Đang tải... (xem toàn văn)
Hỗ trợ tìm hiểu và nắm rõ hệ thống điện. Giúp các bạn sinh viên và các bạn đang làm việc trong ngành kỹ thuật điện có thêm nhiều thông tin. Và nắm rõ hơn về hệ thống điện. Từ hệ điện nặng đến hệ thống điện nhẹ. MSB, MEP, MMB....
BÀI GI NG MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN Trang-1 I PHẦN 1: TÍNH TỐN ĐƯỜNG DÂY NGẮN THEO ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐIỆN ĐẦU NHẬN A PHẦN LÝ THUYẾT: 1) Truyền tải điện pha: a Hệ thống tải pha cân bằng: Tải mắc Y, Nguồn mắc Y U dây = 3.U pha b Mạch tương đương pha hệ thống pha cân bằng: BÀI GI NG MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN Trang-2 2) Đặc điểm đường dây ngắn: ¾ Cấp điện áp phân phối ( 15kv – 22kv ), Hạ áp 0,4kv ¾ Chiều dài đường dây L < 50km 3) Sơ đồ thay đường dây ngắn: ¾ Khoảng cách trung bình pha: Dtb = Dm = Dab Dbc Dca ¾ Cảm kháng: x0 = 0,144log Dtb ⎛ Ω⎞ + 0,016 = ⎜ ⎟ r ⎝ km ⎠ r: bán kính ngồi đường dây GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn BÀI GI NG MƠN HỆ THỐNG ĐIỆN Trang-3 4) Trình tự tính tốn đường dây ngắn: U , N , I N : điện áp dòng điện đầu nhận dạng phức U I p p : điện áp dòng điện đầu phát dạng phức Đồ thị vector : ¾ Bước 1: Điện trở đường dây: R = r0 L(Ω) Điện kháng đường dây: X = x0 L(Ω) Tổng trở đường dây: − Z = R + jX (Ω) ¾ Bước 2: dựa vào thong số cho : UN, PN, Cosϕ N tính : Điện áp pha phức đầu nhận: U N fa = U Nd ∠00 Dòng điện đầu nhận: IN = pN xU Nd xCosϕ N ∠ − ϕN Đơn vị : PN - MW, UNd – KV, IN - KA ¾ Bước 3: điện áp pha đầu phát: − U p = UN + Z x I N GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn BÀI GI NG MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN điện áp dây đầu phát: U Pd = xU P Phần trăm sụt áp: ΔU % = Trang-4 U Pd − U Nd x100% U Nd ¾ Bước 4:xác định tổn thất công suất Tổn thất công suất tác dụng: ΔP = 3xRxI N2 ( MW ) Tổn thất công suất phản kháng ΔQ = X I N2 ( MVAr ) B PHẦN ÁP DỤNG: cho đường dây ngắn với thông số sau : cos ϕ N = 0,8 trễ Tính : UP, ΔU % , ΔQ , ΔQ ? HD: ¾ Bước 1: Điện trở đường dây: R = r0 L = 0,17 x5 = 0,85(Ω) Điện kháng đường dây: X = x0 L = 0,35 x5 = 1, 75(Ω) Tổng trở đường dây: − Z = R + jX = 0,85 + 1, 75 = 1,946∠64,10 (Ω) ¾ Bước 2: dựa vào thong số cho : UN, PN, Cosϕ N tính : Điện áp