PGS-TS PHM VN HO ( Ch biờn) TS PHNG HONG KIM ThS NGUYN NGC TRUNG PHN TCH CH XC LP H THNG IN Lời nói đầu S phỏt trin cỏc h thng in l trung hoỏ sn xut in nng, trờn c s cỏc nh mỏy in ln phỏt trin hp nht thnh h thng ln phc bao gm c cỏc ng dõy ti in cao ỏp v siờu cao ỏp Do vy vic tớnh toỏn thit k, phõn tớch cỏc ch xỏc lp i vi chỳng ũi hi cú cỏc phng phỏp tớnh toỏn hin i, c bit lp tỡnh tớnh toỏn bng mỏy tớnh; s dng cỏc k thut in t cụng sut iu khin nõng cao cht lng in cho h thng truyn ti in l yờu cu nht thit i vi sinh viờn, k s, hc viờn cao hc v cỏc nghiờn cu viờn chuyờn ngnh H thng iờn Giỏo trỡnh Phõn tớch ch xỏc lp H thng in s cung cp cỏc kin thc c bn v cỏc nờu trờn Ni dung giỏo trỡnh c túm tt s lc qua cỏc chng nh sau: Chng Phõn tớch tớnh toỏn thit k li in Chng ny gii thiu ni dung chớnh cho mt thit k li in khu vc, t ú b sung mt s kin thc phc v cho thit k nh: tớnh toỏn cõn bng cụng sut h thng in, xõy dng cỏc phng ỏn ni dõy, chn thit din dõy dn v tớnh toỏn kinh t-k thut chn phng ỏn ti u Chng Tớnh toỏn ch xỏc lp h thng in phc Ni dung ca chng ny l gii thiu cỏc h phng trỡnh mụ t ch xỏc lp h thng in, cỏc phng phỏp gii h phng trỡnh xỏc nh cỏc thụng s ch cựng vi cỏc thut toỏn hin i v s lp trỡnh cho mỏy tớnh Chng ng dõy siờu cao ỏp v h thng truyn ti in Trong chng ny phõn tớch v tớnh toỏn ch ng dõy ng nht ( khụng cú cỏc thit b bự) v h thng truyn ti siờu cao ỏp ( bao gm cỏc ng dõy, mỏy bin ỏp v cỏc thit b bự), nờu cỏc bin phỏp bự dc v bự ngang nõng cao hiu qu ti in ca ng dõy siờu cao ỏp Chng H thng truyn ti in xoay chiu linh hot FACTS Trong chng ny gii thiu cỏc thit b in t cụng sut hin i c ci t cỏc h thng truyn ti in iu khin linh hot, tỏc ng nhanh m bo n nh v nõng cao cht lng in cho h thng in Chng Tớnh toỏn c khớ ng dõy trờn khụng Trong chng cp mt s kin thc c bn v c khớ ng dõy trờn khụng nh: t ti c hc i vi ng dõy trờn khụng, vừng, di dõy dn khong vt v khong ct ti hn MC LC Trang Li núi u .4 Danh mc cỏc ch vit tt .5 Chng Phõn tớch tớnh toỏn thit k li in 1.1 Cỏc ni dung chớnh ca thit k li in 1.2 Tớnh toỏn cõn bng cụng sut h thng in 1.3 Chn thit din dõy dn v dõy cỏp in 14 1.4 Tớnh toỏn kinh t-k thut chn phng ỏn ti u .20 Chng 2.Tớnh toỏn ch xỏc lp h thng in phc .22 2.1 Tng quỏt chung v tớnh toỏn ch xỏc lp h thng in 22 2.2 H phng trỡnh mụ t ch xỏc lp h thng in bng ma trn tng dn Y, tng tr Z 26 2.3 H phng trỡnh mụ t h thng in bng cụng sut nỳt 32 2.4 Mt s mụ t h thng in bng ma trn graph 37 2.5 H phng trỡnh mụ t ch xỏc lp h thng in cú nhiu cp in ỏp 40 2.6 Phng phỏp nghch o ma trn tng dn Y .43 2.7 Phng phỏp tớnh trc tip ma trn tng tr Z .48 2.8 Phng phỏp kh Gauss .58 2.9 Phng phỏp lp Gauss-Seidel .61 2.10 Phng phỏp lp Newton-Raphson 76 2.11 Tớnh toỏn cỏc thụng s ch .92 Chng 3.Phõn tớch ch lm vic ca ng dõy siờu cao ỏp 102 3.1 Tng quỏt chung v ng dõy di siờu cao ỏp v h thng ti in 102 3.2 Cỏc phng trỡnh mụ t ch lm vic ca ng dõy di thun nht .105 3.3 Phõn tớch ch lm vic ca ng dõy di thun nht .121 3.4 Tớnh toỏn ch ng dõy di theo mng bn cc 131 3.5 Bự trờn ng dõy di 150 Chng H thng ti in xoay chiu linh hot FACTS .163 4.1 Thyristor v khỏng in iu chnh thyristor 163 4.2 Mỏy bự tnh iu khin bng thyristor 169 4.3 Mỏy bự ng b tnh STATCOM 173 4.4 T bự dc iu khin bng thyristor TCSC 176 4.5 Thit b bự dc ng b tnh SSSC .186 4.6 Thit b iu chnh gúc pha iu khin bng thyristor TCPAR 187 4.7 Cỏc thit b iu khin khỏc 198 4.8 Kt lun chung v FACTS 201 Chng Tớnh toỏn c hc ng dõy ti in trờn khụng 205 5.1 Khỏi quỏt chung v ng dõy trờn khụng 205 5.2 Phng trỡnh v cỏc thụng s c bn ca ng dõy trờn khụng .210 5.3 Phng trỡnh trng thỏi ca ng dõy dn 219 5.4 Khong ct ti hn ca dõy dn 223 5.5 Tớnh toỏn dõy nhụm lừi thộp AC 234 5.6 Chng rung cho dõy 238 Ti liu tham kho 242 Mc lc 243 DANH MC CC CH VIT TT TING VIT: CXL Ch xỏc lp DSCA HT MBA TK ng dõy siờu cao ỏp H thng in Mỏy bin ỏp T ng iu chnh kớch t TING ANH : BESS FACTS Battery Energy Storage System Flexible AC Transmission Systems IPC Interphase Power Controller IPFC Interline Power Flow Controller Metal Oxide Varistor Propotional Integral Power Oscillation Damping Static Phase Shift Static Synchronous Generator Static Synchronous Series Compensator Static Var Compensator MOV PI POD SPS SSG SSSC SVC H thng lu tr nng lng c quy Thit b iu chnh h thng truyn ti in xoay chiu linh hoat Thit b iu chnh cụng sut riờng r Bin tr Khi t l tớch phõn Khi gim dao ng cụng sut B chuyn bỏn dn tnh Mỏy phỏt ng b tnh Thit b bự dc ng b tnh Mỏy bự tnh iu khin bng thyristor Synchronous Mỏy bự ng b tnh STATCOM Static Compensator TCVL Thyristor-Controlled Voatage Limiter Thyristor Controlled Reactor