Trong đó
Z z.l
là tổng trở nối tiếp và
Y y.l
là tổng dẫn song song của toàn bộ
đường dây dài. Mạch tương đương hình của đường dây dài là hình 3.8
'
.
+
.
VP
Y'
2
Y'
2
+
.
V N
-
-
Tải
IN
IPZ..
Nguoàn
Hình 3.8: Mạch tương đương hình của đường dây dài Nếu xem kỹ (3.65) và (3.66), ta thấy rằng :
Số hạng
sinh l
l
là một thừa số sửa sai phải nhân với tổng trở nối tiếp Z của
mạch danh định để đổi mạch danh định thành mạch tương đương của đường dây dài.
tanhl
2
Tương tự, với số hạng
là một thừa số sửa sai phải nhân với tổng dẫn
l
2
song song
Y của mạch danh định để đổi mạch danh định thành mạch
2
tương đương.
3.5 Khảo sát đường dây bằng mạch hai cửa
Trong các đoạn trước, ta thấy rằng khi một đường dây biểu diễn bởi mạch tương đương, ta có thể tính áp và dòng ở đầu vào và các thông số đường dây. Tổng quát, tất cả các mạch tương đương hình 3.1 của đường dây ngắn, Hình3.3 hoặc hình 3.5 của đường dây trung bình, và hình 3.8 của đường dây dài đều có dạng tổng quát là mạch hai cửa, hay mạch bốn đầu ra trên hình 3.9.
.
IN
+
.
VP
+
.
V N
-
-
A
C
B
D
Tải
IP .
Nguoàn
Hình 3.9: Mạch hai cửa để biểu diễn đường dây tải điện Áp và dòng ở đầu nhận liên hệ với nhau bởi hai phương trình
o o o
V P A.V N B.I N
(3.67)
o o o
I P C.V N D.I N
(3.68)
Trong đó các hằng số
A, B,C, D
gọi là hằng số mạch tổng quát hay hằng số
ABCD .
Chúng là số phức và liên hệ với nhau bởi phương trình:
A.D B.C 1
(3.69)
Các phương trình (3.12) và (3.11), (3.22)và (3.25), (3.32)và (3.35) , (3.56) và (3.57)
đều có dạng (3.67) và (3.68); với kiểm tra rằng chúng thỏa (3.69).
ABCD
được tập hợp lại trong bảng 3.1. Có thể
3.6 CÔNG SUẤT TRUYỀN TẢI TRÊN ĐƯỜNG DÂY
Mặc dù về nguyên tắc công suất tại bất cứ điểm nào trên đường dây cũng có thể tính được nếu biết áp, dòng và HSCS tại điểm đó, ta sẽ tìm được các công thức rất
thú vị về công suất theo các hằng số
ABCD
của mạch hai cửa biểu diễn đường dây
trên hình 3.9. Tổng quát, các công thức này được dùng cho bất cứ mạch hai cửa nào.
Bảng3-1 Hằng số ABCD của đường dây tải điện.
Mạch tương đương | A | B | C | D | |
Ngắn | Tổng trở nối tiếp H3.1 | 1 | Z | 0 | 1 |
Trung bình | -danh đònh H.3.3 | Y.Z 1 2 | Z | Z . Y.Z 4 1 | Y.Z 1 2 |
Trung bình | T-danh đònh H.3.5 | Y.Z 1 2 | Z . Y.Z 4 1 | Y | Y.Z 1 2 |
Dài | Thông số phân bố | cosh l | Z C .sinh l | 1 .sinh l Z C | cosh l |
Có thể bạn quan tâm!
-
Ảnh Hưởng Của Đất Đối Với Điện Dung Của Đường Dây Ba Pha. -
Mạch Tương Đương. Các Phương Trình Hoạt Động -
N , Ta Cũng Tính Ngược Từ Tải Về Nguồn Như Trường Hợp -
Hệ thống điện - Trường ĐH Công nghệ Sài Gòn - 9 -
Công Suất Truyền Trên Đường Dây Ngắn -
Giải Bài Toán Phân Bố Công Suất Bằng Phép Lặp Gauss - Seidel
Xem toàn bộ 106 trang tài liệu này.
Trước tiên, ta viết lại (3.67).
o o o
V P A.V N B.I N
(3.70)
o
Rồi giải theo dòng đầu nhận I N , để được
o o
o VP A.V N
N I N (3.71)
B
o
Chọn V N là gốc pha và đặt
o
V N VN
o0
o
V P VP
0
(3.72)
A A0
Ta được :
B B0
(3.73)
I N
o VP () A.VN
(3.74)
B B
o
Theo hình 3.9, công suất phức S N ở đầu nhận do đường dây cung cấp cho tải là :
=
o o
= V V
A.V
(3.75)
S N V N .I N
PN jQN
P N(
B
)N
2
B
Vậy công suất tác dụng và công suất phản kháng ở đầu nhận do đường dây cung cấp cho tải là :
V V A.V 2
PN P Ncos() Ncos
(3.76)
B
Q VPVNsin(
N B
)
B
A.V 2
Nsin
B
(3.77)
Q
( VAR )
.
