Đang tải... (xem toàn văn)
một số tài liệu vớ va vớ vẩntìm đc của các thầy và đăng lên ko biết có ổn hay ko nữa ahihi aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
Truyền tải điện Công suất nới phát tính : P ' = U' I cosϕ ' ⇒ I = P' U' cosϕ ' Với : - U’ điện áp hiệu dụng hai đầu đường dây tải ( hai cực máy phát ) - cosφ’ hệ số công suất tính từ hai đầu đường dây tải - P ‘ công suất truyền từ máy phát + Cần phải phân biệt hệ số công suất mạch tính từ hai đầu đường dây tải riêng tải tiêu thụ khác , điện trở hoạt động chúng khác Ví dụ : Ở hai đầu đường dây tải điện từ máy phát điện ta có U ’ = 10kV ; I = 100A Người ta dẫn dòng điện tới nơi tiêu thụ dây dẫn có điện trở R = 20Ω Tính hệ số công suất toàn mạch tính từ hai cực máy phát , biết tải tiêu thụ có hệ số công suất /2 * Giải : Độ giảm : ΔU = I R = kV Gọi U điện áp hiệu dụng hai đầu tải tiêu thụ Ta có giản đồ vectơ hình bên Do : U ' = ∆U + U + 2U ∆U cosϕ ϕ ' ur U ' ur U ϕ uuu r ∆U r I 2 Hay : U + 2U ∆U cosϕ 1 + ∆U − U ' = 0 Thay số , giải phương trình bậc hai loại nghiệm âm ta : U = 8,485 kV Hệ số công suất toàn mạch tính từ hai đầu đường dây tải : cosφ’ = U cosϕ + ∆U ≈ 0,543 ≠ cosφ U' + Khi ta thay đổi điện áp hiệu dụng hai đầu đường dây tải không làm thay đổi đặc tính mạch nên hệ số công suất toàn mạch xét không thay đổi Công suất hao phí dây tải : ∆P = R I = R P'2 U ' cos ϕ ' Vậy tăng điện áp nơi phát lên n lần hao phí giảm n2 lần P ' − ∆P R I2 ∆U RP' =1 − =1 − =1 − Hiệu suất truyền tải : H = P' P' U ' cosϕ ' U ' cos 2ϕ ' Với ΔU độ giảm đường dây tải A Công suất nơi phát không đổi Ví dụ Người ta cần truyền công suất điện pha 100kW điện áp hiệu dụng 5kV xa Hệ số công suất mạch điện tính từ hai đầu đường dây tải cos φ’ = 0,8 Muốn cho tỉ lệ lượng đường dây không 10% điện trở đường dây phải có giá trị khoảng nào? • Hướng dẫn : Theo giả thiết : ∆P RP' = ≤ 2 P' U ' cos ϕ ' 10 ⇒ R ≤ U ' cos2ϕ ' = 16Ω 10 P ' Ví dụ Điện cần truyền với hiệu suất H = 81,3% độ sụt đường dây 15,88% Tìm hệ số công suất tính từ hai đầu đường dây truyền tải • Hướng dẫn : Hiệu suất truyền tải : H = − ∆U ∆U ⇒ cos ϕ = = 0,849 U ' cosϕ ' U'(1 − H) Ví dụ Điện từ trạm phát điện đưa đến khu tái định cư đường dây truyền tải pha Cho biết, điện áp đầu truyền tăng từ U lên 2U số hộ dân trạm cung cấp đủ điện tăng từ 120 lên 144 Cho chi tính đến hao phí đường dây, công suất tiêu thụ điện hộ dân nhau, công suất trạm phát không đổi hệ số công suất trường hợp Tính số hộ dân mà trạm phát cung cấp đủ điện điện áp truyền 4U • Hướng dẫn : Gọi P0 công suất tiêu thụ điện hộ dân ; P ‘ công suất trạm phát ; ΔP1 công suất hao phí dây tải lúc đầu Ta có : P ‘ = 120P0 + ΔP1 (1) Khi tăng điện áp lên 2U , tương tự ta có : P ‘ = 144P0 + ΔP2 = 144P0 + ΔP1/4 (2) Từ (1) (2) ta có : ΔP1 = 32 P0 ⇒ P ‘ = 152 P0 Khi tăng điện áp lên 4U : P ‘ = N P0 + ΔP1/16 Hay : 152 P0 = N P0 + P0 ⇒ N = 150 Ví dụ Người ta truyền tải điện xoay chiều pha từ trạm phát điện cách nơi tiêu thụ 10km Dây dẫn có tiết diện 