Thyristor-Controlled Phase Argument Regulator Mỏy gii hn in ỏp iu khin bng thyristor Khỏng in iu chnh thyristor Thit b iu chnh gúc pha iu khin bng thyristor Thyristor-Controlled Shifting Transformer Thyristor Controlled Capacitor Thyristor-Controlled Reactor Mỏy bự dc iu khin bng in khỏng TCR TCPAR TCPST TCSC TCSR Controlled Phase Mỏy bin ỏp chuyn pha iu chnh bng thyristor úng ct Series T bự dc iu khin bng thyristor Series TCVL Thyristor Limiter Voltage Mỏy gii hn in ỏp iu khin bng thyristor TCVR Thyristor- Controlled Voltage Regulator Mỏy iu chnh in ỏp iốu khin bng thyristor TSC Thyristor Switched Capacitor B t úng m bng thyristor TSR Thyristor Switched Reactor Khỏng úng thyristor TSSC Thyristor-Switched Series Mỏy bự dc bng t in TSSR Thyristor-Switched Series Reactor Mỏy bự dc bng khỏng in UPFC Unified Power Flow Controller Thit b diu khin cụng sut hp nht m bng UPFC Chng PHN TCH TNH TON THIT K LI IN Đ1.1 CC NI DUNG CHNH CA THIT K LI IN Ni dung chớnh ca thit k li in bao gm: - Phõn tớch cỏc ph ti in v tớnh toỏn cõn bng cụng sut; - Xõy dng cỏc phng ỏn ni dõy, tớnh toỏn kinh t k thut chn phng ỏn ti u; - Chn mỏy bin ỏp v s ni in chớnh; - Tớnh toỏn cỏc ch hnh i vi phng ỏn ti u; - Tớnh toỏn chn bự cụng sut phn khỏng ti cỏc nỳt ph ti; - La chn phng thc iu chnh in ỏp ti cỏc trm bin ỏp; - Tớnh toỏn cỏc ch tiờu kinh t k thut cho li in Trong chng s gii thiu mt s kin thc tng hp mang tớnh lý lun phc v cho tớnh toỏn thit k li in, cũn hng dn chi tit cho cỏc ni dung nờu trờn s c cp giỏo trỡnh khỏc Đ1.2 TNH TON CN BNG CễNG SUT TRONG H THNG IN 1.2.1 Cõn bng cụng sut trng hp tng quỏt c im ca h thng in (HT) l chuyn ti tc thi in nng t ngun n h tiờu th v khụng cú kh nng tớch tr li in nng vi mt lng ln, cú ngha l quỏ trỡnh sn xut v tiờu th in xy ng thi theo mt nguyờn tc m bo cõn bng cụng sut Ti tng thi im ca ch xỏc lp ca h thng, cỏc ngun phỏt in phi phỏt cụng sut ỳng bng cụng sut tiờu th, ú bao gm c tn tht cụng sut li in Xột trng hp tng quỏt HT bao gm cỏc nh mỏy in v cỏc ph ti in S cõn bng cụng sut phi c m bo v cụng sut tỏc dng cng nh cụng sut phn khỏng Vn ny c xem xột c th nh sau: Cõn bng cụng sut tỏc dng S cõn bng cụng sut tỏc dng c th hin bng phng trỡnh cõn bng cụng sut nh sau: PF = mPpt + P + Ptd + Pdp (1.1) ú PF - tng cụng sut tỏc dng phỏt t cỏc ngun; Ppt - tng cụng sut tỏc dng cỏc ph ti ch cc i; m - h ng thi xut hin cỏc ph ti cc i; P - tng tn tht cụng sut tỏc dng trờn ng dõy v mỏy bin ỏp, cú th tớnh gn ỳng bng 5% ca mPpt ; Ptd - tng cụng sut tỏc dng t dựng cỏc ngun phỏt in, tớnh gn ỳng bng 10% ca PF ; Pdp tng cụng sut tỏc dng d phũng cho ton h thng, ly gn ỳng 10% ca m Ppt T phng trỡnh cõn bng nờu trờn d dng xỏc nh c tng cụng sut tỏc dng phỏt t cỏc ngun PF ó bit cụng sut tỏc dng ca cỏc ph ti Cõn bng cụng sut phn khỏng S cõn bng cụng sut tỏc dng c th hin bng phng trỡnh cõn bng cụng sut nh sau: Q F + Q b = mQ pt + Q B + Q L Q c + Q td + Q dp (1.2) ú : Q F - tng cụng sut phn khỏng cỏc ngun; ( Q F = tg F PF , tg F = cos F cos F , cos F l h s cụng sut mỏy phỏt) Q pt - tng cụng sut phn khỏng ph ti; cos ( Q pt = tgPpt , tg = , cos l h s cụng sut ph ti ) cos Q B - tng tn tht cụng sut phn khỏng mỏy bin ỏp, cú giỏ tr khong 15% ca mQ pt ; Q L , Q C - tng tn tht cụng sut phn khng trờn cỏc ng dõy v tng cụng sut phn khỏng chớnh cỏc ng dõy sinh gia Hai i lng ny cú giỏ tr tng ng nhau, vy cú th tớnh gn ỳng tớnh toỏn cõn bng cụng sut l Q L Q C = 0; Q td - tng cụng sut phn khỏng t dựng cỏc ngun phỏt in; ( Q td = tg td Ptd ; tg td = cos td , cos td l h s cụng sut ca cos td t dựng) Qdp tng cụng sut phn khỏng d phũng cho ton h thng; cos HT ( Q dp = tg HT Pdp ; tg HT = , cos dp l h s cụng sut ca H thng) cos HT Q b - tng cụng sut bự s b õy l lng cụng sut bự bt buc, gi l bự cng bc m bo cõn bng cụng sut phn khỏng theo phng trỡnh cõn bng cụng sut (1.2) Vy t phng trỡnh cõn bng (1.2) d dng xỏc nh c tng cụng sut bự cng bc T lng cụng sut bự tng ny em phõn chia bự ti cỏc ph ti theo nguyờn tc: h ph ti cng cú cos thp v cng xa thỡ cng c phõn chia bự cụng sut phn khỏng nhiu, nhng h s cos khụng c quỏ 0,95 V D 1.1 Tng ph ti ó xột n h s ng thi cú giỏ tr l (348+j215,76) MVA cp cho tng ph ti ny d nh xõy dng hai nh mỏy nhit in nh sau: N1 : 3x100MW; cos F = 0,8; cos td = 0,75 N2 : 3x 50MW; cos F = 0,8; cos td = 0,75 Liu hai nh mỏy trờn ó m bo cõn bng cụng sut vi ph ti hay khụng? Bi gii : 1.Cõn bng cụng sut tỏc dng: mPpt = 348MW; P = 5% * 348 = 17,4MW; Pdp = 10% * 348 = 34,8MW T phng trỡnh cõn bng (1.1) ta cú: PF Ptd = 348 + 17,4 + 34,8 0,9PF = 400,2MW PF = 444,67 MW Vi ngun hai nhit in nờu trờn, kh nng phỏt cụng sut