pha phức đầu nhận: U N fa = U Nd 15 ∠0 = ∠00 = 8, 66∠00 ( KV ) 3 GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn Trang-5 BÀI GI NG MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN Dòng điện đầu nhận: IN = pN ∠ − ϕN = ∠ − 36,87 xU Nd xCosϕ N 3x15 x0,8 I N = 0,1443∠ − 36,87 ( KA) Với cos ϕ N = 0,8 ⇒ ϕ = 36,87 ¾ Bước 3: điện áp pha đầu phát: − U p = U N + Z x I N = 8, 66∠00 + 1,946∠64,10 x0,1443∠ − 36,87 U p = 8,91∠0,830 ( KV ) điện áp dây đầu phát: U Pd = 3xU P = 3x8,91∠0,830 = 15, 43∠0,830 ( KV ) Phần trăm sụt áp: ΔU % = U Pd − U Nd 15, 43 − 15 x100% = x100% = 2,87% 15 U Nd ¾ Bước 4:xác định tổn thất cơng suất Tổn thất công suất tác dụng: ΔP = 3xRxI N2 = 3x0,85 x0,14432 = 0, 053( MW ) Tổn thất công suất phản kháng ΔQ = X I N2 = 3x1, 75 x0,14432 = 0.1093( MVAr ) ************************************************* II PHẦN 2: TÍNH TỐN ĐƯỜNG DÂY NGẮN THEO ĐIỆN ÁP DÂY VÀ CÔNG SUẤT ĐẦU NHẬN A PHẦN LÝ THUYẾT: Cho đường dây ngắn sau: TRÌNH TỰ CÁC BƯỚC TÍNH TỐN: ¾ Bước 1: từ thơng số ban đầu tính : GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn BÀI GI NG MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN Trang-6 Điện trở đường dây: R = r0 L(Ω) Điện kháng đường dây: X = x0 L(Ω) Tổng trở đường dây: − Z = R + jX (Ω) Công suất phản kháng đầu nhận: QN = PN xTgϕ N ( MVAr ) ¾ Bước : tính thành phần vectơ sụt áp: Độ sụt áp: P R + QN X ΔU = N ( KV ) UN PN X − QN R ( KV ) UN Đơn vị: PN - MW, UN – KV, QN - MVAr δU = ¾ Bước 3: điện áp đầu phát : U P = (U N + ΔU ) + δ U ( KV ) ¾ Bước 5: phần trăm sụt áp : ΔU % = U Pd − U Nd x100% U Nd ¾ Bước 6: góc lệch pha UP UN : δU ⇒δ Tgδ = U N + ΔU ¾ Bước 7: tổn thất công suất : Tổn thất công suất tác dụng: P2 + Q2 ΔP = N N xR ( MW ) UN Tổn thất công suất phản kháng: PN2 + QN2 ΔQ = xX ( MVAr ) U N2 ¾ Bước 8: cơng suất đầu phát : PP = PN + ΔP QP = QN + ΔQ GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn BÀI GI NG MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN ¾ Trang-7 Hệ sô công suất đầu phát : ⎡ ⎛ Q ⎞⎤ Cosϕ P = Cos ⎢ arctg ⎜ P ⎟ ⎥ ⎝ PP ⎠ ⎦ ⎣ Bước 9: hiệu suất tải : η= PN PN x100% = x100% PP PN + ΔP B PHẦN ÁP DỤNG: cho đường dây ngắn với thông số sau : cos ϕ N = 0,8 trễ Tính : từ bước Ỉbước HD: ¾ Bước 1: từ thơng số ban đầu tính : Điện trở đường dây: R = r0 L = 0,17 x5 = 0,85(Ω) Điện kháng đường dây: X = x0 L = 0,35 x5 = 1, 75(Ω) Công suất phản kháng đầu nhận: QN = PN xTgϕ N = x0,75 = 2, 25( MVAr ) ¾ Bước : tính thành phần vectơ sụt áp: Độ sụt áp: P R + QN X x0,85 + 2, 25 x1,75 ΔU = N = = 0, 4325( KV ) 15 UN δU = PN X − QN R x1,75 − 2, 25 x0,85 = = 0, 225( KV ) 15 UN GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn BÀI GI NG MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN Trang-8 Đơn vị: PN - MW, UN – KV, QN - MVAr ¾ Bước 3: điện áp đầu phát : U P = (U N + ΔU ) + δ U = (15 + 0, 4325) + 0, 2252 = 15, 43( KV ) ¾ Bước 5: phần trăm sụt áp : ΔU % = ¾ UP −UN 15, 43 − 15 x100% = x100% = 2,87% UN 15 Bước 6: góc lệch pha UP UN : δU 0, 225 Tgδ = = = 0,0144 U N + ΔU 15 + 0, 4325 ⇒ δ = 0,830 ¾ Bước 7: tổn thất cơng suất : Tổn thất công suất tác dụng: PN2 + QN2 33 + 2, 252 ΔP = xR = x0,85 = 0,053( MW ) U N2 152 Tổn thất công suất phản kháng: PN2 + QN2 33 + 2, 252 ΔQ = xX = x1,75 = 0,1093( MVAr ) 152 U N2 ¾ Bước 8: cơng suất đầu phát : PP = PN + ΔP = + 0,053 = 3,053( MW ) QP = QN + ΔQ = 2, 25 + 0,1093 = 2,3593( MVAr ) Hệ sô công suất đầu phát : ⎡ ⎛ Q ⎞⎤ ⎡ ⎛ 2,3593 ⎞ ⎤ Cosϕ P = Cos ⎢ arctg ⎜ P ⎟ ⎥ = Cos ⎢ arctg ⎜ ⎟⎥ ⎝ 3,053 ⎠ ⎦ ⎣ ⎝ PP ⎠ ⎦ ⎣ ¾ ⇒ Cosϕ P = 0,79(trê) Bước 9: hiệu suất tải : η= PN x100% = x100% = 98,3% 3,053 PP GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn Trang-9 BÀI GI NG MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN I PHẦN 1: TÍNH TỐN ĐƯỜNG DÂY CĨ CHIỀU DÀI TRUNG BÌNH THEO QUAN HỆ DÒNG VÀ ÁP ĐẤU A PHẦN LÝ THUYẾT: 1) Đặc điểm đường dây có chiều dài trung bình: ¾ Là đường dây truyền tải cao áp : 110 KV, 220 KV ¾ Có chiều dài L < 250 Km ¾ Thơng số đường dây : ⎛ Ω⎞ Điện trở: r0 = ⎜ ⎟ ⎝ km ⎠ ⎛ Ω⎞ Điện kháng : x0 = ⎜ ⎟ ⎝ km ⎠ ⎛ ⎞ Dung dẫn: b0 = ⎜ ⎟ Can ω ⎝ Ωkm ⎠ Sơ đồ thay : r0 jx0 jb0 km 2) Mạch hình Π chuẩn đường dây có chiều dài trung bình tập trung điện dung đầu đường dây : GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn BÀI GI NG MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN Trang-10 ¾ Quan hệ áp dòng đầu : ⎡ ⎤ ⎡− −⎤ ⎡ ⎤ ⎢U P ⎥ = ⎢ A B ⎥ * ⎢U N ⎥ ⎢ ⎥ ⎢− −⎥ ⎢ ⎥ ⎣ I P ⎦ ⎣C D ⎦ ⎣ I N ⎦ − − U P = A U N + B I N ( KV ) Hay − − I P = C U N + D I N ( KA) − − − − Với A, B, C , D số mạch tổng qt 3) Trình tự bước tính tốn : ¾ Bước 1: tính số mạch: GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn BÀI GI NG MƠN HỆ THỐNG ĐIỆN Trang-90 ¾ Sơ đồ có bù nang: Ρ= Ε.U xSinδ X − XC GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn BÀI GI NG MƠN HỆ THỐNG ĐIỆN Trang-91 ¾ Với cơng suất P : Trước có bù: Ε.U Ρ= xSinδ1 = Ρ max1.Sinδ1 X Sau có bù: Ε.U Ρ= xSinδ = Ρ max Sinδ X − XC δ < δ1 I MA RẬN TỔNG DẪN THANH CÁI YBUS HAY YTC : 1) Thành lập ma trận YBUS đường dây ngắn: Qui ước: dòng vào nút ⎡Y11 Y12 ⎤ ⎡U1 ⎤ ⎡ Ι1 ⎤ ⎢Y Y ⎥ ⎢U ⎥ = ⎢Ι ⎥ ⎣ 21 22 ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎡Y Y ⎤ ⇔ YBUS = ⎢ 11 12 ⎥ ⎣Y21 Y22 ⎦ − ¾ Tổng trở đường dây: Z 12 = R + jX = (Ω) − ¾ Tổng dẫn : y12 = − Z 12 GV: ThS Nguy n Xuân Ti n = ⎛1⎞ =⎜ ⎟ R + jX ⎝ Ω ⎠ www: cea.edu.vn BÀI GI NG MƠN HỆ THỐNG ĐIỆN Trang-92 ¾ Các phần tử ma trận YBUS đơn vị có tên: − ⎛1⎞ Y11 = Y22 = y12 = ⎜ ⎟ ⎝Ω⎠ − ⎛1⎞ Y12 = Y21 = − y12 = ⎜ ⎟ ⎝Ω⎠ ¾ Thành lập ma trận YBUS đơn vị tương đối: Với SCB UCB cho trước: U CB Z R X = = = = (Ω) CB CB Tính tổng trở : CB SCB SCB ( MVA),U CB ( KV ) Khi phần tử YBUS đơn vị tương đối là: Y11 (td ) = Y22 (td ) = Y11 ( ).Z CB = (dvtd ) Ω Y12 (td ) = Y21 (td ) = Y12 ( ).Z CB = ( dvtd ) Ω Ví dụ : cho đường dây ngắn với thông số sau: ⎛ Ω⎞ ⎛ Ω⎞ r0 = 0,17 ⎜ ⎟ , x0 = 0, 42 ⎜ ⎟ ⎝ km ⎠ ⎝ km ⎠ Bỏ qua b0, thành lập ma trận YBUS : a) Trong đơn vị có tên SCB = 100( MW ) b) Trong đơn vị tương U CB = 110( KV ) HD: a) Trong đơn vị có tên − ¾ Tổng trở đường dây: Z 12 = R + jX = 8,5 + j 21(Ω) R = r0 L = 0,17.50 = 8,5(Ω) X = x0 L = 0, 42.50 = 21(Ω) GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn Trang-93 BÀI GI NG MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN ¾ Tổng dẫn : − 1 ⎛1⎞ y12 = − = = = 0,044∠ − 61,960 ⎜ ⎟ ⎝Ω⎠ Z 12 R + jX 8,5 + j 21 ¾ Các phần tử ma trận YBUS đơn vị có tên: − ⎛1⎞ Y11 = Y22 = y12 = 0,044∠ − 61,960 ⎜ ⎟ ⎝Ω⎠ − Y12 = Y21 = − y12 = −0,044∠ − 61,96 = 0,044∠1800 − 61,960 ⎛1⎞ Y12 = Y21 = 0,044∠112,040 ⎜ ⎟ ⎝Ω⎠ ⎡0,044∠ − 61,960 0,044∠112,040 ⎤ ⇒ YBUS = ⎢ ⎥ 0,044∠ − 61,960 ⎦ ⎣ 0,044∠112,04 b) Trong đơn vị tương đối Tính tổng trở : Z CB = RCB = X CB = U CB 1102 = = 121(Ω) SCB 100 SCB ( MVA),U CB ( KV ) Khi phần tử YBUS đơn vị tương đối là: Y11 (td ) = Y22 (td ) = Y11 ( ).Z CB = 0,044∠ − 61,960 x121 = 5,336∠ − 61,960 (dvtd ) Ω Y12 (td ) = Y21 (td ) = Y12 ( ).Z CB = 0,044∠112,040 x121 = 5,336∠112,040 ( dvtd ) Ω ⎡5,336∠ − 61,960 5,336∠112,040 ⎤ ⇒ YBUS (dvtd ) = ⎢ ⎥ 5,336∠ − 61,960 ⎦ ⎣ 5,336∠112,04 GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn BÀI GI NG MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN Trang-94 2) Thành lập ma trận YBUS đường dây có chiều dài trung bình: ¾ Sơ đồ mạch Π chuẩn: R = r0 L = (Ω) X = x0 L = (Ω) Y j.b0 L ⎛ ⎞ = =⎜ ⎟ 2 ⎝Ω⎠ − ¾ Tổng trở đường dây: Z 12 = R + jX = (Ω) ⎛1⎞ =⎜ ⎟ Z 12 R + jX ⎝ Ω ⎠ ¾ Các phần tử ma trận YBUS đơn vị có tên: − ¾ Tổng dẫn : y12 = − = Y ⎛1⎞ =⎜ ⎟ ⎝Ω⎠ − ⎛1⎞ Y12 = Y21 = − y12 = ⎜ ⎟ ⎝Ω⎠ ¾ Thành lập ma trận YBUS đơn vị tương đối: Với SCB UCB cho trước: U CB Tính tổng trở : Z CB = RCB = X CB = S = (Ω) CB − Y11 = Y22 = y12 + SCB ( MVA),U CB ( KV ) Khi phần tử YBUS đơn vị tương đối là: GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn BÀI GI NG MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN Trang-95 Y11 (td ) = Y22 (td ) = Y11 ( ).Z CB = (dvtd ) Ω Y12 (td ) = Y21 (td ) = Y12 ( ).Z CB = ( dvtd ) Ω Ví dụ : cho đường dây ngắn với thông số sau: ⎞ ⎛ Ω⎞ ⎛ Ω⎞ −6 ⎛ r0 = 0,12 ⎜ ⎟ , x0 = 0, 45 ⎜ ⎟ , b0 = 3,5.10 ⎜ ⎟ ⎝ km ⎠ ⎝ km ⎠ ⎝ Ω.km ⎠ Hãy thành lập ma trận YBUS : a) Trong đơn vị có tên SCB = 100( MW ) b) Trong đơn vị tương U CB = 220( KV ) HD: a) Trong đơn vị có tên − Z 12 = R + jX = 18 + j 67,5(Ω) ¾ Tổng trở đường dây: R = r0 L = 0,12.150 = 18(Ω) X = x0 L = 0, 45.150 = 67,5(Ω) ¾ Tổng dẫn đoạn 12 : − 1 ⎛1⎞ y12 = − = = = 0,01431∠ − 75,07 ⎜ ⎟ ⎝Ω⎠ Z 12 R + jX 18 + j 67,5 ¾ Dung dẫn đoạn 12: Y j.b.L j.3,5.10−6.150 ⎛1⎞ = = = j.262,5.10−6 = 262,5.10−6 ∠900 ⎜ ⎟ 2 ⎝Ω⎠ ¾ Sơ đồ thay mạch Π chuẩn: GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn Trang-96 BÀI GI NG MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN ¾ Các phần tử ma trận YBUS đơn vị có tên: − Y Y11 = Y22 = y12 + = 0,01431∠ − 75,07 + 262,5.10−6 ∠900 ⎛1⎞ ⇒ Y11 = Y22 = 0,01406∠ − 74,80 ⎜ ⎟ ⎝Ω⎠ − Y12 = Y21 = − y12 = −0,01431∠ − 75,070 = 0,01431∠1800 − 75,070 ⎛1⎞ ⇒ Y12 = Y21 = 0,01431∠104,930 ⎜ ⎟ ⎝Ω⎠ ⎡0,01406∠ − 74,80 0,01431∠104,930 ⎤ ⇒ YBUS = ⎢ 0⎥ ⎣ 0,01431∠104,93 0,01406∠ − 74,8 ⎦ b) Trong đơn vị tương đối Tính tổng trở : Z CB = RCB = X CB = U CB 