,5. Ví dụ: Một mạng điện có sơ đồ như hình vẽ sau: B C D l 67+j32 (kVA) MBA 100+j80 (kVA) 102
  20. Máy biến áp MBA có Sđm = 320 kVA;Uđm = 10,5/0,525 kV; P0 = 1,9 kW PN = 6,2 kW; UN% = 5,5; i0% = 7 Đường dây 3 pha: l=2 km có r0CD=0,46 /km; x0CD=0,37 /km; Uđml = 0,4 kV Xác định tổn thất công suất trong MBA. Giải: - Xác định điện trở và điện kháng của đường dây hạ áp: RCD = r0CD.l = 0,46.2 = 0,92 () XCD = x0CD.l = 0,37.2 = 0,74 () - Tổn thất công suất trên đường dây hạ áp l: 2 PCD  Q CD 2 67 2  32 2 PCD = 2 .R CD  2 .0,92.10 3 = 31,700 (kW) U dml 2 0,4 2 PCD  Q CD 2 67 2  32 2 QCD = 2 .X CD .  2 .0,74.10 3 = 25,499 (kVAr) U dml 2 0,4 - Tổn thất công suất trong máy biến áp: + Xác định phụ tải tính toán trên thanh cái hạ áp của máy biến áp: PBA = PC + PD + PCD = 100 + 67 + 31,7 = 198,700 (kW) QBA = QC + QD + QCD = 80 + 32 + 25,499 = 137,499 (kVAr) SBA = 2 PBA  Q 2BA  198,700 2  137,499 2 = 241,635 (kVA) + Tổn thất công suất tác dụng và phản kháng trong máy biến áp: 2   2 PBA = P0 + PN  SBA   1,9  6,2. 241,635  = 5,435 (kW)  Sdm   320  2   QBA = Q0 + QN  SBA   Sdm  i0 % 7 Trong đó: Q0 = .Sdm  .320 = 22,4 (kVAr) 100 100 UN % 5,5 QN = .Sdm  .320 = 17,6 (kVAr) 100 100 103
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