l: 3x100+3x50=450 MW Vy cú th kt lun c rng hai ngun nhit in nờu trờn hon hon tha cho ph ti v d phũng h thng 2.Cõn bng cụng sut phn khỏng: 0,8 0,75 tg F = = 0,75; tg td = = 0,882; 0,8 0,75 Q F = 0,75 * 444,67 = 333,50MVAR; mQ pt = 215,76MVAR; Q B = 15% * 215,76 = 32,36MVAR; Q dp = 0,75.34,8 = 26,1MVAR T phng trỡnh cõn bng (1.2) tớnh c cụng sut bự s b l: Q b = (mQ pt + Q B + Q td + Q dp ) Q F = = (215,76 + 32,36 + 0,1* 0,882 * 400,2 + 26,1) 333,5 = = 23,98MVAR Vy khụng cn bự cụng sut phn khỏng, t ngun cụng sut phn khỏng ca nh mỏy m bo cp cho ph ti 1.2.2 Cõn bng cụng sut trng hp nh mỏy ni h thng Trờn thc t rt ớt cú trng hp thit k mt HT hon ton mi, m thng xy trng hp thit k mt nh mỏy ni vi HT ó cú Trong trng hp ny vic tớnh toỏn cõn bng cụng sut cú c thự riờng ca nú Tht vy, cp in cho mt s ph ti tun tin nht l xõy dng thờm mt nh mỏy in cho chỳng nu cú iu kin Nh mỏy ny c kt ni vi HT ó cú nhm h tr cụng sut cựng h thng: nh mỏy cp in cho cỏc ph ti khụng thỡ cn thit ly cụng sut t h thng v, ngc li nu nh mỏy cú cụng sut d tha thỡ nú li cp cụng sut thờm cho h thng Do vy cỏc phng trỡnh cõn bng cụng sut tỏc dng cng nh cụng sut phn khỏng cũn cú tham gia cụng sut h thng; c th nh di õy 1.Cõn bng cụng sut tỏc dng Phng trỡnh cõn bng (1.1) trng hp ny s tr thnh nh sau: PF + PHT = mPpt + P + Ptd + Pdp (1.3) ú: PF - cụng sut tỏc dng phỏt t nh mỏy; Ptd - cụng sut tỏc dng t dựng nh, giỏ tr ca nú ph thuc vo loi nh mỏy: nh mỏy thy in cú giỏ tr 0,8 n 1,5% PF, nh mỏy nhit in l t n 15% PF; PHT cụng sut ly t/phỏt v h thng Cỏc i lng khỏc nh c ( xem mc 1.2.1) T phng trỡnh cõn bng nờu trờn d dng xỏc nh c tng cụng sut tỏc dng ly t/phỏt v h thng 2.Cõn bng cụng sut phn khỏng Trong trng hp nh mỏy-h thng ny phng trỡnh cõn cụng sut phn khỏng s l : Q F + Q HT + Q b = mQ pt + Q B + Q td + Q dp (1.4) ú: Q F - cụng sut phn khỏng ca nh mỏy; ( Q F = tg F PF , tg F = cos F , cos F l h s cụng sut mỏy phỏt) cos F Q td - tng cụng sut phn khỏng t dựng cỏc ngun phỏt in; cos td ( Q td = tg td Ptd ; tg td = , cos td l h s cụng sut ca cos td t dựng) QHT cụng sut ly t/phỏt v h thng; ( Q HT = tg HT PHT ; tg HT cos HT = , cos HT l h s cụng sut cos HT ca h thng, thng cú giỏ tr khong 0,9) Cỏc i lng khỏc nh c ( xem mc 1.2.1) T phng trỡnh cõn bng (1.4) d dng xỏc nh c tng cụng sut bự s b Q b T lng cụng sut bự tng ny em phõn chia bự ti cỏc ph ti theo nguyờn tc: h ph ti cng cú cos thp v cng xa thỡ cng c phõn chia bự cụng sut phn khỏng nhiu, nhng h s cos khụng c quỏ 0,95 V D 1.2 Tng ph ti ó xột n h s ng thi cú giỏ tr l (362+j224) MVA cp cho tng ph ti ny d nh xõy dng nh mỏy nhit in nh sau: N1 : 3x100MW; cos F = 0,85; cos td = 0,7 Nh mỏy c ni vi HT Hóy tớnh toỏn cõn bng cụng sut Bi gii : 1.Cõn bng cụng sut tỏc dng: 10 g o 3,36.10 3.450 o = = = 5,75daN / mm 8f 8.14,8 (3,36.10 ) 8900.450 A = 5,75 B= 24.5,75 (3,36.10 ) 2 18,3.10 6.8900( 40 15) = 23,96 8900.450 = 847,78 24 847,78 = 23,96 Gii ta c =5,376 daN/mm2 Tớnh vừng: f = g.2 3,36.10 3.450 = = 15,82m 8.5,376 õy l vừng ln nht ca dõy dn b) Trng hp b) tớnh tng t trng hp a) ch cú khỏc tr s v nhit c) Trng thỏi bóo =2 5oC, v =40 m/s Trc tiờn tớnh gc cú xột theo tc giú (xem mc 5.1.3): [ ] Pv a.k.d.v = ; kg / m.mm F 16.F.1000 0,7.1,1.27,7.40 g2 = = 4,6.10 daN / mm 16.453,5.1000 g2 = g c = g 12 + g 22 = (3,36.10 ) + ( 4,6.10 ) 3 = 5,697.10 daN / m.mm A = -21,52 B = 2437,23 c 2437,23 = 21,52 c2 Gii phng trỡnh trờn ta c c = 8,944 daN/mm2 f = g c 5,697.10 3.450 = = 16,123m 8. c 8.8,944 Trờn l giỏ tr vừng theo ng chộo, cũn tớnh vừng theo thnh phn dc f d v ngang fn thỡ s l: g1 3,36.10 cos = = = 0,589 sin = 0,808 g 5,697.10 f d = f cos = 16,123.0,589 = 9,496m f n = f sin = 16,123.0,808 = 13,027m Đ5.4 KHONG CT TI HN CA DY DN 5.4.1 Khỏi nim chung 168 ng sut ca dõy dn thay i tựy theo iu kin khớ hu v iu kin ph ti c gii tỏc ng lờn nú Vy mt khong ct, no thỡ dõy dn cú ng sut ln nht hay núi cỏch khỏc lỳc no thỡ dõy dn d t hn c dõy dn cú th lm vic c thỡ ng sut dõy dn mi trng thỏi phi nh hn ng sut cho phộp cp Vic xỏc nh ng sut cho mi trng thỏi ca dõy dn phi tin hnh trờn c s phng trỡnh trng thỏi ó nờu mc Đ5.3, ú cn chn mt trng thỏi xut phỏt ban u, m thụng thng chn trng thỏi ng sut cú th ln nht Trng thỏi cú th a li ng sut ln nht l: (i) Nhit mụi trng thỏp nht, vỡ lỳc ú dõy dn cú di ngn nht mt khong ct nht nh; (ii) Ph ti tỏc dng lờn dõy dn ln nht (tng ng vi lỳc giú to nht: bóo); Hai trng thỏi trờn cú th xy ng sut ln nht Ngoi cũn trng thỏi th ba: trng thỏi nhit trung bỡnh, õy cú ng sut khụng ln nh hai trng thỏi trờn nhng trng thỏi ny ng sut cho phộp thp hn nờn cng cú nguy c vt ng sut cho phộp ca nú Ngi ta