Ảnh Hưởng Của Đất Đối Với Điện Dung Của Đường Dây Ba Pha.

Ta có thể áp dụng cách tính của dây dẫn hỗn hợp, bằng cách xem dây A gồm 2 sợi a,a’…, rồi sau đó tính KTN(Dm) và BTN(Ds) như trên. Kết quả đối với đường dây hình 2.4 như sau: điện cảm pha (dây – trung tính) là:

L  2x107 ln Dm (H/m)

Ln 

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 106 trang tài liệu này.

2x107 ln

(H/m) (2.17)

6 2

D 3 G

r'3 F

2.2.5 Đường dây ba pha cấu tạo từ dây chùm

Khi điện áp truyền tải ở trong khoảng siêu cao (EHV), tức là trên 230kV, hiện tượng vầng quang (corona) sẽ gay ra tổn hao vầng quang lớn và ảnh hưởng nhiều đến các đường dây viễn thông, nếu mỗi pha chỉ có 1 dây dẫn. người ta khắc phục hiện tượng này bằng cách dùng dây chùm, nghĩa là mỗi pha gồm 2,3,4 … dây dẫn song song gần nhau.

a) b) c)

Hình 2.5: Dây chùm gồm: (a)2; (b)3 và (c)4 dây dẫn.

Cách tính điện cảm trong trường hợp dây chùm vẫn tương tự trường hợp dây dẫn hỗn hợp gồm nhiều sợi. Chẳng hạn, mỗi dây dẫn của một dây chùm gồm 3 dây trên hình 2.5b được xem như mỗi sợi của dây X trên hình 3.3. Do đó, điện cảm pha của đường dây ba pha cấu tạo từ dây chùm vẫn cho bởi (2.15), trong đó:

° Dm là KTN tính từ khoảng cách giữa tâm của chùm dây này đến tâm của chùm dây kia.

°Ds là BTN của một dây chùm, tính như sau:

*Đối với chùm hai dây hình 2.5a:

4 (r'd)2

r'd

Ds (2.18)

*Đối với chùm ba dây hình 2.5b:

Ds 



9 (r'd)2

3 r'd 2

*Đối với chùm bốn dây hình 2.5c:

(2.19)

D 16 (r' xd 2 xd

2)4  1,094 r'd 3

(2.20)

2.3 ĐIỆN DUNG

2.3.1 Đường dây một pha, hai dây (hình 2.1)

Điện dung song song của một đơn vị chiều dài của đường dây một pha, hai dây trên hình 2.1 được cho bởi:

109



C  (F / m)

36ln D / r

(2.21)

Trong đó D là khoảng cách giữa hai dây và r là bán kính của mỗi dây[chứ không phải BTN như trong (2.10)

2.3.2 Đường dây ba pha ba dây

Điện dung một pha (hay điện dung dây-trung tính) của một đường dây ba pha có ba dây dẫn cách đều nhau (ba tâm của ba dây dẫn là ba đỉnh của một tam giác đều ) là:

109

Cn  18lnD / r(F / m)

(2.22)

Trong đó D là khoảng cách giữa hai dây dẫn (tức là cạnh của tam đều ) và r là bán kính của mỗi dây. Đối với đường dây ba pha ba dây không cách đều nhau và hoán vị, điện dung một pha được cho bởi:

Cn 

109

18 lnDe

/ r(F / m)

(2.23)

trong đó De cho bởi (2.13) như trường hợp điện cảm.

2.3.3 Ảnh hưởng của đất đối với điện dung của đường dây ba pha.

Điện dung của đường dây trên không bị ảnh hưởng của mặt đất vì mặt đất được xem như một vật dẫn có điện thế bằng 0, và làm méo dạng các đường sức của điện trường. Bài toán này được giải bằng phương pháp ảnh điện (dây dẫn ảnh), nghĩa là xem như có thêm các dây dẫn ảnh đối xứng với các dây dẫn thực tế qua mặt đất, và mang điện tích trái dấu với điện tích trên dây dẫn thực tế (hình 2.6).

b qb

Dab

Dbc

Hab

Hbc

Dca

Hca

Đất

Hca

Hab

Hbc

Hình 2.6 Đường dây 3 pha và ảnh của nó

Nếu xét ảnh hưởng của đất, điện dung pha (dây – trung tính) là:

109 /18

Cn 

lnDe / r ln3

Hab H

bc Hca / 3

H aHb Hc

(F / m)

(2.24)

So sánh (2.23) và (2.24), ta thấy sự hiện diện của đất làm tăng điện dung của đường dây. Tuy nhiên, nếu độ cao các dây đối với mặt đất lớn hơn nhiều so với khoảng cách giữa các dây thì các khoảng cách nghiêng Hab, Hbc, Hca gần bằng các khoảng cách đứng Ha, Hb, Hc. Lúc đó, số hạng logarith thứ 2 ở mẫu số của 2.24 gần bằng 0, nghĩa là ảnh hưởng của đất không đáng kể khi đường dây 3 pha cân bằng.ảnh hưởng này chỉ quan trọng khi tính toán đường dây 3 pha không cân bằng (tổng 3 dòng dây khác 0) bằng phương pháp thành phần đối xứng.

2.3.4 Đường dây 3 pha, mạch kép.

Đối với đường dây ba pha mạch kép trên hình 2.4, điện dung pha(dây-trung tính)

là:

Cn 

109 / 9

ln32D / rG / F 2 / 3 

(F/m) (2.25)

2.3.5 Đường dây ba pha cấu tạo từ dây chùm

Ta sẽ thấy rằng phương pháp KTN và BTN để tính điện cảm của đường dây chùm trong đoạn 2.2.5 vẫn áp dụng được để tính điện dung , với một sữa đổi nhỏ: đối với một dây, ta sẽ duứng bỏn kớnh ngoài r thay vỡ BTN r’=0,7788 r.

Để ví dụ, xét đường dây ba pha trên hình 2.7, trong đó mỗi dây pha được cấu tạo từ hai dây ghép song song,

Dab

Dbc

Dca

a c'

d d d

dây.

Hình 2.7 Đường dây chùm Ba pha, mỗi pha hai dây, hoán vị.

Và các pha được luân phiên hoán vị trên nhiều chặn đều nhau dọc theo đường

Điện dung pha (dây-trung tính) là:



109

(2.26)

18 ln De

/ D (F / m)



Trong đó De cho bởi (2.13); còn Ds là BTN (sữa đổi) của một chùm dây, tính tương tự (2.18), (2.19) và (2.20) với r’ thay bởi r nghĩa là:

Đối với chùm hai dây hình 2.5a

Ds (2.27)

Đối với chùm ba dây hình 2.5b

3 rd 2

Ds (2.28)

Đối với chùm ba dây hình 2.5c

D  1,094 rd 3

(2.29)

BÀI TẬP CHƯƠNG 2

2.1 Tính điện trở của một dây nhôm hình trụ dài 10km, đường kính 0,5cm ở

a) 200c b) 1200c

2.2 Một dây cáp truyền tải có 19 sợi dây đồng giống nhau, mỗi sợi có đường kính 1,5mm. Chiều dài dây cáp là 2km, nhưng vì các sợi bị xoắn nên chiều dài thực tế của mỗi dây đồng bằng 5%. Tìm điện trở của dây cáp,

biết rằng điện trở suất của đồng là  1,72x108 m

3.3 Sự thay đổi của điện trở theo nhiệt độ được mô tả bởi hệ số nhiệt . Cụ thể, điện

trở RT ở nhiệt độ Toc liên hệ với điện trở Ro ôû 00c bởi R R 1T , trong đó là

T 0 0 0

hệ số nhiệt độ ở 00c.

a)a) GiảGiả sửsử rằnrằngg đốiđối vơvớiùi đođồng,àng, hàmhàm sốsố RRTT theo T được vẽ trên hình 2.8. Xác định hệ số

nhiệt độ của đồng.

b) Tìm điện trở của một dây đồng ở nó ở 00c là 20 .

 200 c

nếu điện trở của nó ở 00c nếu điện trở của

234,5 0

T,0 C

Hình 2.8 sự thay đổi của điện trở dây đồng theo nhiệt độ

2.4 Một dây đồng có điện trở 50 ôû 100c. Hỏi nhiệt độ làm việc tối đa của dây là bao nhiêu nếu điện trở của dây không được tăng quá 10%? Cho biết hệ số nhiệt độ của đồng ở 100c là = 0,004090c-1

2.5 Người ta muốn tổn hao (công suất mất) tên một pha của một đường dây tải điện dài 40km không vượt quá 60km khi nó cung cấp 100A mỗi pha. Xác định đường kính nhỏ nhất của dây, biết rằng điện trở suất của dây là 1,72x10-8 .m

2.6 Một đường dây một pha, hai dây, dài 15km được làm từ hai dây tròn, mỗi dây có đường kính 0,8cm, cách nhau 40cm.

a)Tính đường kính tương đương của một dây giả, rỗng, bề dày rất nhỏ, và có cùng điện cảm như đường dây đã cho

b)Tính giá trị của điện cảm đó.

2.7 Một đường dây 3 pha, mạch đơn, 60 Hz gồm 3 dây bố trí như hình 2.9. nếu dây dẫn giống trong bài 2.1, hãy tìm cảm kháng mỗi km và mỗi pha của đường dây.

b c

Hình 2.9 Tiết diện của đường dây 3 pha, mạch đơn

2.8 Tình điện dung và dung kháng ở (60Hz) của đường dây trong bài 2.6.

2.9 Tìm dung kháng mỗi km cả đường dây ba pha trong bài 2.7.

2.10 Cho đường dây 1 pha trên hình 2.10, trong đó chùm dây X gồm 3 dây a,b,c mắc song song, mỗi dây có bán kính 2mm; còn chùm dây Y gồm 2 dây d và e mắc song song; mỗi dây có bán kính 4mm. Tính điện cảm của mỗi m đường dây này.

a d