0,4cm2 làm kim loại có điện trở suất 2,5.10 – Ωm Hệ số công suất tính từ hai đầu đường dây truyền tải 0,8 Điện áp công suất truyền trạm 10kV 500kW Tính a) Hiệu suất truyền tải b) Điện áp nơi tiêu thụ c) Hệ số công suất tải tiêu thụ • Hướng dẫn : 2l Điện trở đường dây tải : R = ρ = 12,5 Ω S ϕ ' ur U ' ur U uuu r ∆U ϕ r I P' = 62,5 A U ' cos ϕ ' Cường độ hiệu dụng dây tải : I = R I2 = P' a) Hiệu suất truyền tải : H = − 90,23 % b) Độ giảm đường dây : ΔU = I.R = 0,78125 kV Điện áp nơi tiêu thụ : U = U ' + ∆U − 2U ' ∆U cosϕ ' = 9,3867 kV c) Từ giản đồ vectơ ta có hệ số công suất tải tiêu thụ tính : cosφ = U ' cosϕ ' − ∆U ≈ 0,769 ≠ cosφ ‘ U B Công suất nơi tiêu thụ không đổi Bài toán Một nhà máy phát điện gồm n tổ máy có công suất P hoạt động đồng thời Điện sản xuất đưa lên đường dây truyền đến nơi tiêu thụ với hiệu suất truyền tải H Hỏi chỉ tổ máy hoạt động bình thường hiệu suất truyền tải H’ bao nhiêu? Coi điện áp nơi truyền không đổi n P − ∆P RP = 1− n nP U cos 2ϕ (1) P − ∆P' RP = 1− P U cos 2ϕ (2) Hiệu suất truyền tải lúc đầu : H = Hiệu suất truyền tải lúc sau : H' = Từ (1) (2) ta có : − H = n ⇒ H' = − H' n −1 + H n Bài toán Trong trình truyền tải điện xa, độ giảm điện áp đường dây tải điện pha a lần điện áp tải tiêu thụ Coi cường độ dòng điện mạch pha với điện áp tải Để công suất hao phí đường dây giảm n lần đảm bảo công suất truyền đến nơi tiêu thụ không đổi, cần phải tăng điện áp nguồn lên lần ? Lời giải Độ giảm điện áp đường dây tải lúc đầu : I1R = aU1 Điện áp nguồn lúc đầu : U’1 = U1 + a U1 = U1 ( + a ) Công suất hao phí đường dây giảm n lần nên ta có : R I2 R I12 = ⇒ I2 = n I1 n Công suất truyền đến nơi tiêu thụ không đổi : U1 I1 = U I ⇒ U = U1 n Độ giảm điện áp đường dây tải lúc sau : I2 R = I1 R a U1 = n n Điện áp nguồn lúc sau : U’2 = U + I R = U1 U’ Tỉ số điện cần tìm : U’ = n + a n ( + a n + a ÷ n ) Ví dụ Trong trình truyền tải điện xa ban đầu độ giảm điện áp đường dây 10% điện áp tải tiêu thụ Cần phải tăng điện áp nguồn lên lần để giảm công suất hao phí đường dây 100 lần đảm bảo công suất nơi tiêu thụ nhận không đổi Xem điện áp tức thời u pha với dòng điện tức thời i • Hướng dẫn : Theo giả thiết ta có n = 100 ; a = 10% = 10 Theo kết toán ta có : U’2 = U’1 n + a n ( + a ) = 1001 = 9,1 110 Bài toán Trong trình truyền tải điện xa , ban đầu độ giảm điện áp đường dây tải điện pha n lần điện áp hai đầu đường dây tải Coi cường độ dòng điện mạch pha với điện áp tải Để công suất hao phí đường dây giảm a lần đảm bảo công suất truyền đến nơi tiêu thụ không đổi, cần phải tăng điện áp nguồn lên lần ? Lời giải Gọi điện áp nơi phát tải lúc đầu U1' U1 ' Độ giảm điện áp đường dây tải lúc đầu : ∆U1 = I1 R = a U1 U1' = U1 + ∆U1 = U1 + a U1' ⇒ U1' = Do ta có : Vậy : ∆U1 = a U1' = Lúc đại lượng U1 − a a U1 1− a a đóng vai trò a toán 1− a Áp dụng kết toán ta có độ tăng điện áp cần tìm : U '2 a + n ( − a ) = ' U1 n Ví dụ Điện áp hai cực trạm phát điện cần tăng lên lần để giảm công suất hao phí đường dây tải