Xem mẫu

  1. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CHÍNH XÁC CÔNG SUẤT KHÁNG VÀ TÍNH TOÁN PHÂN BỐ THIẾT BỊ BÙ CƯỠNG BỨC I - MỤC ĐÍCH Trong phần này tính toán cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện. Nếu nguồn không phát đủ công suất phản kháng cần thiết thì phải bù thêm sự thiếu hụt công suất kháng ở các phụ tải nhưng phải có sự phân bố hợp lý các thiết bị bù. II - TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VÀ TỔN THẤT LƯỚI ĐIỆN SAU KHI THỰC HIỆN BÙ KINH TẾ Công suất của phụ tải sau khi bù kinh tế Nút Công suất (MVA) 1 15 + j11,25 2 20 + j14,8 3 15 + j9,422 4 15 + j7,444 5 18 + j12,07 6 10 + j6,375 1- Tính công suất ở đầu các đường dây nối đến thanh cái cao áp : a) Tính phân bố công suất và tổn thất công suất trên lưới N12 Sơ đồ lưới: N ZN1 Z12 1 2 • • S 1" S 4" ZT1 ZT2 j 0,382 j 0,353 14 + j10,5 12 + j4,204 MVA MVA - Trạm biến áp T1: ZB1 T1 15 + j11,25 1 29 + j200 MVA 15 + j11,25 kVA MVA 62 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  2. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN - Công suất đi qua trạm biến áp 1 sau khi bù kinh tế là : • • S T 1 = S t1 - jQb1 =15 + j11,25 - j0 = 15 + j11,25 MVA Có : ZT 1 = Z B1 = 2,539 + j 55,545Ω - Tổn thất công suất trạm biến áp T1: PT21 + QT21 152 + 11, 252 ΔPB1 = 2 RB1 = × 2,539 = 0, 074 MW U dm 1102 PT21 + QT21 152 + 11, 252 ΔQB1 = 2 X B1 = × 55,545 = 1, 614 MVAr U dm 1102 - Tổng công suất cung cấp đầu trạm biến áp T1: S 1 = Pt1 + ΔPB1 + ΔPFe1 + j ( Qt1 + ΔQB1 + ΔQFe1 ) = 15 + 0, 074 + 0, 029 + j (11, 25 + 1, 614 + 0, 2 ) = 15,103 + j13, 064 MVA - Trạm biến áp T2: ZB2 T2 12 + j4,204 2 21 + j136 MVA 20 + j14,8 kVA MVA - Công suất đi qua trạm biến áp T2 sau khi bù kinh tế là : • • S T 2 = S t 2 - jQb2 =20 + j17,64 – j2,84 = 20 + j14,8 MVA Có : ZT 2 = Z B 2 = 2,539 + j 55,545Ω - Tổn thất công suất trạm biến áp T4: PT22 + QT 2 2 202 + 14,82 ΔPB 2 = 2 RB 2 = × 2,539 = 0,13kW U dm 1102 PT22 + QT 2 2 202 + 14,82 ΔQB 2 = 2 X B2 = × 55,545 = 2,842MVAr U dm 1102 - Tổng công suất cung cấp đầu trạm biến áp T2: S 2 = PT 2 + ΔPB 2 + ΔPFe 2 + j ( QT 2 + ΔQB 2 + ΔQFe 2 ) = 20 + 0,13 + 0, 029 + j (14,8 + 2,842 + 0, 2 ) = 20,159 + j17,842 MVA - Tổn thất trên đường dây N12: - Công suất do điện dung phân nửa đường dây N1 sinh ra : boN 1.l1 2 2,881.10−6.31, 622 j ΔQC − N 1 = j U dm = j ×1102 = j 0,551 MVAr 2 2 - Công suất do điện dung phân nửa đường dây 12 sinh ra : bo12 .l12 2 2,723.10−6.22,3607 j ΔQC −12 = j U dm = j ×1102 = j 0,368MVAr 2 2 63 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  3. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN 15,103 + j13, 064 MVA N ZN1 Z12 1 2 • • 20,159 + j17,842 S 1" S 2" MVA j 0,551 j 0,368 - Công suất ở cuối tổng trở Z12 : S ''2 = S 2 − jQC −12 = 20,159 + j17,842 − j 0,368 = 20,159 + j17, 474 MVA - Tổn thất công suất trên đường dây 12: P′′2 + Q122 ′′ 20,159 2 + 17, 474 2 ΔP = 12 12 2 R12 = × 6, 037 = 0, 355MW U dm 110 2 P′′2 + Q122 ′′ 20,159 2 + 17, 474 2 ΔQ12 = 12 2 X 12 = × 9, 378 = 0,552 MVAr U dm 110 2 - Công suất ở cuối tổng trở Z12 : S ''1 = S ''2 + Δ P12 + j Δ Q12 − j ΔQC −12 + S1 − jΔQC − N 1 = = 20,159 + j17, 474 + 0,355 + j 0,552 − j 0,368 + 15,103 + j13, 064 − j 0,551 = 35, 617 + j 30,171MVA - Tổn thất công suất trên đường dây N1: ′′ ′′ 1 PN 12 + QN2 35, 617 2 + 30,1712 ΔPN 1 = 2 RN 1 = × 4,174 = 0, 752 MW U dm 110 2 ′′ ′′ 1 PN 12 + QN2 35, 617 2 + 30,1712 ΔQN 1 = 2 X N1 = × 12, 563 = 2, 262 MVAr U dm 110 2 - Tổng công suất cung cấp cho nút N12: S N 12 = S''1 + ΔPN 1 + jΔQN 1 − j ΔQC − N 1 = = 35, 617 + j 30,171 + 0, 752 + j 2, 262 − j 0,551 = 36,369 + j 29,882 MVA b) Tính phân bố công suất và tổn thất công suất trên lưới N34 Sơ đồ lưới: 64 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  4. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN 3 ZT3 j0,667 MVAr 15 + j9,422MVA ZN3 N Z34 ZN4 j0,669 MVAr j0,667 MVAr 4 ZT4 15 + j7,444MVA Dựa trên các thông số tính trong các chương 2, 3 và 4, ta có: *Tổn thất công suất trạm biến áp 3 và 4 - Trạm biến áp T3: - Công suất đi qua trạm biến áp 3 sau khi bù kinh tế là : • • S T 3 = S t 3 - jQb3 =15+j13,23-j3,808 = 15 + j9,422 MVA T3 ZB3 3 15 + j9,422 42 + j272 MVA 15 + j9,422 kVA MVA ZT 3 4,391 + j86, 789 Có : Z B 3 = = = 2,196 + j 43,395Ω 2 2 - Tổn thất công suất trạm T3: PT23 + QT23 152 + 9, 4222 ΔPB 3 = 2 RB 3 = × 2,196 = 0, 057 MW U dm 1102 PT23 + QT23 152 + 9, 4222 ΔQB 3 = 2 X B3 = × 43.395 = 1,125MVAr U dm 1102 - Tổng công suất cung cấp đầu trạm T3: S 3 = PT 3 + ΔPB 3 + ΔPFe3 + j ( QT 3 + ΔQB 3 + ΔQFe 3 ) = 15 + 0, 057 + 0, 042 + j ( 9, 422 + 1,125 + 0, 272 ) = 15, 099 + j10,819 MVA - Trạm biến áp T4: 65 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  5. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN T4 ZB4 4 15 + j7,444 42 + j272 MVA 15 + j7,444 kVA MVA - Công suất đi qua trạm biến áp 4 sau khi bù kinh tế là : • • S T 4 = S t 4 - jQb4 =15+j11,25-j3,806= 15 + j8,164 MVA ZT 4 4,391 + j86, 789 Có : Z B 4 = = = 2,196 + j 43,395Ω 2 2 - Tổn thất công suất trạm biến áp T2: PT24 + QT 4 2 152 + 7, 4442 ΔPB 4 = 2 RB 4 = × 2,196 = 0, 051MW U dm 1102 PT24 + QT 4 2 152 + 7, 4442 ΔQB 4 = 2 X B4 = × 43,395 = 1, 006MVAr U dm 1102 - Tổng công suất cung cấp đầu trạm biến áp T4: S 4 = Pt 4 + ΔPB 4 + ΔPFe 4 + j ( Qt 4 + ΔQB 4 + ΔQFe 4 ) = 15 + 0, 051 + 0, 042 + j ( 7, 444 + 1, 006 + 0, 272 ) = 15, 093 + j8, 722 MVA - Tổn thất trên đường dây N34 3 j0,667 15, 099 + j10,819 MVAr MVA ZN3 N Z34 ZN4 j0,669 MVAr j0,667 MVAr 4 15, 093 + j8, 722 MVA Sơ đồ tương đương: 66 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  6. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN 3 ZN3 15,099 + j9,483 MVA N Z34 ZN4 15,093 + j7,386 4 MVA - Công suất do phân nửa điện dung của đường dây N3 sinh ra : b03 .l3 2 2, 673.10−6.41, 2311 j Δ QC − N 3 = j U dm = j ×1102 = j 0, 667 MVAr 2 2 - Công suất do phân nửa điện dung của đường dây 12 sinh ra : b34 .l34 2 2, 606.10−6.42, 4264 j Δ QC −34 = j U dm − j ×1102 = j 0, 669MVAr 2 2 - Công suất do phân nửa điện dung của đường dây N2 sinh ra : b04 .l4 2 2, 673.10−6.41, 2311 j Δ QC − N 4 = j U dm = j × 1102 = j 0, 667 MVAr 2 2 - Công suất tính toán ở nút 3: • • S3 ' = S 3 - j Δ QC − N 3 - j Δ QC −34 =15,099+ j10,819 - j0,667 - j0,669=15,099 + j9,483 MVA - Công suất ở tính toán ở nút 4 : • • S 4 ' = S 4 - j Δ QC − N 4 - j Δ QC −34 = 15, 093 + j8, 722 - j0,667 - j0,669=15,093 + j7,386 MVA - Công suất ở cuối tổng trở ZN3 : ∗ ∗ ∗ S '.Z + S3 '.( Z 34 + Z N 4 ) S N3 = 4 N4 = Z N 3 + Z 34 + Z N 4 = (15,093 - j7,386 ) × (13, 606 + j17, 729 ) + (15,099 - j9,483 ) × (13, 606 + j17, 729 + 19,516 + j18, 71) = 13, 606 + j17, 729 + 13, 606 + j17, 729 + 19,516 + j18, 71 = 15,0597 - j8,8291MVA • Suy ra: S N 3 = 15,0597 + j8,8291MVA - Công suất ở cuối tổng trở ZN4 : 67 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  7. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN ∗ ∗ ∗ S 3'.Z N 3 + S 4 '.( Z 34 + Z N 3 ) SN4 = = Z N 3 + Z 34 + Z N 4 = (15,099 - j9,483 ) × (13, 606 + j17, 729 ) + (15,093 - j7,386 ) × (13, 606 + j17, 729 + 19,516 + j18, 71) = 13, 606 + j17, 729 + 13, 606 + j17, 729 + 19,516 + j18, 71 = 15,1323 - j8,0399 MVA • Suy ra: S N 4 = 15,1323 + j8,0399MVA • • • Và S 34 = S N 3 − S3 ' = 15,0597 + j8,8291 − 15,099 - j9,483 = - 0.0393 - j0.6539 MVA - Tính tổn thất công suất trên tổng trở đường dây N3: PN23 + QN 3 2 15,099 2 + 9,4832 ΔPN 3 = 2 RN 3 = × 13, 606 = 0.3427MW U dm 110 2 PN23 + QN 3 2 15,099 2 + 9,4832 ΔQN 3 = 2 X N3 = × 17, 729 = 0.4465MVAr U dm 110 2 - Tính tổn thất công suất trên tổng trở đường dây 34: P34 + Q34 2 2 0.03932 + 0.6539 2 ΔP34 = 2 R34 = 2 × 19,516 = 6.9218.10 −4 MW U dm 110 P34 + Q34 2 2 0.03932 + 0.6539 2 ΔQ34 = 2 X 34 = 2 × 18, 71 = 6.6359.10 −4 MVAr U dm 110 - Tính tổn thất công suất trên tổng trở đường dây N4: PN24 + QN 4 2 15,13232 + 8,0399 2 ΔPN 4 = 2 RN 4 = × 13, 606 = 0,3302MW U dm 110 2 PN24 + QN 4 2 11,119 2 + 7, 436 2 ΔQN 4 = 2 XN4 = × 17, 729 = 0,4302MVAr U dm 110 2 - Tổng công suất cung cấp cho lưới N34: S N 34 = S N 3 + S N 4 + ΔPN 3 + j ΔQN 3 + ΔPN 4 + jΔQN 4 − jΔQC − N 3 − jΔQC − N 4 = = 15,0597 + j8,8291 + 15,1323 + j8,0399 + 0,3427 + j 0,4465 + 0,3302 + j 0,4302 − j 0, 667 − j 0, 667 = = 30,865 + j16, 412MVA c) Tính phân bố công suất và tổn thất công suất trên lưới N56 Sơ đồ lưới: 68 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  8. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN 5 ZT5 j0,521 18 + j12,07 MVAr MVA ZN5 N Z56 ZN6 j0,65 MVAr j0,788 MVAr 6 ZT6 10 + j6,375 MVA Dựa trên các thông số tính trong các chương 2, 3 và 4, ta có: - Tổn thất công suất trạm biến áp 5 và 6 - Trạm biến áp T5: T5 ZB5 5 18 + j12,07 58 + j400 MVA 18 + j12,07 kVA MVA - Công suất đi qua trạm biến áp 5 sau khi bù kinh tế là : • • S T 5 = S t 5 - jQb5 =18+j13,5-j1,43 = 18 + 12,07 MVA ZT 5 2,539 + j 55,545 Có : Z B 5 = = = 1, 27 + j 27, 773Ω 2 2 - Tổn thất công suất trạm biến áp T5: PT25 + QT 5 2 182 + 12, 07 2 ΔPB 5 = 2 RB 5 = ×1, 27 = 0, 049 MW U dm 1102 PT25 + QT25 182 + 12, 07 2 ΔQB 5 = 2 X B5 = × 27, 773 = 1, 078MVAr U dm 1102 - Tổng công suất cung cấp đầu trạm T5: S 5 = PT 5 + ΔPB 5 + ΔPFe5 + j ( QT 5 + ΔQB 5 + ΔQFe 5 ) = 18 + 0, 049 + 0, 058 + j (12, 07 + 1, 078 + 0, 4 ) = 18,107 + j13,548 MVA - Trạm biến áp T6: 69 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  9. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN T6 ZB6 6 10 + j6,375 28 + j180 MVA 10 + j6,375 kVA MVA - Công suất đi qua trạm biến áp T6 sau khi bù kinh tế là : • • S T 6 = S t 6 - jQb6 =10 + j8,81 - j2,435 = 10 + j6,375 MVA Z 7,935 + j138,863 Có : Z B 6 = T 6 = = 3,968 + j 69, 431Ω 2 2 - Tổn thất công suất trạm biến áp T6: PT26 + QT 6 2 102 + 6,3752 ΔPB 6 = 2 RB 6 = × 3,968 = 0, 046MW U dm 1102 PT26 + QT 6 2 102 + 6,3752 ΔQB 6 = 2 X B6 = × 69, 431 = 0,807 MVAr U dm 1102 - Tổng công suất cung cấp đầu trạm biến áp T6: S 6 = PT 6 + ΔPB 6 + ΔPFe 6 + j ( QT 6 + ΔQB 6 + ΔQFe 6 ) = 10 + 0, 046 + 0, 028 + j ( 6,375 + 0,807 + 0,18 ) = 10, 074 + j 7,362 MVA - Tổn thất trên đường dây N56 5 j0,521 18,107 + j13,548 MVAr MVA ZN5 N Z56 ZN6 j0,65 MVAr j0,788 MVAr 6 10, 074 + j 7,362 MVA Sơ đồ tương đương: 70 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  10. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN 5 18,107+j12,377 ZN5 MVA N Z56 ZN6 10,074 + j5,924 6 MVA - Công suất do phân nửa điện dung của đường dây N5 sinh ra : b0 N 5 .lN 5 2 2, 723.10−6.31, 622 j ΔQC − N 5 = j U dm = j × 1102 = j 0,521 MVAr 2 2 - Công suất do phân nửa điện dung của đường dây 56 sinh ra : bo56 .l56 2 2, 606.10−6.41, 2311 j ΔQC −56 = j U dm − j ×1102 = j 0, 65MVAr 2 2 - Công suất do phân nửa điện dung của đường dây N6 sinh ra : b0 N 6 .lN 6 2 2, 606.10−6.50 j ΔQC − N 6 = j U dm = j ×1102 = j 0, 788 MVAr 2 2 - Công suất ở cuối tổng trở ZN5 : S5 ' = S 5 - j Δ QC − N 5 - j ΔQC −56 = 18,107 + j13,548 -j0,521-j0,65=18,107+j12,377 MVA Công suất ở cuối tổng trở ZN6 : S6 ' = S 6 - j Δ QC − N 6 - j ΔQC −56 = 10, 074 + j 7,362 - j0,788 - j0,65=10,074 + j5,924 MVA ∗ ∗ ∗ S '.Z + S5 '.