quy nh ng sut cho phộp cỏc ch theo cụng thc sau [1a] : cp = ben K at (5.24) ú, cp - ng sut cho phộp cỏc ch ; [daN/mm2] ben - gii hn bn kộo ca dõy; [daN/mm2] Kat- h s an ton; Kat = 2,5 ch cc i; Kat = 4,0 ch nhit trung bỡnh i vi trng thỏi xut phỏt ny ta coi = cp thỡ ú ng xut tớnh c ca tt c cỏc trng thỏi khỏc s thon iu kin nh hn ng sut cho phộp S din bin ca ng sut mt trng thỏi nht nh ph thuc vo khong ct Do ú chớnh khong ct l im xut phỏt xỏc nh xem ng sut vt khung s xy trng thỏi no? Khi thit k ng dõy ta chn c khong ct (m) Ta cn bit vi khong ct ny phi chn trng thỏi no lm trng thỏi xut phỏt? Mun vy trc ht ta phi xỏc nh c khong ct ti hn th Khong ct ti hn th xỏc nh cho tng cp trng thỏi ba trng thỏi ng sut, vớ d cp trng thỏi (i) v (ii), ú l khong ct m ú mun ly trng thỏi no lm trng thỏi xut phỏt cng c; Cũn < th thỡ phi ly trng thỏi (i) hoc (ii) v nu > th thỡ phi ly trng thỏi (ii) lm trng thỏi xut phỏt Ta cú ba khong ct ti hn: 1th - khong ct ti hn gia trng thỏi nhit trung bỡnh v trng thỏi nhit thp nht; 169 th - khong ct ti hn gia trng thỏi nhit thp nht v trng thỏi bóo; th - khong ct ti hn gia trng thỏi nhit trung bỡnh v trng thỏi bóo; 5.4.2 Khong ct ti hn th Khong ct ti hn th l khong ct gia hai trng thỏi nhit mụi trng thp nht v trng thỏi bóo, õy l hai trng thỏi cú th xy ng sut ln nht m bo ng sut cho phộp hai trng thỏi ny ta cú th thc hin mt hai cỏch sau õy: 1- Ly trng thỏi bóo lm trng thỏi xut phỏt, ly ng sut trng thỏi ny bng cp, ngha l ng sut trng thỏi bóo c m bo Ta tớnh xem trng thỏi nhit nh nht ng sut din bin th no khong ct thay i = f ( ) 2- Ly trng thỏi nhit thp nht lm trng thỏi xut phỏt, ly ng sut trng thỏi ny bng cp, ngha l ng sut trng thỏi nhit thp nht c m bo Ta tớnh xem trng thỏi bóo ng sut din bin th no khong ct thay i bao = f ( ) Cỏch tớnh l gii phng trỡnh trng thỏi sau cho bin i t n , c th l: - Cho = f ( ) : g g 2bao = ( bao ) CP 24 24 CP (5.25) - Cho bao = f ( ) bao g 2bao g = CP ( bao ) 24 2bao 24 CP (5.26) ú cỏc thụng s , g l ng sut v t ti ca trng thỏi nhit thp nht, cũn bao , g b l ng sut v t ti ca trng thỏi bóo, cp l ng sut cho phộp Sau tớnh ta lp c th nh trờn hỡnh 5.6 cp bao Ly trng thỏi nhit thp nht lm trng thỏi xut phỏt Ly trng thỏi bóo lm trng thỏi xut phỏt Hỡnh 5.6 ng cong bin thiờn ng sut theo khong ct 170 T hỡnh 5.6 thy rng hai ng cong = f ( ) , bao = f ( ) ct im cp Vi ng cong = f ( ) , ta thy > th thỡ cú giỏ tr thp hn giỏ tr cho phộp, cũn < th thỡ ln hn giỏ tr cho phộp Vi ng cong bao = f ( ) , ta thy > th thỡ bao cú giỏ tr ln hn giỏ tr cho phộp, cũn < th thỡ bao thp hn giỏ tr cho phộp Nh vy nu khong ct cho trc, thit k < th m bo ng sut mi trng thỏi khụng vt giỏ tr cho phộp ta phi chn trng thỏi nhit lm trng thỏi xut phỏt tớnh ng sut v t ú tớnh vừng thi cụng vỡ khớ ú ng sut trng thỏi bóo s nh hn ng sut cho phộp Cũn > th thỡ ta chn trng thỏi bóo lm trng thỏi xut phỏt vỡ ú ng sut trng thỏi nhit s c bo m nh hn gii hn Khong ct ti hn th l gii hn la chn trng thỏi xut phỏt Khi = th , cú th chn tựy ý mt hai trng thỏi lm trng thỏi xut phỏt vỡ chỳng cú ng sut bng tớnh khong ct ti hn th ta cú th dựng mt hai cụng thc (5.25) hoc (5.26), ú v bao ly bng cp, kt qu c: 24( bao ) g 2bao g th = cp (5.27a) Theo s liu v iu kin tớnh toỏn c hc cho ng dõy trờn khụng (bng 5.2), ta cú g bao = g 12 + g 22 ; g = g 12 , ú g1-t ti trng lng dõy v g2 t ti giú, thay vo cụng thc (5.27) ta c: cp 24( bao ) (5.27b) g2 Khong ct ti hn th l khong ct ú ng sut hai trng thỏi nhit thp nht v bóo bng v bng ng sut cho phộp cp th = Sau tớnh c khong ct gii hn th ta ly khong cỏch thc t so vi khong ct ti hn - Nu > th , ng sut ln nht xy trng bóo Vy ta phi ly trng thỏi bóo lm trng thỏi xut phỏt, ú ng sut bng ng sut cho phộp tớnh toỏn - Nu < th thỡ ng sut ln nht xy trng thỏi nhit thp nht v ta phi chn trng thỏi ny lm trng thỏi xut phỏt tớnh ng sut xy trng thỏi ny l ng sut cho phộp - Khi = th thỡ xut phỏt t trng thỏi no cng c 5.4.2 Khong ct ti hn 1th v th 171 Nh ó trỡnh by mc 5.4.2, < th ta ly trng thỏi nhit nh nht lm trng thỏi xut phỏt, cũn > th ta ly trng thỏi bo lm trng thỏi xut phỏt Nh vy ng sut dõy luụn nh hn ng sut cho phộp (hỡnh 5.7) cp = cp bao = cp bao T hỡnh 5.7 thy rng > th thỡ ng sut lỳc bóo bng ng sut cho phộp, cũn ng sut nhit thỡ nh hn; < th thỡ ng sut lỳc nhit bng ng sut cho phộp, cũn ng sut bóo nh hn Nu khụng hn ch v ng sut trng thỏi nhit trung bỡnh thỡ ch cn tớnh dõy dn theo th l c vỡ ng sut trng thỏi trung bỡnh nh hn cỏc trng thỏi bóo v nhit Hỡnh 5.7 ng cong bin thiờn ng sut theo khong ct xỏc nh kho ngbỡnh, ct tt i hln cptb nh hn trng thỏi bóo Tuy nhiờn ng sut cho phộp lỳc nhit trung v trng thỏi nhit (xem cụng thc 5.24) xột n kh nng ny ta tớnh ng sut trng thỏi nhit trung bỡnh theo khong ct : tb = f () i vi mi khong ct ti hn ta s ln lt xõy dng hai quan h: tb1 = f ( ) v tb = f ( ) , c th nh trỡnh by tip sau õy 1) 1th - khong ct ti hn gia trng thỏi nhit trung bỡnh v trng thỏi nhit thp nht: - Cho tb1 = f ( ) , trng thỏi xut phỏt l trng thỏi nhit min, ta cú: tb g 2tb g = CP ( tb ) 24 2tb 24 CP (5.28a) - Cho tb = f ( ) , trng thỏi sut phỏt l trng thỏi nhit trung bỡnh, ta cú: 172 g g 2tb = CPtb ( tb ) 2 24 24 CPtb (5.28b) ú cỏc thụng s , g l ng sut v t ti ca trng thỏi nhit thp nht, cũn tb , g tb l ng sut v t ti ca trng thỏi nhit trung bỡnh, cp l ng sut cho phộp nhit min, cptb l ng sut cho phộp nhit trung bỡnh Hai ng cong (5.28a) v (5.28b) ct ti mt im, m chiu chỳng trờn trc honh ta c khong ct ti hn 1th Biu thc xỏc nh 1th bng cỏch thay giỏ tr im ct vo mt hai phng trỡnh trờn, vớ d phng trỡnh (5.28a) vi tb = cptb , = 1th ; ta cú: CPtb 12th g 2tb 12th g = CP ( tb ) 2 24 CPtb 24 CP Gii phng trỡnh trờn ta c: 1th = = ( tb ) + ( CP CPtb ) 2 g g tb 24 CP CPtb E ( tb ) + ( CP CPtb ) 2 E g g tb 24 CP CPtb (5.29) 1) th - khong ct ti hn gia trng thỏi nhit trung bỡnh v trng thỏi bóo: - Cho tb1 = f ( ) , trng thỏi xut phỏt l trng thỏi bóo, ta cú: tb g 2tb g 2bao = CP ( tb bao ) 24 2tb 24 CP (5.30a) - Cho tb = f ( ) , trng thỏi sut phỏt l trng thỏi nhit trung bỡnh, ta cú: bao g 2bao g 2tb = ( bao tb ) CPtb 2 24 bao 24 CPtb (5.30b) ú cỏc thụng s tb , g tb l ng sut v t ti ca trng thỏi nhit trung bỡnh, cũn bao , g bao l ng sut v t ti ca trng thỏi bóo, cp l ng sut cho phộp bóo, cptb l ng sut cho phộp nhit trung bỡnh Hai ng cong (5.30a) v (5.30b) ct ti mt im, m chiu chỳng trờn trc honh ta c khong ct ti hn th Biu thc xỏc nh th bng cỏch thay giỏ tr im ct vo mt hai phng trỡnh trờn, vớ d phng trỡnh (5.30a) vi tb = cptb , = 1th ; ta cú: 173 CPtb 23 th g 2tb 23 th g 2bao = ( tb bao ) CP 2 24 CPtb 24 CP Gii phng trỡnh trờn ta c: 1th = = ( bao tb ) + ( CP CPtb ) 2 g bao g tb 24 CP CPtb E ( bao tb ) + ( CP CPtb ) 2 E g bao g tb 24 CP CPtb (5.31) Khong ct ti hn 1th c xỏc nh t phng trỡnh (5.28a) vi trng thỏi xut phỏt l trng thỏi nhit v ng cong ca phng trỡnh ny gi l ng cong (c) Khong ct ti hn th c xỏc nh t phng trỡnh (5.30a) vi trng thỏi xut phỏt l trng thỏi bóo v ng cong ca phng trỡnh ny gi l ng cong (d) Ta v ng cong (c) v (d) lờn cựng th th v c th hin trờn hỡnh 5.8a Trờn trc tung t ng sut cho phộp CPtb i vi trng thỏi nhit trung bỡnh v k ng nm ngang, ng ny ct ng (c) ti C v ng (d) ti D Chiu hai im C v D lờn trc honh s c cỏc giỏ tr khong ct 1th , th nh trờn hỡnh 5.8a Ti im C, nu ly trng thỏi nhit lm trng thỏi xut phỏt thỡ ng sut trng thỏi nhit v trng thỏi nhit trung bỡnh bng ng sut cho phộp ca hai trng thỏi ny Nu < 1th thỡ ng sut trng thỏi nhit trung bỡnh s nh hn cho phộp Nh vy < 1th ta ly trng thỏi nhit lm trng thỏi xut phỏt Ti im D, nu ly trng bóo lm trng thỏi xut phỏt thỡ ng sut trng thỏi bóo v trng thỏi nhit trung bỡnh bng ng sut cho phộp ca hai trng thỏi ny Nu > th thỡ ng sut trng thỏi nhit trung bỡnh s nh hn cho phộp Nh vy > th ta ly trng thỏi bóo lm trng thỏi xut phỏt Nu < 3th nhng ln hn th thỡ ng sut trng thỏi nhit trung bỡnh s ln hn ng sut cho phộp, dod phi ly trng thỏi nhit trung bỡnh lm trng thỏi xut phỏt Nh vy 1th < < th thỡ ly trng thỏi nhit trung bỡnh lm trng thỏi xut phỏt Túm li, trng hp 1th < th < th nh trờn hỡnh 5.8 ta phi ỏp dng trng thỏi xut phỏt v dựng cụng thc tớnh ng sut x ca trng thỏi x cú gx v x nh sau: (i) Khi < 1th , trng thỏi xut phỏt l trng thỏi nhit v cụng thc tớnh : 174 x g g 2x = ( x ) CP 24 2x 24 CP (5.32) (ii) Khi 1th < < th , trng thỏi xut phỏt l trng thỏi nhit trung bỡnh v cụng thc tớnh: g 2tb g 2x x = CPtb ( x tb ) 2 24 x 24 CPtb (5.33) (iii) Khi > th , trng thỏi xut phỏt l trng thỏi bóo v cụng thc tớnh : g 2bao g 2x x = CP ( x bao ) 24 2x 24 CP (5.34) Ngoi trng hp va xột trờn, cú th xy cỏc trng hp khỏc nh di õy Trng hp th < < 1th (hỡnh 5.8b): Trong trng hp ny, < th thỡ ng sut trang trng thỏi nhit trung bỡnh luụn thp hn CPtb , cũn > th thỡ ng sut trng thỏi nhit trung bỡnh cng luụn thp hn CPtb Do ú trng hp ny khụng phi tớnh n 1th v th Dõy dn ch cn tớnh theo th , tc l < th thỡ ly trng thỏi nhit lm trng thỏi xut phỏt, cũn > th thỡ ly trng thỏi bóo lm trng thỏi xut phỏt cp cptb = cp bao C bao = cp D (c) (d) cp = cp cptb D bao (c) bao = cp C (d) a) cp cptb = cp bao (c) bao = cp D (d) b) cp cptb = cp bao (c) C bao = cp (d) d) c) 175 Hỡnh 5.8 ng cong bin thiờn ng sut theo cỏc loi Trng hp khụng cú 1th , ch cú th v th (hỡnh 5.8c) Trong trng hp ny < 3th phi ly trng thỏi nhit trung bỡnh lm trng thỏi xut phỏt, > th phi ly trng thỏi bóo lm trng thỏi xut phỏt, cũn th khụng cú vai trũ gỡ Trng hp khụng cú th , ch cú 1th v th (hỡnh 5.8d) Trong trng hp ny th cng khụng dựng n, < 1th thỡ phi ly trng thỏi nhit lm trng thỏi xut phỏt, cũn > 1th thỡ ly trng thỏi nhit trung bỡnh lm trng thỏi xut phỏt Đ5.5 TNH TON DY NHễM LếI THẫP AC 5.5.1 Khỏi nim chung Cỏc cụng thc trờn dựng cho dõy ng nht mt kim loi, cũn i vi dõy lng kim m thụng dng nht l dõy nhụm lừi thộp AC thỡ cn phi cú cỏc phõn tớch hiu chnh i vi dõy AC, nhit thay i s gión n chung phi l mt, nhng bờn cỏc si nhụm v thộp xut hin lc tng tỏc gia chỳng vi Thc th vớ d nh nhit tng thỡ phn nhụm gión nhiu hn, phn thộp ớt hn, nhng chỳng c bờn cht vo ch to nờn phn thộp b phn nhm kộo di thờm, cũn phn nhụm b phn thộp co ngn li, kt qu l chỳng cú cựng mc co gión Nh vy c hai phn u chu mt ng sut ph nhit gõy ra, ng sut ny cng vi ng sut ti trng c gõy to thnh ng sut thc mi phn ca dõy Bi toỏn l i vi dõy AC l phi xỏc nh c cỏc thụng chung cho chỳng : mụun n hi E0, ng sut gi tng gt , h s gión n nhit ng tr o , h s kộo di n hi ng tr o Sau õy s phõn tớch vic xỏc nh cỏc thụng s chung ny 5.5.2 Mụun n hi E0 v ng sut gi thit gt Khi dõy AC chu lc kộo T, thỡ lc ny c phõn cho c hai phn nhụm T AL v thộp TFe : T = TAL+ TFe Khi ú ng sut gi thit s l : gt = T T = F FAL + FFe (5.35) ú FAL,FFe l thit din phn nhụm v phn thộp Khi thay i trng thỏi, dõy b thay i di v ú ta cú: = Ta rỳt ra: 176 gt Eo = AL Fe = E AL E Fe (5.36) AL E o Fe = gt E o AL = gt Fe hay gt = AL Eo E = Fe o E AL E Fe (5.37) Theo (5.35) ta cú : T = TAL+ TFe, m T=.F nờn gt F = AL FAL + Fe FFe Chia c hai v biu thc trờn cho c: gt m ( FAL + FFe ) = AL FAL + Fe FFe , = E , nờn E o ( FAL + FFe ) = E AL FAL + E Fe FFe , rỳt : Eo = t a = E AL FAL + E Fe FFe = ( FAL + FFe ) E Fe FFe E AL FAL + F F FFe AL + FFe AL + FFe FFe E AL a.E AL + E Fe , ta cú : E o = FFe (1 + a ) (5.38) Cụng thc (5.38) cho phộp tớnh mụun n hi ca ton b dõy AC, v nu thay chỳng vo (5.37) ta c: E AL E (1 + a ) = gt AL Eo E Fe + aE AL E E (1 + a ) = gt Fe = gt FE Eo E Fe + aE AL AL = gt Fe (5.39) Cụng thc (5.39) cho phộp tớnh ng sut ca thộp v nhụm theo ng sut gi tng v ngc li 5.5.3 H s kộo di n hi ng tr o v h s gión n nhit ng tr o H s kộo di n hi ng tr o c xỏc nh theo biu thc: o = 1+ a = E o aE AL + E Fe (5.40) H s gión n nhit ng tr o cn c xõy dng cụng thc tớnh Gi thit cỏc phn nhụm v thộp c t dón n, khụng nh hng ln Lỳc u, nhit bng nhit lỳc ch to, hai b phn nhụm v thộp cú di bng (vch AB trờn hỡnh 5.9) Khi nhit tng lờn thỡ phn nhụm dón n nhiu hn phn thộp, di ca phn nhụm s chim v trớ mi l EF, cũn thộp thỡ dón n ớt hn v chim v trớ mi l IK Trờn thc t phn nhụm v phn thộp c gn cht vi nhau, cho nờn nhụm v thộp cựng dón n v chim ti v trớ CD (nhụm b nộn li t EF ti CD, cũn thộp b kộo di thờm t IK n CD) 177 Thộ p A C E I K D F B Nhụ m Hỡnh 5.9 S dón n ca dõy AC T , = .E, = . F ta cú T = .F = .E.F = ..E.F ; p dng biu thc ny cho tng phn cho dõy AC ta c: Theo cỏc mi liờn h c bn cỏc i lng , T, , E, l = TFe = ( Fe o )( o ).E Fe FFe TAL = ( AL o )( o ).E AL FAL ú o l nhit ban u, cũn l nhit ti trng thỏi xem xột Qui c lc kộo cú du cng , cũn lc nộn cú du tr, thỡ õy lc T AL cú du cng, cũn lc TFe cú du tr Theo lut cõn bng lc ta cú th vit: TFe + TAL = ( Fe o )( o ).E Fe FFe + ( AL o )( o ).E AL FAL = ( Fe o ).E Fe FFe + ( AL o ) E AL FAL = Fe E Fe o E Fe = AL E AL t a = FAL F + o E AL AL FFe FFe FAL v thay vo phng trỡnh trờn, gii ta c: FFe o = Fe E Fe + a. AL E AL E Fe + a.E AL (5.41) 5.5.4 Phng trỡnh trng thỏi i v tớnh toỏn c hc vi dõy AC Cng ging nh dõy n cht, i vi dõy AC nhng iu kin khớ hu khỏc thỡ ng sut v vừng cng thay i khỏc xỏc nh c cỏc i lng ny cho mt trng thỏi iu kin khớ hu ta cú th s dng phng trỡnh trng thỏi c bn (5.22a) nhng phi thay cỏc thụng s gt , E o , o , o , c th l: gtn 178 g 2n g 2m = gtm o ( n m ) 2 24 gtn 24 gtm o (5.42) T phng trỡnh trng thỏi (5.42) tựy theo trng thỏi khớ hu xỏc nh c ng sut gt theo phng phỏp lun ó trỡnh by trc õy, v t ú xỏc nh c vừng theo cụng thc quen thuc f = g gt Đ5.6 CHNG RUNG CHO DY 5.6.1 Hin tng rung dõy Khi giú thi lờ dõy dn khong ct cú th to nờn mt dũng xoỏy gn dõy, dn n tc giú phớa trờn dõy ln hn phớa di lamg cho ỏp lc giú tỏc ng lờn dõy tr thnh khụng ng u S xut hin thnh phn dc ca ỏp lc giú lm cho dõy chuyn ng lờn, ú cú xung lc tỏc ng liờn tc theo chiu lờn xung Nu tn s xung lc ú gn bng tn s dao ng riờng ca dõy thỡ dõy s dao ng mnh v trỡ ú l hin tng rung ca dõy dn khong ct Dõy dn thng b rung trỡ tc giú iu hũa, cỏc xung lc tỏc ng mt cỏch chu k liờn tc S rung ca dõy dn ph thuc vo tc giú, thng s rung hay xy tc giú v = ữ m/s v thng cú nhng khong trng (cỏnh ng chng hn) hoc nhng khong vt sụng ln Nu giú quỏ nh, xung lc s khụng gõy dao ng Tn s rung ca dõy t l vi tc giú v ph thuc vo ng dõy cú th c xỏc nh theo biu thc sau: v f d = 200 ; [ Hz] d (5.43) ú : fd - tn s riờng ca dõy dn; [Hz] v - tc giú; [m/s] d - ng kớnh dõy dn; mm S rung ca dõy ch xy hng giú to vi trc dõy dn mt gúc chng ò = 45 ữ 900 Khi gúc ny khong 300 ữ 450, s rung khụng trỡ Khi ò < 30 thỡ khụng cú hin tng rung 5.6.2 nh hng ca rung dõy Khi b rung dõy dn rt chúng b h hng, c bit l cỏc ch kp ni dõy Khi b rung s xut hin cỏc ng lc tỏc ng chu k Ngoi ng lc tnh cũn cú nhng ng lc ng un gõy v s kộo di ca dõy dn b rung Bờn cnh ú, nhng ch kp dõy, cỏc si cũn phi chu thờm nhng ng lc riờng gõy bi nhng thit b kp dõy Nhng ng lc ú tahy i chu k lm vt liu b mi, vt quỏ gii hn mi ( gii hn bi 20 ữ 25 % ng lc phỏ hoi vt liu) dõy s b t nhng si nh, t mt si cỏc si cũn li s b t rt nhanh Phn dõy ch kp b h hi mau hn phn xa kp 179 Mun ng dõy n nh khụng rung m khụng cú bin phỏp chng rung no thỡ ng sut trung bỡnh hng nm ca vt liu khụng c vt quỏ ữ kg/mm vi dõy AC v ữ 10 kg/mm2 i vi dõy ng Khi b rung, dõy dn dựng kp c nh b h hng nhanh hn dựng kp ng (dõy xờ dch c) vỡ ch kp c nh lc trung gõy un i vi dõy dn v xut hin ng lc ph ch kp Nu dựng kp ng, s h hng ca dõy gim i nhiu so vi kp c nh nhng rung cỏc si nh b t nhng kp nng lng phn ng ca kp ln hn nhiu so vi nng lng dao ng Ngay c dựng kp quay, ta khụng th loi tr hon ton s h hng dõy dn rung chu k v gúc pha dao ng hai pha dao ng hai khong vt k khụng phự hp vi nờn ch kp xut hin un gõy nờn ng lc ng ph Túm li dự kp loi gỡ, vi bt c loi dõy dn no u phi cú bin phỏp gim ti a s rung ca dõy dn 5.6.3 Cỏc bin phỏp chng rung Bin phỏp chng rung cú hiu qu nht v thng c ỏp dng rng rói l dựng t chng rung (hỡnh 5.10) T chng rung gm hai i trng (qu t) c ni vi bng cỏn thộp v c treo dõy nh kp chuyờn dng Khi cú rung, thit b ny s trit tiờu nng lng dao ng bi ma sỏt gia cỏc si ca cỏp treo hai i trng Theo quy phm trang b in thỡ cn phi t t chng rung trng hp [1]: ng dõy i qua khu vc trng, bng phng, khong ct trờn 110m, ng lc hnh lỳc bỡnh thng hng nm vt quỏ cỏc tr s sau: 11,8 daN/mm i vi dõy ng; 3,9 daN/mm i vi dõy nhụm; 5,9 daN/mm2 i vi dõy AC-35, 50, 70, 95; 20 daN/mm i vi dõy thộp, 4,9 da N/mm2 i vi dõy AC-120 tr lờn [1]; Khi khong ct trờn 500 m thỡ bt buc phi dựng t chng rung Kp Dõy dn T Hỡnh 5.10 T chng rung Khong cỏch t t chng rung tớnh t gia v trớ t t (v trớ kp) v im treo dõy dn c xỏc nh theo cụng thc sau [1]: ta = 1,75 tb hay 180 F g1 ta = 0,0013d tb (5.44) F g1 (5.44a) ú : ta - khong cỏch t t; [mm] tb - ng sut trng thỏi nhit trung bỡnh nm; [daN/mm2] d - ng kớnh dõy dn; [mm] F - tit din dõy dn; [mm2] g1 t ti trng lng bn thõn ca dõy dn; [daN/m.mm2] Núi chung khong cỏch t t nm khong 0,5ữ1,2 m tớnh t kp t n im treo dõy dn Loi t chng rung ph thuc vo tit din dõy dn v dõy chng sột (xem bng 5.3) Bng 5.3 Khong cỏch t t v lng t Kớch thc t chng rung Loi dõy di; Trng lng;kg mm Qu t Ton b Dõy thộp 50 mm2 300 0,8 2,30 A-70-95; AC-70-95 350 0,8 2,35 Dõy thộp 70 mm2 400 1,6 4,05 A-120-185; AC-120-150; ACO-150; ACY120-150 450 1,6 4,13 A-240; AC-185-240; ACO-185-240; ACY185-240 500 2,4 5,60 A-300; ACO-300 550 3,2 8,10 A-400-500; AC-300-400; ACO-400-500; ACY-300-400 550 3,2 8,20 A-600; AC0-600 600 3,2 8,30 Trờn õy gii thiu cỏc kin thc c bn v cỏch tớnh cỏc thụng s ng sut, vừng, khong ct ti hn v t chng rung ch cha th hin tớnh toỏn chi tit cỏc v thit k c khớ ng dõy Cỏc v thit k c khớ ng dõy cú th tham kho cỏc ti liu [1], [1a] 181 TI LIU THAM KHO [1]Trn Bỏch, Li in &H thng in- Tp 1,2&3, NXB Khoa hc&K thut- 2004 [1a] Hong Hu Thn, Hng dn thit k ng dõy ti in, NXB Khoa hc&K thut2005 [2] Narain G.Hingorani & Laszio Gyugyi, Understanding FACTS, Concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems, IEEE Press, 1999 [3] C.A Canizares, Power flow and transient stability models of FACTS controllers for voltage and angle stability studies, IEEE/PES WM on Modeling, Simulation and Application of FACTS Controllers in Angle and Voltage Stability Studies, Singapore, January 2000 [4] N Martins, H.Pinto, J Paserba, Using a TCSC for Power System Scheduling and System Oscillation Damping-Small Signal and Transient Stability Studies In Proc IEEE/PES Winter Meeting, Singapore, January [5] R.Rajaraman, F.Alvarado, A.Maniaci, R Camfield, S Jalali, Determination of location and amount of series compensation to increase power transfer capability, IEEE Trans, on Power Systems, Vol.13, No 2, May 1998, pp.294-299 [6] R.J Piwko, C.A Wegner, B.L Damsky, B.C Furumasu, J.D Eden, The Slatt Thyristor Controlled Series Capacitor Project-Dsign, Installation, Commissoning, and System Testing, CIGRE paper 14-104 pans 1991 [7]S.Nyati, C.A Wegner, R.W Delmerico, D.H Baker, R.J Piwko, A Edns, Effectiveness of Thyristor Controlled Series Capacitor in Enhancing Power System Dynamics: An Analog Simulator Study IEEE Transactions on Power Delivery, April, 1994, pp 1018-1027 182 [...]... tính toán độ xác lập Phân tích chế độ xác lập của hệ thống điện ba pha đối xứng đợc tiến hành trên sơ đồ thay thế một pha của hệ thống Sơ đồ thay thế biểu diễn cấu trúc hình học và các quá trình năng lợng của các phần tử trong hệ thống Các phần tử trong hệ thống điện đợc chia thành các phần tử tích cực và các phần tử thụ động Các phần tử tích cực là các máy phát điện và các phụ tải tiêu thụ điện năng... dạng I (q ) , trong đó q là đại lợng ngẫu nhiên pt Phân tích chế độ có xét đến tính chất ngẫu nhiên của phụ tải đợc áp dụng để tính chế độ của các hệ thống cung cấp điện cho đờng sắt Đ2.2 Hệ phơng trình mô tả chế độ xác lập hệ thống điện bằng ma , tổng trở Z trận tổng dân Y Xét một hệ thống điện (HTĐ) một cấp điện áp gồm n+1 nút, trong đó có n nút độc lập và một nút cân bằng ( nút thứ n+1) Ngoài ra còn... nhiều cấp điện áp với cấu trúc lới bất kỳ thì việc tính toán bằng tay không thể thực hiện đợc Khi đó cần có các phơng pháp tính lập trình theo chơng trình máy tính Tính toán chế độ xác lập HTĐ bằng các chơng trình máy tính gồm hai vấn đề: lập hệ phơng trình mô tả chế độ xác lập của HTĐ , giải hệ phơng trình Trong chơng này sẽ phân tích kỹ lỡng hai vấn đề này 2.1.2 Sơ đồ thay thế của hệ thống điện trong... cụng sut tng, tin cy, 18 Chng 2 TNH TON CH XC LP H THNG IN PHC TP Đ2.1 Tổng quát chung về tính toán chế độ xác lập hệ thống điện 2.1.1 Khái quát chung Bài toán tính chế độ xác lập (CĐXL) hệ thống điện (HTĐ) nhằm xác định dòng công suất, dòng điện trên các nhánh và điện áp tại các nút ứng với mỗi chế độ phụ tải cũng nh công suất phát của các nguồn với các tổ hợp giá trị khác nhau Đối với HTĐ đơn giản... trong hệ thống Cho một hay một số nút cân bằng phù hợp với giả thiết rằng tần số trong hệ thống là không đổi Khi phân tích chế độ xác lập, các phụ tải điện có thể đ ợc biểu diễn nh sau: 1 Công suất không đổi về trị số P p t =const, Q p t =const, các biến sẽ là U pt , pt Phụ tải cho bằng công suất không đổi là chính xác đối với các hệ thống điện có đủ các thiết bị điều chỉnh điện áp Trong các hệ thống. .. không thay đổi chế độ Trên thực tế, cho phụ tải bằng công suất không đổi là giả thiết rằng điện áp bằng điện áp danh định 2.Dòng điện không đổi về modul và pha Ipt= Ipt+j Ipt= const Góc pha của dòng điện đợc xác định so với điện áp nút cơ sở Cho phụ tải bằng dòng điện không đổi và modul và pha thờng đợc sử dụng trong khi phân tích chế độ xác lập các mạng phân phối Trong các mạng cung cấp, điện áp của... rằng, tính chính xác hơn các máy biến áp điều chỉnh bổ sung là vấn đề phức tạp, không cần xét đến trong khi tính các chế độ xác lập Các phần tử tích cực của hệ thống điện là các máy phát trong các nhà máy điện, chúng phụ thuộc công suất tua bin PT và suất điện động Eq tạo ra bởi hệ thống kích từ Trong trờng hợp chung, cần có xét các quan hệ bên trong của chính máy phát Trong tính toán lới điện thờng hay... với phụ tải bằng các đờng đặc tính phụ thuộc bình phơng vào điện áp Trên thực tế, tổng dẫn hay tổng trở của phụ tải phụ thuộc vào giá trị điện áp đặt vào phụ tải Vì vậy cách biểu diễn này không đảm bảo độ chính xác cao cho các kết quả tính toán 5 Dòng điện ngẫu nhiên trong khi phân tích chế độ của các hệ thống điện có bộ phận lớn phụ tải kéo Điện khí hoá giao thông là dạng đặc biệt của phụ tải có giá... Đ2.5 Hệ phơng trình mô tả chế độ xác lập hệ thống điện khi có nhiều cấp điện áp Trong HTĐ giữa hai nút không những chỉ liên hệ với nhau bằng nhánh là dây dẫn, mà chúng còn có thể bằng nhánh là máy biến áp (MBA) Trong nhánh MBA ngoài thông số về trở và kháng còn có thêm hệ số tỷ lệ của MBA Sơ đồ thay thế của nhánh MBA là tổng trở Z B ( trở RBij và kháng XBij) đợc tính dới dạng ôm quy theo cấp điện. .. MBA lý tởng có hệ số tỷ lệ MBA K=U cao/Uthap nh trên hình 2.5 Có hai trờng hợp xảy ra là : dòng điện đi từ điện áp cao sang điện áp thấp (MBA hạ áp) và dòng điện đi từ điện áp thấp Káp) sang điện pBcao (MBA B tăng I B K Z B U i I ij Z ij a) U j U i ij ij U j b) Hình 2.5 Sơ đồ thay thế nhánh MBA a) Dòng điện từ điện áp cao sang điện áp thấp(MBA hạ áp) b) Dòng điện từ điện áp thấp sang điện áp cao(MBA