điện 25 lần, với điều kiện công suất đến tải tiêu thụ không đổi? Biết chưa tăng điện áp, độ giảm điện áp đường dây tải điện 20% điện áp hai cực trạm phát điện Coi cường độ dòng điện mạch pha với điện áp • Hướng dẫn : Theo giả thiết ta có a = 25 ; n = 20% = Theo kết toán ta có : U '2 a + n ( − a ) 101 = = = 4, 04 ' U1 25 n * Nhận xét : + Bài toán xem hệ toán ngược lại + Trong toán nói phải cần đến giả thiết : “Coi điện áp nơi tiêu thụ pha với dòng điện “ ta sử dụng hệ thức : U’ = U + ΔU + Kết thu không phụ thuộc vào hệ số máy hạ nơi tiêu thụ Bài toán Điện truyền từ trạm phát điện đến tải tiêu thụ đường dây pha Để giảm hao phí dây tải từ α1% đến α2% cần tăng điện áp truyền tải trạm phát lên lần? Biết công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi Lời giải Gọi P công suất tải tiêu thụ ; P1 P2 công suất nơi phát lúc đầu lúc sau Đặt α1% = a1 α2% = a2 Công suất hao phí lúc đầu : ∆P1 = P1 – P = a1P1 ⇒ P = P1 ( − a1 ) Và : ∆P1 = RI1 = a1 P − a1 (a) Tương tự, lúc sau ta có : P = P2 ( − a ) Và : ∆P2 = RI = Từ (1) (2) ta có : a2 P − a2 P2 P1 = (1) (2) (b) – a1 U'2 I cosϕ U'2 I = = – a2 U'1 I1 cosϕ U'1 I1 (3) ∆P R I1 a1 a = : Từ (a) (b) ta có : = ∆P2 − a1 − a R I2 Hay : I1 = I2 a1 a2 ( 1− a2 ) ( − a1 ) (4) Kết hợp (3) (4) ta có độ tăng điện áp cần tìm : U'2 = U'1 a1 a2 ( ( − a1 1− a2 ) ) * Nhận xét : + Bài toán không cần đến giả thiết : “Coi điện áp nơi tiêu thụ pha với dòng điện “ đặc biệt kiện mâu thuẫn với giả thiết cho Ví dụ Điện truyền từ trạm phát điện đến tải tiêu thụ đường dây pha Để giảm hao phí đường dây từ 25% xuống 1% mà vẩn bảo đảm công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi cần tăng điện áp truyền tải trạm phát lên lần? • Hướng dẫn : Theo giả thiết ta có : a1 = 0,25 ; a2 = 0.01 Thay vào kết toán ta có : U'2 = U'1 a1 a2 ( ( − a1 1− a2 ) ) ≈ 4,352 Ví dụ Người ta truyền tải điện đến nới tiêu thụ đường dây pha có điện trở R Nếu điện áp hiệu dụng đưa lên hai đầu đường dây U = 220V hiệu suất truyền tải điện 60% Để hiệu suất truyền tải tăng đến 90% mà công suất truyền tải đến nơi tiêu thụ ko thay đổi điện áp hiệu dụng đưa lên đầu đường dây ? • Hướng dẫn : Theo giả thiết ta có : a1 = 0,4 ; a2 = 0,1 Thay vào kết toán ta có : U'2 = U'1 a1 a2 ( ( − a1 1− a2 ) ) = 220 0, ( − 0, ) ≈ 359, 26 V 0,1 ( − 0,1 ) C Bài tập rèn luyện : Trong tập trắc nghiệm sau , đáp án in đậm Bài 1: Khi thay dây truyền tải điện dây khác chất liệu có đường kính tăng gấp đôi hiệu suất tải điện 91% Hỏi thay dây truyền tải loại dây chất liệu có đường kính tăng gấp lần hiệu suất truyền tải điện Biết công suất điện áp nơi phát không đổi A 94 % B 96% C 92% D 95% Bài 2: Điện truyền từ trạm phát điện đến nơi tiêu thụ Biết hệ số công suất mạch tính từ hai đầu đường dây tải cosφ = 0,9 độ giảm đường dây 2% điện áp hai đầu đường dây tải Hiệu suất truyền tải điện là: A 99 % B 97.8% C 89% D 87.8% Bài 3: Một đường dây tải điện xoay chiều pha đến nơi tiêu thụ xa km Giả thiết dây dẫn làm nhôm có điện trở suất ρ = 