SN
N
VP VN B
P (W )
AV
2
N
B
Hình 3.10: Đồ thị vectơ của (3.75) trong mặt phẳng phức.
o o o o
o
Chú ý rằng (3.75), công suất phức S N là hiệu của hai số hạng, S N S1 S 2
o
Trong đó
S 1 có biên độ
VPVN
B
và góc
(
) ; còn
S 2 có biên độ
A.V 2
N
B
và góc .
o o o o o
Các số phức
S 1 , S 2 và hiệu S N S1 S 2
được biểu diễn bởi các vectơ trên hình 3.10,
trong đó trục hoành là trục công suất tác dụng (độ chia là Watt) và trục tung là trục
o
công suất phản kháng (độ chia là Var). Vectơ S N tạo với trục hoành một góc làN là
o
góc hệ số công suất của tải. Hình chiếu của S N xuống trục hoành và trục tung lần lượt
là công suất tác dụng và phản kháng ở đầu nhận do đường dây cung cấp cho tải:
PN VN .I N cosN
QN VN .I N sinN
(3.78)
(3.79)
o
o
Như đã nói góc N là góc chậm pha củaI N so với V N . Bây giờ, để dễ biện luận , ta
o
chuyển góc tọa độ o đến điểm ngọn của S 2 để được hình 3.11. Tọa độ của điểm M
trong hệ toa độ (POQ) chính là (PN,QN); Vì vậy hình 3.11 gọi là đồ thị công suất.
Q
(VAR )
I
N
QN M
V
N
P'
AV
2
N
B
O1
O
VPVNB
QNO
Q'
N PN
NO
PN max
MO
P (W )
Hình 3.11: Đồ thị công suất
Bây giờ giả sử đường dây vận hành với VP và V N không đổi. Nếu thế O1 cố
o
định và điểm ngọn M của vectơ S N có quỹ tích là một vòng tròn tâm O1, bán kính
VPVN B
. Nếu vẫn giữ V N không đổi nhưng xét mộ giá trị không đổi khác của VP , ta sẽ có
một vòng tròn khác, với tâm vẫn là O1. Vậy ta có thể vẽ một họ vòng tròn tậm là O1 và đánh số theo VP
Mặt khác, nếu N không đổi thì quỹ tích của điểm M là một nửa đường thẳng qua O.
Vậy ta có thể vẽ một họ đường thẳng qua O và đánh số theo N . Dùng họ vòng tròn và họ đường thẳng trên đây, ta có thể giải khá nhiều bài toán tải điện của đường dây.
Chẳng hạn, Nếu VP
và V N
không đổi thì công suất do đầu nhận phát ra không thể
vượt quá một giá trị cực đại PN max . Đó chính là hoành độ của điểm Mo của vòng tròn
tại đó tiếp tuyến vuông góc với trục P. Giá trị của
0 vào (3.76),
PN max
được tìm bằng cách thay
PN max
VPVN
B
A.V 2
Ncos
B
(3.80)
Lúc đó, góc NO của tải âm và tải phải tiêu thụ một dòng lớn và nhanh pha so
với áp. Trong vận hành thực tế, phải giữ góc không quá 350 và VP
VN
0,95 . Rất có thể
không đạt được công suất cực đại vì độ tăng nhiệt của đường dây vượt quá giới hạn cho phép.
Trong công thức từ (3.70) đến (3.80), V P vàV N là áp pha và các tọa độ (P,Q) trên hình
3.11 là công suất tác dụng và phản kháng một pha. Tuy nhiên, nếu V P vàV N là áp dây
thì các khoảng cách trên hình 3.11 được nhân lên cho 3 và các tọa độ (P,Q) trở thành
công suất tác dụng và phản kháng 3 pha. Nếu bằng MW và MVAR.
V P vàV N tính bằng KV thì P và Q tính
BÀI TẬP CHƯƠNG 3
3.1 Cho đường dây ngắn 3pha có mạch quy về một pha như hình 3.12:
. .
IP IN
+
+
.
Tải
Nguoàn
Z R jL
Hình 3.12
Cho tải 30MW, (trễ), đấu Y, áp dây đầu nhận 215KV. Tổng trở nối tiếp đường dây .
Tính:
a. Sụt áp trên đường dây
b. Điện áp pha đầu phát
c. Tổn hao phần trăm điện áp
d. Hiệu suất tải điện
e. Công suất tác dụng, phản kháng và hệ số công suất đầu phát
f. Vẽ giản đồ vector
3.2 Cho đường dây 3pha chiều dài trung bình có mạch quy về một pha như hình 3.13:
.
.
ICN
Vp
Y
2
Y
2
+
.
V N
- -
Tải
+ . | . ICP |
IP
Nguoàn
.
Z R jL IN
Hình 3.13
Các thông số của đường dây:
, , , .
Tải 90MW, (trễ), đấu Y, điện áp dây đầu nhận 215KV.
a. Sụt áp trên đường dây
b. Điện áp pha đầu phát
c. Dòng điện đầu phát
d. Hiệu suất tải điện
e. Công suất tác dụng, phản kháng và hệ số công suất đầu phát
f. Vẽ giản đồ vector
3.3 Dùng mạch hai cửa tương đương tìm điện áp và dòng điện đầu phát cho hình 3.13
3.4 Cho đường dây 3pha chiều dài trung bình có mạch quy về một pha như hình 3.14: