ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN SV : Lâm Huỳnh Quang Đức 62 CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CHÍNH XÁC CÔNG SUẤT KHÁNG VÀ TÍNH TOÁN PHÂN BỐ THIẾT BỊ BÙ CƯỠNG BỨC I - MỤC ĐÍCH Trong phần này tính toán cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện. Nếu nguồn không phát đủ công suất phản kháng cần thiết thì phải bù thêm sự thiếu hụt công suất kháng ở các phụ tải nhưng phải có sự phân bố hợp lý các thiết bị bù. II - TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VÀ TỔN THẤT LƯỚI ĐIỆN SAU KHI THỰC HIỆN BÙ KINH TẾ Công suất của phụ tải sau khi bù kinh tế Nút Công suất (MVA) 1 15 + j11,25 2 20 + j14,8 3 15 + j9,422 4 15 + j7,444 5 18 + j12,07 6 10 + j6,375 1- Tính công suất ở đầu các đường dây nối đến thanh cái cao áp : a) Tính phân bố công suất và tổn thất công suất trên lưới N12 Sơ đồ lưới: - Trạm biến áp T1: 1 15 + j11,25 MVA T1 15 + j11,25 MVA Z B1 29 + j200 kVA N 1 2 14 + j10,5 MVA 12 + j4,204 MVA Z N1 Z 12 0,382j 0,353j 4 "S • 1 "S • Z T1 Z T2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN SV : Lâm Huỳnh Quang Đức 63 - Công suất đi qua trạm biến áp 1 sau khi bù kinh tế là : 1T S • = 1t S • - jQ b1 =15 + j11,25 - j0 = 15 + j11,25 MVA Có : 11 2,539 55,545 TB ZZ j== + Ω - Tổn thất công suất trạm biến áp T1: 22 2 2 11 11 22 15 11,25 2,539 0,074 110 TT BB dm PQ PR MW U + + Δ= = × = 22 2 2 11 11 22 15 11,25 55,545 1,614 110 TT BB dm PQ Q X MVAr U + + Δ= = × = - Tổng công suất cung cấp đầu trạm biến áp T1: () () 1 11 1 1 1 1 15 0,074 0,029 11,25 1,614 0,2 15,103 13,064 tBFe t B Fe SP P P jQ Q Q j jMVA =+Δ+Δ + +Δ +Δ =+ + + + + = +  - Trạm biến áp T2: - Công suất đi qua trạm biến áp T2 sau khi bù kinh tế là : 2T S • = 2t S • - jQ b2 =20 + j17,64 – j2,84 = 20 + j14,8 MVA Có : 22 2,539 55,545 TB ZZ j== + Ω - Tổn thất công suất trạm biến áp T4: 22 2 2 22 22 22 20 14,8 2,539 0,13 110 TT BB dm PQ PR kW U + + Δ= = × = 22 2 2 22 22 22 20 14,8 55,545 2,842 110 TT BB dm PQ QX MVAr U + + Δ= = × = - Tổng công suất cung cấp đầu trạm biến áp T2: () () 2 22 2 2 2 2 20 0,13 0,029 14,8 2,842 0,2 20,159 17,842 T B Fe T B Fe SP P P jQ Q Q j jMVA =+Δ+Δ+ +Δ+Δ =+ + + + + = +  - Tổn thất trên đường dây N12: - Công suất do điện dung phân nửa đường dây N1 sinh ra : 6 22 11 1 . 2,881.10 .31,622 110 0,551 22 oN CN dm bl j QjUj jMVAr − − Δ= = ×= - Công suất do điện dung phân nửa đường dây 12 sinh ra : 6 22 12 12 12 . 2,723.10 .22,3607 110 0,368 22 o Cdm bl j Qj Uj jMVAr − − Δ= = ×= 2 20 + j14,8 MVA T2 12 + j4,204 MVA Z B2 21 + j136 kVA ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN SV : Lâm Huỳnh Quang Đức 64 - Công suất ở cuối tổng trở Z 12 : 22 12 '' 20,159 17,842 0,368 20,159 17,474 C SSjQ j j j − =− = + − = +  MVA - Tổn thất công suất trên đường dây 12: 22 2 2 12 12 12 12 22 22 22 12 12 12 12 22 20,159 17,474 6,037 0,355 110 20,159 17,474 9,378 0,552 110 dm dm PQ PR MW U PQ QX MVAr U ′′ ′′ + + Δ= = × = ′′ ′′ ++ Δ= = × = - Công suất ở cuối tổng trở Z 12 : 12 12 12 1 1 12 '' '' 20,159 17,474 0,355 0,552 0,368 15,103 13,064 0,551 35,617 30,171 CCN SS PjQjQ SjQ j jj j j jMVA −− =+Δ+Δ−Δ +−Δ = =+ ++−++ −=+   - Tổn thất công suất trên đường dây N1: 22 22 11 11 22 22 22 11 11 22 35,617 30,171 4,174 0,752 110 35,617 30,171 12,563 2,262 110 NN NN dm NN NN dm PQ PR MW U PQ QX MVAr U ′′ ′′ + + Δ= = × = ′′ ′′ + + Δ= = × = - Tổng công suất cung cấp cho nút N12: 12 11 1 1 '' 35,617 30,171 0,752 2,262 0,551 36,369 29,882 N NNCN SSPjQjQ j jj jMVA − =+Δ+Δ −Δ = =+ ++−=+  b) Tính phân bố công suất và tổn thất công suất trên lưới N34 Sơ đồ lưới: N 1 2 15,103 13,064j + MVA 20,159 17,842j+ MVA Z N1 Z 12 0,551j 0,368j 2 "S • 1 "S • ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN SV : Lâm Huỳnh Quang Đức 65 Dựa trên các thông số tính trong các chương 2, 3 và 4, ta có: *Tổn thất công suất trạm biến áp 3 và 4 - Trạm biến áp T3: - Công suất đi qua trạm biến áp 3 sau khi bù kinh tế là : 3T S • = 3t S • - jQ b3 =15+j13,23-j3,808 = 15 + j9,422 MVA Có : 3 3 4,391 86,789 2,196 43,395 22 T B Z j Zj + == = + Ω - Tổn thất công suất trạm T3: 22 22 33 33 22 15 9,422 2,196 0,057 110 TT BB dm PQ PR MW U + + Δ= = × = 22 22 33 33 22 15 9,422 43.395 1,125 110 TT BB dm PQ QX MVAr U + + Δ= = × = - Tổng công suất cung cấp đầu trạm T3: () () 3 33 3 3 3 3 15 0,057 0,042 9,422 1,125 0,272 15,099 10,819 T B Fe T B Fe SP P P jQ Q Q j jMVA = +Δ +Δ + +Δ +Δ =+ + + + + = +  - Trạm biến áp T4: 3 15 + j9,422 MVA T3 15 + j9,422 MVA Z B3 42 + j272 kVA 15 + j9,422MVA j0,667 MVA r j0,667 MVAr j0,669 MVAr 15 + j7,444MVA Z T3 Z N4 Z 34 N 3 4 Z N3 Z T4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN SV : Lâm Huỳnh Quang Đức 66 - Công suất đi qua trạm biến áp 4 sau khi bù kinh tế là : 4T S • = 4t S • - jQ b4 =15+j11,25-j3,806= 15 + j8,164 MVA Có : 4 4 4,391 86,789 2,196 43,395 22 T B Z j Zj + == = + Ω - Tổn thất công suất trạm biến áp T2: 22 2 2 44 44 22 15 7,444 2,196 0,051 110 TT BB dm PQ PR MW U + + Δ= = × = 22 2 2 44 44 22 15 7,444 43,395 1,006 110 TT BB dm PQ QX MVAr U + + Δ= = × = - Tổng công suất cung cấp đầu trạm biến áp T4: () () 4 44 4 4 4 4 15 0,051 0,042 7,444 1,006 0,272 15,093 8,722 tBFe t B Fe SP P P jQ Q Q j jMVA = +Δ +Δ + +Δ +Δ =+ + + + + = +  - Tổn thất trên đường dây N34 Sơ đồ tương đương: 15,099 10,819j + MVA j0,667 MVA r j0,667 MVAr j0,669 MVAr 15,093 8,722j + MVA Z N4 Z 34 N 3 4 Z N3 4 15 + j7,444 MVA T4 15 + j7,444 MVA Z B4 42 + j272 kVA ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN SV : Lâm Huỳnh Quang Đức 67 - Công suất do phân nửa điện dung của đường dây N3 sinh ra : 6 22 03 3 3 . 2,673.10 .41,2311 110 0,667 22 CN dm bl j Q j U j j MVAr − − Δ= = ×= - Công suất do phân nửa điện dung của đường dây 12 sinh ra : 6 22 34 34 34 . 2,606.10 .42,4264 110 0,669 22 Cdm bl j Q j U j j MVAr − − Δ= − ×= - Công suất do phân nửa điện dung của đường dây N2 sinh ra : 6 22 04 4 4 . 2,673.10 .41,2311 110 0,667 22 CN dm bl j Q j U j j MVAr − − Δ= = ×= - Công suất tính toán ở nút 3: 3 'S • = 3 S • - 3CN jQ − Δ - 34C jQ − Δ =15,099+ j10,819 - j0,667 - j0,669=15,099 + j9,483 MVA - Công suất ở tính toán ở nút 4 : 4 'S • = 4 S • - 4CN jQ − Δ - 34C jQ − Δ =15,093 8,722j + - j0,667 - j0,669=15,093 + j7,386 MVA - Công suất ở cuối tổng trở Z N3 : 44334 4 3 334 4 '. '.( ) NN N NN SZ S Z Z S ZZZ ∗∗ ∗ ++ == ++ ()( ) ( ) ( ) 15,093 - j7,386 13,606 17,729 15,099 - j9,483 13,606 17,729 19,516 18,71 13,606 17,729 13,606 17,729 19,516 18,71 jjj jjj ×+ + ×+ ++ = = +++++ 15,0597 - j8,8291 M VA= Suy ra: 3 15,0597 + j8,8291 N SMVA • = - Công suất ở cuối tổng trở Z N4 : 15,093 + j7,386 MVA N 3 4 15,099 + j9,483 MVA Z N3 Z 34 Z N4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN SV : Lâm Huỳnh Quang Đức 68 ()( )()( ) 34 3343 4 334 4 '. '.( ) 15,099 - j9,483 13,606 17,729 15,093 - j7,386 13,606 17,729 19,516 18,71 13,606 17,729 13,606 17,729 19,516 18,71 15,1323 - j8,0399 NN N NN SZ S Z Z S ZZZ jjj jjj MVA ∗∗ ∗ ++ == ++ ×+ + ×+ ++ = = +++++ = Suy ra: 4 15,1323 + j8,0399 N SMVA • = Và 34 3 3 ' 15,0597 + j8,8291 15,099 - j9,483 - 0.0393 - j0.6539 N SSS MVA •• • =−= − = - Tính tổn thất công suất trên tổng trở đường dây N3: 22 22 33 33 22 22 22 33 33 22 15,099 9,483 13,606 0.3427 110 15,099 9,483 17,729 0.4465 110 NN NN dm NN NN dm PQ PR MW U PQ QX MVAr U + + Δ= = × = + + Δ= = × = - Tính tổn thất công suất trên tổng trở đường dây 34: 22 22 4 34 34 34 34 22 22 22 4 34 34 34 34 22 0.0393 0.6539 19,516 6.9218.10 110 0.0393 0.6539 18,71 6.6359.10 110 dm dm PQ PR MW U PQ QX MVAr U − − + + Δ= = × = + + Δ= = × = - Tính tổn thất công suất trên tổng trở đường dây N4: 22 22 44 44 22 22 22 44 44 22 15,1323 8,0399 13,606 0,3302 110 11,119 7,436 17,729 0,4302 110 NN NN dm NN NN dm PQ PR MW U PQ QX MVAr U + + Δ= = × = + + Δ= = × = - Tổng công suất cung cấp cho lưới N34: 34 3 4 3344 3 4 15,0597 + j8,8291 15,1323 + j8,0399 0,3427 0,4465 0,3302 0,4302 0,667 0,667 30,865 16,412 NNN N N N N CN CN SSSPjQPjQjQ jQ jjjj jMVA −− = + +Δ +Δ +Δ +Δ −Δ −Δ = =+++++−−= =+  c) Tính phân bố công suất và tổn thất công suất trên lưới N56 Sơ đồ lưới: ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN SV : Lâm Huỳnh Quang Đức 69 Dựa trên các thông số tính trong các chương 2, 3 và 4, ta có: - Tổn thất công suất trạm biến áp 5 và 6 - Trạm biến áp T5: - Công suất đi qua trạm biến áp 5 sau khi bù kinh tế là : 5T S • = 5t S • - jQ b5 =18+j13,5-j1,43 = 18 + 12,07 MVA Có : 5 5 2,539 55,545 1,27 27,773 22 T B Z j Zj + == =+ Ω - Tổn thất công suất trạm biến áp T5: 22 22 55 55 22 18 12,07 1,27 0,049 110 TT BB dm PQ PR MW U + + Δ= = × = 22 22 55 55 22 18 12,07 27,773 1,078 110 TT BB dm PQ QX MVAr U + + Δ= = × = - Tổng công suất cung cấp đầu trạm T5: () () 5 55 5 5 5 5 18 0,049 0,058 12,07 1,078 0,4 18,107 13,548 TBFe T B Fe SP P P jQ Q Q j jMVA =+Δ+Δ+ +Δ+Δ =+ + + + + = +  - Trạm biến áp T6: 5 18 + j12,07 MVA T5 18 + j12,07 MVA Z B5 58 + j400 kVA 18 + j12,07 MVA j0,521 MVA r j0,788 MVAr j0,65 MVAr 10 + j6,375 MVA Z T5 Z N6 Z 56 N 5 6 Z N5 Z T6 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN SV : Lâm Huỳnh Quang Đức 70 - Công suất đi qua trạm biến áp T6 sau khi bù kinh tế là : 6T S • = 6t S • - jQ b6 =10 + j8,81 - j2,435 = 10 + j6,375 MVA Có : 6 6 7,935 138,863 3,968 69,431 22 T B Z j Zj + == = + Ω - Tổn thất công suất trạm biến áp T6: 22 22 66 66 22 10 6,375 3,968 0,046 110 TT BB dm PQ PR MW U + + Δ= = × = 22 22 66 66 22 10 6,375 69,431 0,807 110 TT BB dm PQ Q X MVAr U + + Δ= = × = - Tổng công suất cung cấp đầu trạm biến áp T6: () () 6 66 6 6 6 6 10 0,046 0,028 6,375 0,807 0,18 10,074 7,362 TBFe T B Fe SP P P jQ Q Q j jMVA =+Δ+Δ+ +Δ+Δ =+ + + + + = +  - Tổn thất trên đường dây N56 Sơ đồ tương đương: 18,107 13,548j + MVA j0,521 MVA r j0,788 MVAr j0,65 MVAr 10,074 7,362j + MVA Z N6 Z 56 N 5 6 Z N5 6 10 + j6,375 MVA T6 10 + j6,375 MVA Z B6 28 + j180 kVA ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN SV : Lâm Huỳnh Quang Đức 71 - Công suất do phân nửa điện dung của đường dây N5 sinh ra : 6 22 05 5 5 . 2,723.10 .31,622 110 0,521 22 NN CN dm bl j Qj Uj jMVAr − − Δ= = ×= - Công suất do phân nửa điện dung của đường dây 56 sinh ra : 6 22 56 56 56 . 2,606.10 .41,2311 110 0,65 22 o Cdm bl j Q j U j j MVAr − − Δ= − ×= - Công suất do phân nửa điện dung của đường dây N6 sinh ra : 6 22 06 6 6 . 2,606.10 .50 110 0,788 22 NN CN dm bl j Q j U j j MVAr − − Δ= = ×= - Công suất ở cuối tổng trở Z N5 : 5 'S  = 5 S  - 5CN jQ − Δ - 56C jQ − Δ =18,107 13,548j + -j0,521-j0,65=18,107+j12,377 MVA Công suất ở cuối tổng trở Z N6 : 6 'S  = 6 S  - 6CN jQ − Δ - 56C jQ − Δ =10,074 7,362j + - j0,788 - j0,65=10,074 + j5,924 MVA ()()()( ) 66556 6 5 556 6 '. '.( ) 10,074 - j5,924 23 22,05 18,107-j12,37 23 22,05 18,966 18,183 23 22,05 18,966 18,183 8,538 13,262 18,0335 13,2611 NN N NN SZ S Z Z S ZZZ jjj jjj jMVA ∗∗ ∗ ++ == ++ ×+ + ×+ + + = = +++ ++ =− Suy ra : 5 18,0335 13,2611 N SjMVA • =+ 10,074 + j5,924 MVA N 5 6 18,107+j12,377 MVA Z N5 Z 56 Z N6 [...]...ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN ∗ ∗ S N6 = ∗ S 5'.Z N 5 + S 6 '.( Z 56 + Z N 5 ) = = Z N 6 + Z 56 + Z N 5 (18,107 - j12,37 ) × ( 8,538 + j13, 262 ) + (10,074 - j5,924 ) × (18,966 + j18,183 + 8,538 + j13, 262 ) 23 + j 22, 05 + 18,966 + j18,183 + 8,538 + j13, 262 = 10,1475 − j 5,0399 MVA • Suy ra : S N 6 = 10,1475 + j5,0399 MVA • • • S 56 = S N 5 − S 5' = 18, 0335 + j13, 261 1- (18,107+j12,377)= - 0.0735+... cung cấp công suất tác dụng yêu cầu nên công suất tác dụng của nguồn PF =PycΣ = 96,013 MVA với hệ số công suất = 0,8, nên công suất kháng do nguồn phát lên thanh cái cao áp là : QF = PF.tgφ = 96,013 x 0,75 = 72,01 MVAr SV : Lâm Huỳnh Quang Đức 72 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN Do QF =72,01> QycΣ =64,07 nên không cần bù cưỡng bức cos ϕ F = PF 96, 013 = = 0,832 SF 96, 0132 + 64, 07 2 SV : Lâm Huỳnh Quang Đức... ΔPN 6 = Δ QN 6 = 2 PN26 + QN 6 10,14752 + 5, 0399 2 XN6 = × 22, 05 = 0,2339MVAr 2 110 2 U dm - Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây 56: ΔP56 = ΔQ56 = 2 2 P56 + Q56 0, 07352 + 0,88412 R56 = × 18,966 = 0, 0012 MW 2 110 2 U dm 2 2 P56 + Q56 0, 07352 + 0,88412 X 56 = × 18,183 = 0, 0012 MVAr 2 110 2 U dm - Tổng công suất cung cấp cho lưới N56: S N 56 = S N 5 + S N 6 + ΔPN 5 + jΔQN 5 + ΔPN 6 + jΔQN... MVA • • • S 56 = S N 5 − S 5' = 18, 0335 + j13, 261 1- (18,107+j12,377)= - 0.0735+ j0.8841MVA - Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây N5: ΔP5 = 2 PN25 + QN 5 18, 03352 + 13, 26112 RN 5 = × 8,538 = 0,3536MW 2 110 2 U dm 2 PN25 + QN 5 18, 03352 + 13, 26112 X N5 = ΔQ5 = × 13, 262 = 0.5492MVAr 2 110 2 U dm - Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây N6: 2 PN26 + QN 6 10,14752 + 5, 0399 2 RN 6 = × . ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN SV : Lâm Huỳnh Quang Đức 62 CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CHÍNH XÁC CÔNG SUẤT KHÁNG VÀ TÍNH TOÁN PHÂN BỐ THIẾT BỊ BÙ CƯỠNG BỨC I - MỤC ĐÍCH Trong. 1 "S • Z T1 Z T2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN SV : Lâm Huỳnh Quang Đức 63 - Công suất đi qua trạm biến áp 1 sau khi bù kinh tế là : 1T S • = 1t S • - jQ b1 =15 + j11,25 - j0 = 15 + j11,25. 4 Z N3 Z T4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG ĐIỆN SV : Lâm Huỳnh Quang Đức 66 - Công suất đi qua trạm biến áp 4 sau khi bù kinh tế là : 4T S • = 4t S • - jQ b4 =15+j11,25-j3,806= 15 + j8,164