2,5.10 – (Ω.m) có tiết diện S = 0,5 cm2 Điện áp công suất truyền trạm phát điện U = 60 kV; P = 5,4 kW Hệ số công suất mạch tính từ hai đầu đường dây tải điện cosφ = 0,9 Hiệu suất truyền tải điện là: A 99 % B 98% C 97% D 96% Bài 4: Một máy phát điện xoay chiều pha truyền công suất điện không đổi Khi điện áp hiệu dụng hai đầu đường dây U hiệu suất truyền tải 75% Để hiệu suất truyền tải 95% điện áp hiệu dụng hai đầu dây phải ? A 5U B.2,5 U C.6,25 U D.2,25 U Bài 5: Một trạm phát điện pha có công suất không đổi Với điện áp hai đầu đường dây tải 200kV tổn hao điện dây tải 30% Nếu tăng điện áp truyền tải lên 500kV tổn hao điện dây tải lúc % ? A.12% B.2,4% C.7,5% D.4,8% Bài 6: Điện trạm phát điện truyền tải với công suất không đổi điện áp hai đầu đường dây tải 20kV, hiệu suất trình truyền tải điện H = 82% Nếu tăng điện áp hai đầu đường dây tải thêm 10kV hiệu suất trình truyền tải điện đạt giá trị ? A 99 % B 92% C 96% D 90% Bài : Một trạm điện cần truyền tải điện xa Nếu hiệu điện trạm phát U = 5(KV) hiệu suất truyền tải điện 80% Nếu dùng máy biến để tăng hiệu điện trạm phát lên U2 = (KV) hiệu suất truyền tải ? Xem công suất nơi phát không đổi A 99 % B 92% C 96% D 90% Bài : Điện trạm phát điện truyền điện áp kV, hiệu suất trình truyền tải H = 80% Muốn hiệu suất trình truyền tải tăng đến 95% giá trị điện áp nơi phát ? Xem công suất nơi phát không đổi A 2,375kV B 4kV C 2,387kV D 2,5kV Bài : Bằng đường dây truyền tải, điện từ nhà máy phát điện nhỏ có công suất không đổi đưa đến xưởng sản xuất Nếu nhà máy phát điện, dùng máy biến áp có tỉ số vòng dây cuả cuộn thứ cấp cuộn sơ cấp nơi sử dụng cung cấp đủ điện cho 80 máy hoạt động Nếu dùng máy biến áp có tỉ số vòng dây cuộn thứ cấp với cuộn sơ cấp nơi sử dụng cung cấp đủ điện cho 95 máy hoạt động Nếu đặt xưởng sản xuất nhà máy phát điện cung cấp đủ điện cho máy ? Xem hệ số công suất tải A.90 B.100 C.85 D.105 Bài 10 : Bằng đường dây truyền tải pha, điện từ nhà máy phát điện truyền đến nơi tiêu thụ khu chung cư Người ta thấy tăng HĐT nơi phát lên từ U lên 2U số hộ dân có đủ điện để tiêu thụ tăng từ 80 đến 95 hộ Nếu thay dây truyền tải nói dây "siêu dẫn" để tải điện số hộ dân có đủ điện để tiêu thụ ? Biết chỉ có hao phí đường dây đáng kể ; hộ dân tiêu thụ điện Xem công suất nơi phát không đổi hệ số công suất khu chung cư A 100 B 110 C 120 D 130 Bài 11 : Một khu gia đình tiêu thụ công suất điện trung bình 11 kW Các dụng cụ làm việc điện áp ổn định 220V Điện trở toàn phần dây tải điện từ trạm điện khu gia đình 4Ω Biết lúc sau để giảm công suất hao phí đường dây tải , sát khu gia đình người ta đặt trạm biến áp hạ áp có tỉ số vòng dây cuộn thứ cấp sơ cấp N / N1 = 1/10 Hỏi trạm phát người ta đặt biến áp có hệ số ? Xem máy biến áp lí tưởng hệ số công suất khu gia đình A 8,2 B 5,3 C 10 D 12,1 Bài 12 : Một nhà máy phát điện gồm nhiều tổ máy có công suất hoạt động đồng thời , điện sản xuất đưa lên đường dây truyền đến nơi tiêu thụ Khi cho n tổ máy hoạt động đồng thời hiệu