Hệ thống điện - Trường ĐH Công nghệ Sài Gòn

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

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 106 trang tài liệu này.

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 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

3.6 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 Ytc66

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

Chương 1

BIỂU DIỄN HỆ THỐNG ĐIỆN NĂNG

1.1. DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP HÌNH SIN

Điện áp và dòng điện xoay chiều có dạng sin với tần số không đổi.

Phương trình dạng sin:

(V) (1.1)

(A)

(1.2)

- Trị hiệu dụng phức được biểu diễn:

(V) (1.3)

(A) (1.4)

Trong đó:

và là góc pha ban đầu của điện áp và dòng điện ()

là tầ số góc (rad/s) với . Trong đó tần số f (Hz) và chu kỳ T có mối quan hệ bởi công thức

là áp phức (V)

là dòng phức (A)

là áp cực đại, V là áp hiệu dụng,là dòng cực đại, I là dòng hiệu dụng, v là áp tức thời, i là dòng tức thời .

Nếu một điện áp được sinh ra trong một máy phát điện, ta gọi đó là một sức điện động(s. đ. đ) và thường dùng ký hiệu( dạng phức), (hiệu dụng).

Ví dụ 1.1:Cho điện áp và dòng điện biểu diễn bởi các phương trình:

(V)

(A) Ta có thể biểu diễn dưới dạng phức:

(V)

(A)

Với:

và

là tầ số góc (rad/s) với

(V), V=2(V) , (A), (A) Giá trị phức ta có thể viết ớ dạng cực hoặc dạng đại số:

(V)

(A)

1.2. KÝ HIỆU HAI CHỈ SỐ

Xét một mạch một cửa (hay hai cực ) trên hình 1.1a với điện áp v=v(t)(V) và dòng (A)

vab

iab

vab

b -

+ a

- b

a) b) c)

Hình 1.1 Ký hiệu hai chữ số

Nếu v > 0 thì đầu ( + ) có điện thế thực tế cao hơn đầu ( - )

Nếu v < 0 thì đầu ( + ) có điện thế thực tế thấp hơn đầu ( - )

Nếu i > 0 thì dòng thực tế chạy đúng chiều mũi tên.

Nếu i < 0 thì dòng thực tế chạy ngược chiều mũi tên.

Bây giờ, gọi hai đầu ra của mạch một cửa là a và b (hình 1.1b) và dùng ký hiệu hai chỉ số như nhau:

vab =va – vb = điện thế của a đối với b.

iab = dòng chạy qua mạch một cửa từ a đến b.

Mặc dù ta không cần vẽ các dấu ( + ) ,( - ) của v và mũi tên của i lên hình 1.1b, ta vẫn xác định rõ ràng Vab và iab như trên hình 1.1c. Đây là ưu điểm của ký hiệu hai chỉ số, đặc biệt là đối với mạch điên ba pha.

1.3. CÔNG SUẤT TRONG MẠCH ĐIỆN HÌNH SIN 1 PHA

1.3.1 Công suất tức thời, tác dụng, phản kháng và biểu kiến

Nếu hình 1.1a với M là một thiết bị điện có mạch tương đương là một tổ hợp của các phần tử gồm điện trở R, cuộn cảm L và tụ điên C. Ta gọi M là mạch một cửa thụ động. Các biểu thức của áp và dòng điện theo biểu thức:

(V) (1.5)

(A) (1.6)

Ta biểu diển v và i bởi các vectơ pha vectơ V va vectơ I trên hình 1.2









Hình 1.2 Biểu diễn vectơ pha của dòng và áp

Ta có mối quan hệ: là góc lệch pha giữa dòng và áp.

Công suất tức thời p , công suất tác dụng P, công suất phản kháng Q và công suất biểu kiến S tiêu thụ của M lần lượt là:

p (t) = v (t) i (t) (W) (1.7)

P = V I cos(W) (1.8)

Q= V I sin( (VAR) (1.9)

S = V I (VA) (1.10)

1.3.2. Áp phức. dòng phức, tổng trở phức và công suất phức



Z (M)





a) b)



Re o

Z Z

R j.X



Hình 1.3 a: Mạch phức thụ động, b: Áp phức và dòng phức, c: Tổng trở phức

Áp phức và dòng phức Phương trình dạng sin:

(V) (1.11)

(A) (1.12)

- Áp phức và dòng phức được biểu diễn:

(V) (1.13)

(A) (1.14)

Tổng trở phức (mạch R,L,C nối tiếp) Tổng trở phức ký hiệu là

R L C

Hình 1.4: Mạch R,L,C nối tiếp

Ta có

(1.15)

Với ( ) (1.16)

( ) (1.17)

Ta cĩ thể viết dưới dạng cực: hoặc dạng đại số

Với R là điện trở và X là điện kháng của mạch.

Công thức định luật Ohm: (1.18)

Công suất phức

S S



Q P jQ



o PRe P

a) b)

Hình 1.5: a) Cơng suất phức b)Tam giác công suất

Cơng suất phức được viết dưới hạng cực hoặc đại số:

(1.19)

Trong đó:

S: công suất biểu kiến (V.A) P: công suất tác dụng (W)

Q: công suất phản kháng (VAR)

là góc pha của công suất

: hệ số công suất

Với S=VI, P=Scosφ, Q=Ssinφ ,(1.20)