( Z 56 + Z N 6 ) S N5 = 6 N6 = Z N 5 + Z 56 + Z N 6 = (10,074 - j5,924 ) × ( 23 + j 22, 05) + (18,107-j12,37 ) × ( 23 + j 22, 05 + 18,966 + j18,183) = 23 + j 22, 05 + 18,966 + j18,183 + 8,538 + j13, 262 = 18,0335 − j13,2611 MVA • Suy ra : S N 5 = 18, 0335 + j13, 2611 MVA 71 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  11. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN ∗ ∗ ∗ S 5'.Z N 5 + S 6 '.( Z 56 + Z N 5 ) S N6 = = Z N 6 + Z 56 + Z N 5 = (18,107 - j12,37 ) × ( 8,538 + j13, 262 ) + (10,074 - j5,924 ) × (18,966 + j18,183 + 8,538 + j13, 262 ) 23 + j 22, 05 + 18,966 + j18,183 + 8,538 + j13, 262 = 10,1475 − j 5,0399 MVA • Suy ra : S N 6 = 10,1475 + j5,0399 MVA • • • S 56 = S N 5 − S 5' = 18, 0335 + j13, 2611- (18,107+j12,377)= - 0.0735+ j0.8841MVA - Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây N5: PN25 + QN 5 2 18, 03352 + 13, 26112 ΔP5 = 2 RN 5 = × 8,538 = 0,3536MW U dm 110 2 PN25 + QN 5 2 18, 03352 + 13, 26112 ΔQ5 = 2 X N5 = × 13, 262 = 0.5492MVAr U dm 110 2 - Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây N6: PN26 + QN 6 2 10,14752 + 5, 0399 2 ΔPN 6 = 2 RN 6 = × 23 = 0,244MW U dm 110 2 PN26 + QN 6 2 10,14752 + 5, 0399 2 Δ QN 6 = 2 XN6 = × 22, 05 = 0,2339MVAr U dm 110 2 - Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây 56: P56 + Q56 2 2 0, 07352 + 0,88412 ΔP56 = 2 R56 = × 18,966 = 0, 0012 MW U dm 110 2 P56 + Q56 2 2 0, 07352 + 0,88412 ΔQ56 = 2 X 56 = × 18,183 = 0, 0012 MVAr U dm 110 2 - Tổng công suất cung cấp cho lưới N56: S N 56 = S N 5 + S N 6 + ΔPN 5 + jΔQN 5 + ΔPN 6 + jΔQN 6 − jΔQC − N 5 − jΔQC − N 6 = = 18, 0335 + j13, 2611 + 10,1475 + j 5,0399 + 0,3536 + j 0,5492 + 0, 244 + j 0, 2339 − j 0,521 − j 0, 788 = = 28, 7786 + j17, 7751MVA 2 – Tính tổng công suất yêu cầu cần phát lên tại thanh cái cao áp Tính tổng công suất nguồn phát yêu cầu cần phát lên tại thanh cái S F = S N 12 + S N 34 + S N 56 = 36,369 + j 29,882 + 30,865 + j16, 412 + 28, 7786 + j17, 7751 = = 96, 013 + j 64, 07 MVA Vì nguồn đảm bảo cung cấp công suất tác dụng yêu cầu nên công suất tác dụng của nguồn PF =PycΣ = 96,013 MVA với hệ số công suất = 0,8, nên công suất kháng do nguồn phát lên thanh cái cao áp là : QF = PF.tgφ = 96,013 x 0,75 = 72,01 MVAr 72 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức
  12. ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN Do QF =72,01> QycΣ =64,07 nên không cần bù cưỡng bức. PF 96, 013 cos ϕ F = = = 0,832 SF 96, 0132 + 64, 07 2 73 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức