Bài giảng Cung cấp điện - Chương 8: Tính toán mạng điện kín đơn giản

26/10/2015 1 8.1 Cấu trúc và đặc điểm A B Z A1 1 Z12 2 ZB2 SA1 S12 SB2 guồn 1 guồn 2 S1 S2 1. Dạng mạch có cấu trúc hở với hai đầu cónguồ n Điện áp của hai nguồn nếu bằng nhau sẽ tương guồn đương dạng cấu trúc vòng kín A SA1 SA2 2. Dạng mạch có cấu trúc vòng kín 1 2 S1 S13 S23 S2 3 26/10/2015 S3 2 8.2 Tính phân bốcông suất trong mạng kín có điện áp hai đầu bằng nhau Bước thứnhất Xác định phân bố công suất trong mạng điện với giả thiếtU=U đm và bỏ qua tổn thất công suất trên các đoạn đường dây. Giả thiết AU = UB ( vềđộ lớn và góc pha ) nên tổng sụt áp =0 Quy ước chiều công suất trên đường dây như hình vẽ A B Z A1 1 Z12 2 ZB2 SA1 S12 SB2 I12 I guồn 1 IA1 B2 guồn 2 S1 S2 .     ΔU  I A1 Z1  I12 Z2  IB2 Z3  0  *  *  * SA1 S12 SB2 Z1  Z2  Z3  0 3U 3U 3U 26/10/2015 dm dm dm 3 A B Z A1 1 Z12 2 ZB2 SA1 S12 SB2 I12 I guồn 1 IA1 B2 guồn 2 S1 S2  *  *  * SA1 ZA1  S12 Z12  SB2 ZB2  0 (dấu * chỉ số phức liên hợp, ví dụZ = 2 + j2  Z* = 2- j2 )         SA1  SB2  S1  S2  SB2  S1  S2  SA1  *  *  * S1 Z12  ZB2  S2 ZB2 SA1   PA1  jQA1 ZA1  Z12  ZB2  *  *  * S1 ZA1  S2 ZA1  Z12  SB2   PB2  jQB2 26/10/2015 ZA1  Z12  ZB2 4 8.3 Mạng điện đồng nhấttrên tất cả các đoạn đườngdây X m  const  K Rm  X   m  Zm  Rm  jXm  Rm 1 j   Rm .K  Rm  Tính phân bố côngsuấ t theo điện trở    S1 R12  RB2  S2RB2 SA1  R A1  R12  RB2    S1R A1  S2 R A1  R12  SB2  R A1  R12  RB2 26/10/2015 5 8.4 Mạng điệnđồng nhất, tất cả các đoạn đường dây dùng cùng một tiết diện và cùng cách bố trí dây(r0 + jx0 = const) Phân bố công suất theo chiều dài    S1 l12  lB2  S2lB2 SA1  l A1  l12  lB2    S1l A1  S2 l A1  l12  SB2  l A1  l12  lB2 26/10/2015 6 8.5 Tách mạng kín thành hai mạng hở tương đương Bước thứ hai Xác định điểm phân công suất của mạng kín Nút có công suất đi đến từ hai phía gọi là điểm phân công suất, ký hiệu . Điểm này có điện áp thấp nhất trên đường dây. A B Z A1 1 Z12 2 ZB2 SA1 S12 SB2 I12 I guồn 1 IA1 B2 guồn 2 S1 S2 A B Z A1 1 Z12 2' 2' ZB2 SA1 S12 SB2 I12 I guồn 1 IA1 B2 guồn 2 S SB2 S1 12 26/10/2015 7 Vídụ Mạng điện10 kV cung cấp điện từ nguồn A cho4 phụ tải (tính bằng MVA), chiều dài km. Toàn bộ mạng điện dùng dây A-95 có Dtb = 1m. Tính sụt áp lớn nhất trong mạng điện lúc bình thướng và sự cố ( U%) A 1km 2km 1+j1 4 1 3 1km 1+j1 1km 3+j2 2km 2+j2 Hình 8.7 Tổng trở mỗi km đường dây: 2 Ω z0  0,33  j0,332 km 1+j1 26/10/2015 8 Đây là mạng điện cùng tiết diện, phân bố công suất theo chiều dài với phụ 4tải tập trung về nút1 A 1km 2km 1+j1 4 1 3 1km 1+j1 1km 3+j2 2km 2+j2 Hình 8.7 2 4  j32  1 2 1 j11 2 2  j22 S  1+j1 A1 1 2  1 2  4,5  j3,67MVA 2  j21 2  1 1 j12  1 4  j31 S  A3 1 2  1 2  2,5  j2,33MVA 26/10/2015 9 Nút 2 là điểm phân công suất (vừa tác dụng vừa phản kháng) nên nút 2 có điện áp thấp nhất trong mạch vòng và4 nút có điện áp thấp nhất trong toànmạng Tổn thất điện áp trên đoạn A-1: 4,5 0,33  3,67 0,332 ΔU %  100%  2,7% A1 102 Tổn thất điện áp trên đoạn 1-2 0,5 0,33 2  0,67 0,332 2 ΔU %  100%  0,77% 12 102 Tổn thất điện áp trên đoạn1 -4 1 0,33  1 0,332 ΔU %  100%  0,66% 14 102 Tổn thất điện áp lớn nhất trên mạng ΔUA2%  2,7%  0,77%  3,47% 26/10/2015 10 8.6 Trường hợp điện áp hai đầu nguồn khác nhau , bài toán được giải bằng nguyên lý xếp chồng Bước 1 : giả thiết điện áp hai đầu nguồn bằng nhau, tính công suất từ hai đầu nguồn theo theo các công thức đã biết. Bước 2: xét đường dây không tải và điện áp AU  UB, dòng điện cân bằng I0, theo chiều từ A đến doB UA > UB A B IAB ZAB guồn 1   guồn 2  U A  UB I0  3ZAB Xếp chồng hai tình trạng để có lời giải cuối; cùng chú ýchiề u của dòng hoặc công suất do I0 so với chiều của dòng phân bốở bước 1 . + nếu cùng chiều và – khi ngược chiều . 26/10/2015 11 Vídụ Một đường dây một pha hai dây PQ dài 500m ; UP=220 V và UQ =230 V. Điện trở mỗi dây dẫn là0,0005 /m đối với cả hai dây đi và về (điện trở tổng của 1 m dây đi và về).Xác định điện áp tại điểm có điện áp thấp nhất Giả sử điện áp hai đầu cung cấp bằng nhau. Dòng điện hai đầu nguồn 50100 40 50  100 50 200  50  100 60 100  200  50  100 I'  P 500 ' IP  111A 60 50 50 100  50 40 200  100  50 50 50  200  100  50 I'  Q 500 I'  89 A 26/10/2015 Q 12 Dòng điện cân bằng I0 theo chiều QP ' 230  220 10 IP  111A I  I    40A 0 QP 500 0,0005 0,25 ' IQ  89 A ’ IP = I P – I0 = 111 – 40 = 71 A ’ IQ = I Q + I0 = 89 + 40 = 129 A Kết quả phân bố dòng điện được ghi trên hình vẽ. Điểm B là điểm phân dòng điện và sẽ có điện áp thấp nhất : UB = 220 – 71 x 0,0005 x 50 – 11 x 0,0005 x 100 = 217,675 V 26/10/2015 13 Bài tập Một đường dây một pha hai dây PQ, dài 500 m được cung cấp từ hai đầu với điện áp bằng nhau 250 V. Phụ tải gồm phụ tải phân bố đều và các phụ tải tập trung, chiều dài và phụ tải ampe. ếu điện trở mỗi dây dẫn là0,0005 /m. Tìm: a)Dòng điện đầu vào ở P và Q b)Khoảng cách từ B đến điểm X có điện áp thấp nhất; c)Điện áp tại X 250V Tải phân bố đều dọc 500m đường dây . Mật độ dòng 0,5 A/m 250V A B C D P Q 50m 100m 50m 100m 200m 60A 50A 40A 30A 26/10/2015 14