suất truyền tải 80% ; giảm bớt tổ máy hoạt động hiệu suất truyền tải 85% Hỏi số tổ máy phải giảm bớt thêm để hiệu suất truyền tải 95% ? Coi điện áp nơi truyền không đổi A B C D Bài 13 : Trong trình truyền tải điện xa ban đầu độ giảm điện đường dây 15% điện áp tải tiêu thụ Cần phải tăng điện áp nguồn lên lần để giảm công suất hao phí đường dây 100 lần đảm bảo công suất nơi tiêu thụ nhận không đổi Biết điện áp tức thời u pha với hiệu dòng điện tức thời i A 8.5 B 10 C 8.7 D 8,08 Bài 14: Điện áp hiệu dụng cực trạm điện cần tăng lên lần để giảm công suất hao phí đường dây tải điện 100 lần,với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi Biết chưa tăng điện áp độ giảm đường dây tải điện 10% điện áp hiệu dụng cực trạm phát Coi cường độ dòng điện pha với điện áp đặt vào đầu cuộn dây? A.9 lần B.8 lần C 10 lần D.8,5 lần Bài 15 : Điện truyền từ trạm phát đến tải tiêu thụ đường dây pha Để giảm hao phí đường dây từ 64 % xuống % cần tăng điện áp truyền tải trạm phát lên lần? Biết công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi A 4,35 B 4,82 C 5,00 D 5,15 Bài 16 : Điện tải từ nơi phát đến nơi tiêu thụ dây dẫn chỉ có điện trở thuần, độ giảm dây 15% điện áp hiệu dụng nơi phát điện Để giảm hao phí đường dây 100 lần mà công suất tiêu thụ không đổi phải nâng điện áp hiệu dụng nơi phát lên lần ? Coi điện áp nơi tiêu thụ pha với dòng điện A 8.5 B 10 C 8.7 D 8,08 Bài 17: Điện áp hiệu dụng cực trạm điện cần tăng lên lần để giảm công suất hao phí đường dây tải điện 100 lần,với điều kiện công suất truyền đến tải tiêu thụ không đổi Biết sau tăng điện áp độ giảm đường dây tải điện 1% điện áp hiệu dụng cực trạm phát Coi cường độ dòng điện pha với điện áp đặt vào đầu cuộn dây? A.9,9 lần B.9,8 lần C.9,6 lần D 9,5 lần Bài 18: Điện từ nhà máy đưa đến nơi tiêu thụ nhờ dây dẫn nơi tiêu thụ cần công suất không đổi Ban đầu hiệu suất tải điện 90% Muốn hiệu suất tải điện 96% cần tăng điện áp hai đầu đường dây tải A 3,88% B 4,22 % C 2,34% D 3,68 % Bài 19: Ở nơi tiêu thụ cần công suất không đổi Khi truyền điện từ máy tăng đến nơi tiêu thụ với điện áp hiệu dụng nơi truyền U hiệu suất truyền tải 90% Coi điện áp pha với cường độ dòng điện đường dây Để hiệu suất truyền tải 99% điện áp hiệu dụng nơi truyền tải phải tăng lần ? A 10 11 B 10 11 C 10 11 D 10 11 Bài 20: Phải tăng hiệu điện nơi phát lên lần để giảm công suất tiêu hao đường dây 100 lần với yêu cầu công suất tải tiêu thụ không đổi Biết điện áp tức thời u pha với dòng điện tức thời i ban đầu độ giảm đường dây n lần hiệu điện tải lúc ban đầu: A ( n + 100 ) / 10 ( + n ) B ( n + 50 ) / 10 ( + n ) C ( n + 50 ) / 20 ( + n ) D ( n + 100 ) / 20 ( + n ) Bài 21: Người ta truyền tải điện từ A đến B Ở A dùng máy tăng B dùng hạ thế, dây dẫn từ A đến B có điện trở 40Ω Cường độ dòng điện dây 50A Công suất hao phí dây 5% công suất tiêu thụ B điện áp hai đầu cuộn thứ cấp hạ 200V Biết dòng điện điện áp pha bỏ qua hao phí máy biến Hệ số máy hạ là: A 0,005 B 0,05 C 0,01 D 0,004