2202 = = 484(Ω) 100 SCB SCB ( MVA),U CB ( KV ) Khi phần tử YBUS đơn vị tương đối là: Y11 (td ) = Y22 (td ) = Y11 ( ).Z CB = 0,01406∠ − 74,80 x 484 = 6,805∠ − 74,80 (dvtd ) Ω Y12 (td ) = Y21 (td ) = Y12 ( ).Z CB = 0,01431∠104,930 x 484 = 6,93∠104,930 (dvtd ) Ω ⎡6,805∠ − 74,80 6,93∠104,930 ⎤ ⇒ YBUS (dvtd ) = ⎢ ⎥ 6,805∠ − 74,80 ⎦ ⎣ 6,93∠104,93 3) Tổng quát với hệ thống n nút, nút la trung tính: Ma trận YBUS ma trận vng cấp n xn thành lập sau: ¾ Phần tử nằm đường chéo chính: Y = Σ( tổng dẫn nối đến nút i ) ii ¾ Phần tử ngồi đường chéo chính: Y = - ( tổng dẫn nhánh nối nút i nút j ) ij GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn BÀI GI NG MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN Trang-97 II PHÂN BỐ CÁC ĐIỂM NÚT TRONG HỆ THỐNG: 1) Nút cân chạy máy phát cân bằng: Có khả cân thiết hụt công suất hệ thống Biết : U , δ = 00 Cần tìm: P, Q = ? 2) Nút máy phát khác: Biết : U , Ρ Cần tìm: Q, δ = ? ( δ : chênh lệch rotor máy phát so với rotor máy phát cân ) 3) Nút phụ tải: Biết : Ρ, Q Cần tìm: U ∠δ = ? GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn Trang-98 BÀI GI NG MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN III PHÂN BỐ CÔNG SUẤT DÙNG MA TRẬN YBUS VÀ PHÉP LẶP GAUSS – ZEIDEL A Phần lý thuyết: Xét mạng nút : Chú ý : ¾ Tất giá trị phải đơn vị tương đối ¾ Quy ước chiều vào nút (2) phải lấy giá trị ngược lại là: Ρ + jQ = −a − jb 2 Các bước tính tốn: ¾ Từ liệu đề tìm phần tử ma trận YBUS đơn vị tương phương trình điện áp : ⎡Y11 Y12 ⎤ ⎡U1 ⎤ ⎡ Ι1 ⎤ ⎢Y Y ⎥ ⎢U ⎥ = ⎢Ι ⎥ ⎣ 21 22 ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎡Y Y ⎤ ⇒ YBUS = ⎢ 11 12 ⎥ ⎣Y21 Y22 ⎦ ¾ Thành lập phương trình tìm điện áp nút (2): ( phần mang tính chất chứng minh cơng thức giải tốn cần áp dụng, mà khơng cần chứng minh) Dịng điện vào nút (2): Ι = Y21.U + Y22 U GV: ThS Nguy n Xuân Ti n (1) www: cea.edu.vn Trang-99 BÀI GI NG MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN Biết : ⎛ ⎞ S2 S2 S = U Ι2 ⇒ Ι2 = ⇒ Ι2 = ⎜ ⎟ ⎜U ⎟ U2 ⎝ 2⎠ ⇔ Ι2 = ∗ ∗ Ρ − Q2 ∗ (2) ∗ U2 Với ∗ U số phức liên hợp Từ (1) (2) ta có : ⎤ ⎡ Ρ − Q2 − Y21.U ⎥ U2 = ⎢ ∗ Y22 ⎢⎣ U ⎥⎦ ¾ Tìm U phép lặp Gauss – Zeidel: Lặp lần 1: ⎡ (1) ⎤ ⎢ Ρ − Q2 − Y21.U ⎥ U2 = Y22 ⎢ ∗ (0) ⎥ ⎣ U2 ⎦ (2) U2 (3) U2 Lặp lần 2: ⎡ ⎤ ⎢ Ρ − Q2 = − Y U 1⎥ 21 Y22 ⎢ ∗ (1) ⎥ ⎣ U2 ⎦ Lặp lần 3: ⎡ ⎤ ⎢ Ρ − Q2 = − Y21.U ⎥ Y22 ⎢ ∗ (2) ⎥ ⎣ U2 ⎦ Phép lặp hội tụ sai số : U 2(3) − U 2( k −1) < ε ε : Là độ xác cho trước ¾ Sau tốn hội tụ, tính giá trị nút (1) nút cân bằng: Dòng điện vào nút (1): Ι1 = Y11.U + Y12 U GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn BÀI GI NG MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN Trang-100 Công suất nút (1): * S = Ι1 U = Ρ1 + Q1 ∗ Với Ι số phức liên hợp ¾ Đổi sang đơn vị có tên B Phần áp dụng: Ví dụ 1: cho đường dây với thông số đơn vị tương đối sau: Tính : a) U2 sau lần lặp b) Công suất nút (1) P1 + jQ1 =? HD: a) U2 sau lần lặp: Do quy ước tải vào nút (2) nên ta có: Ρ + jQ2 = −1 − j 0,6 Ρ = −1 Q2 = −0,6 Tìm phần tử ma trận YBUS : • Tổng dẫn nút 12: − 1 y12 = − = = 19,858∠ − 83,160 ( dvdt ) z12 0,006 + j 0,05 ⇔ • Các phần tử ma trận YBUS : GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn Trang-101 BÀI GI NG MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN − Y11 = Y22 = y12 = 19,858∠ − 83,160 ( dvtd ) − Y12 = Y21 = − y12 = −19,858∠ − 83,160 = 19,858∠1800 − 83,160 Y12 = Y21 = 19,858∠96,840 ( dvtd ) ⎡19,858∠ − 83,160 19,858∠96,840 ⎤ ⇒ YBUS (dvtd ) = ⎢ ⎥ 19,858∠ − 83,160 ⎦ ⎣ 19,858∠96,84 (0) * (0) Giả sử cho U = 1∠0 ⇒ U = 1∠00 • Lặp lần 1: ⎡ (1) ⎤ ⎢ Ρ − Q2 ⎡ −1 + 0,6 ⎤ − Y21.U ⎥ = − 19,858∠96,840.1∠00 ⎥ U2 = ⎢ (0) 0 Y22 ⎢ ∗ ⎥ 19,858∠ − 83,16 ⎣ 1∠0 ⎦ ⎣ U2 ⎦ (1) * (1) U = 0,965∠ − 2,75 ⇒ U = 0,965∠2,750 • Lặp lần 2: ⎡ (2) ⎤ ⎢ Ρ − Q2 ⎡ −1 + 0,6 ⎤ U2 = − Y21.U ⎥ = − 19,858∠96,840.1∠00 ⎥ ⎢ (1) 0 Y22 ⎢ ∗ ⎥ 19,858∠ − 83,16 ⎣ 0,965∠2,75 ⎦ ⎣ U2 ⎦ (2) * (2) U = 0,9615∠ − 2,76 ⇒ U = 0,9615∠2,760 • Lặp lần 3: (3) U2 = ⎡ ⎤ ⎢ Ρ − Q2 ⎡ −1 + 0,6 ⎤ Y U ⎢ − − 19,858∠96,840.1∠00 ⎥ 1⎥ = 21 (2) 0 Y22 ⎢ ∗ ⎥ 19,858∠ − 83,16 ⎣ 0,9615∠2,76 ⎦ ⎣ U2 ⎦ (3) * (3) U = 0,9614∠ − 2,77 ⇒ U = 0,9614∠2,77 • Lặp lần 4: (4) U2 = ⎡ ⎤ ⎢ Ρ − Q2 ⎡ −1 + 0,6 ⎤ Y U ⎢ − − 19,858∠96,840.1∠00 ⎥ 1⎥ = 21 (3) 0 Y22 ⎢ ∗ ⎥ 19,858∠ − 83,16 ⎣ 0,9614∠2,77 ⎦ ⎣ U2 ⎦ (4) U = 0,9603 + j 0,0464 = 0,9614∠ − 2,77 GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn BÀI GI NG MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN Trang-102 b) Công suất nút (1) P1 + jQ1 =? Dòng điện vào nút (1): Ι = Y1 U + Y1 U Ι = 9, 8 ∠ − 3,1 1∠ 0 + 9, 8 ∠ 6, 0, ∠ − 2, 7 * ⇒ Ι = 1, ∠ − 3, ⇒ Ι = 1, ∠ 3, Công suất nút (1): * S = Ι U = Ρ + Q = 1, ∠ 3, ∠ 0 = 1, + j , S = 1, ∠ 3, ∗ Với Ι số phức liên hợp Hiệu suất tải: Ρ η = x100% = x100% = 99% Ρ1 1,01 Hệ số công suất nút (1): C o s ϕ = C o s (3 3, ) = , Ví dụ 2: cho đường dây với thông số đơn vị tương đối sau: Tính : tổng dẫn nhánh y12 cho đơn vị tương đối SCB = 100 MVA GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn Trang-103 BÀI GI NG MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN a) U2 sau lần lặp b) Công suất nút (1) P1 + jQ1 =? , Cosϕ1 ,η = ? HD: Trước tiên ta phải đổi công suất nút (2) sang đơn vị tươn đối : Ρ ( MW ) 150 Ρ (td ) = = = 1,5(tdtd ) 100 SCB Q2 ( MW ) 50 = = 0,5(tdtd ) 100 SCB a) U2 sau lần lặp: Do quy ước tải vào nút (2) nên ta có: Ρ + jQ2 = −1,5 − j 0,5 Q2 (td ) = ⇔ Ρ = −1,5 Q2 = −0,5 Tìm phần tử ma trận YBUS : • Tổng dẫn nút 12: − y12 = 2,8 + j 9,6 = 10∠ − 73,740 ( dvdt ) • Các phần tử ma trận YBUS : − Y11 = Y22 = y12 = 10∠ − 73,740 ( dvtd ) − Y12 = Y21 = − y12 = −10∠ − 73,740 = 10∠1800 − 73,740 Y12 = Y21 = 10∠106, 260 ( dvtd ) ⎡10∠ − 73,740 10∠106, 260 ⎤ ⇒ YBUS (dvtd ) = ⎢ 0⎥ ⎣ 10∠106, 26 10∠ − 73,74 ⎦ (0) * (0) Giả sử cho U = 1∠0 ⇒ U = 1∠00 • Lặp lần 1: ⎡ (1) ⎤ ⎢ Ρ − Q2 ⎡ −1,5 + 0,5 ⎤ U2 = − Y21.U ⎥ = − 10∠106, 260.1∠00 ⎥ (0) ⎢ ∗ Y22 ⎢ ⎥ 10∠ − 73,74 ⎣ 1∠0 ⎦ ⎣ U2 ⎦ (1) * (1) U = 0,91 + j 0,13 = 0,92∠ − 8,130 ⇒ U = 0,92∠8,130 GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn Trang-104 BÀI GI NG MƠN HỆ THỐNG ĐIỆN • Lặp lần 2: ⎡ (2) ⎤ ⎢ Ρ − Q2 ⎡ −1,5 + 0,5 ⎤ − Y21.U ⎥ = − 10∠106, 260.1∠00 ⎥ U2 = ⎢ (1) 0 Y22 ⎢ ∗ ⎥ 10∠ − 73,74 ⎣ 0,92∠8,13 ⎦ ⎣ U2 ⎦ (2) * (2) U = 0,8832 + j 0,12605 = 0,89∠ − 8,123 ⇒ U = 0,89∠8,1230 • Lặp lần 3: (3) U2 ⎡ ⎤ ⎢ Ρ − Q2 ⎡ −1,5 + 0,5 ⎤ = − Y21.U ⎥ = − 10∠106, 260.1∠00 ⎥ (2) ⎢ ∗ Y22 ⎢ ⎥ 10∠ − 73,74 ⎣ 0,89∠8,123 ⎦ ⎣ U2 ⎦ (3) U = 0,8793 + j 0,13 = 0,89∠ − 8, 40 b) Công suất nút (1) P1 + jQ1 =? Dòng điện vào nút (1): Ι = Y1 U + Y1 U Ι = ∠ − 3, 1∠ 0 + ∠ 6, 0, ∠ − 8, * ⇒ Ι = 1, − j 0, = 1, 7 ∠ − 6, ⇒ Ι = 1, 7 ∠ 6, Công suất nút (1): * S = Ι U = Ρ + Q = 1, 7 ∠ , ∠ 0 = 1, + j , S = 1, 7 ∠ , ∗ Với Ι số phức liên hợp Hiệu suất tải: Ρ 1,5 η = x100% = x100% = 89,6% Ρ1 1,58 Hệ số công suất nút (1): Cosϕ1 = Cos (26,340 ) = 0,896 GV: ThS Nguy n Xuân Ti n www: cea.edu.vn