Chapter MƠ HÌNH ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI 3.1 Thiết lập hệ phương trình vi phân 3.2 Mơ hình đường dây ngắn 3.3 Mơ hình đường dây trung bình 3.4 Phương trình cơng suất 3.1 Thiết lập hệ phương trình vi phân Đường dây truyền tải S&P  PP  jQP IP IN Đường dây UP (r , x, b, g ) UN Tải S&N  PN  jQN o Đầu đường dây: cơng suất SP, dòng điện IP, điện áp UP o Cuối đường dây: cơng suất SN, dòng điện IN, điện áp UN o Đường dây: thông số đường dây đơn vị chiều dài, điện trở r, cảm kháng x, dung dẫn b, điện dẫn rò g 3.1 Thiết lập hệ phương trình vi phân Đường dây truyền tải S&P  PP  jQP Tải UP (r , x, b, g ) UN S&N  PN  jQN o Các đại lượng điện quan tâm: điện áp, dòng điện, cơng suất, hệ số cơng suất đầu cuối đường dây o Phần trăm sụt áp: U %  U P U N 100% UN o Tổn thất đường dây (tính cho pha): P  PP  PN PN o Hiệu suất tải điện:   PP 3.1 Thiết lập hệ phương trình vi phân Phân loại đường dây o Ngắn: l < 80 km o Trung bình: 80 km ≤ l ≤ 240 km o Dài: l > 240 km Dường dây có chiều dài l 3.1 Thiết lập hệ phương trình vi phân Những biểu thức tổng quát IP r jx r jx r IN jx Tải UP g jb g jb Mạch thay thông số rải đường dây dài UN 3.1 Thiết lập hệ phương trình vi phân Những biểu thức tổng quát dx zdx i +di UP e +de x i ydx e Một phần đường dây dài N UN 3.1 Thiết lập hệ phương trình vi phân Những biểu thức tổng quát Tổng trở: Tổng dẫn: � Z  zl  l  r  jx   R  jX    � Y  yl  l  g  jb   G  jB  S  Hằng số truyền:    l  zyl  ZY Tổng trở sóng: Z Z  ZC   Y Y  Z0  , z   y Z Z0   3.1 Thiết lập hệ phương trình vi phân Những biểu thức tổng qt Tính tốn quan hệ điểm P Q e  de  e  izdx de  iz dx d 2e di  z  eyz   e dx dx i  di  i  eydx di  ey dx d 2i de  y  iyz   i dx dx e  a cosh   x   b sinh   x  i  c cosh   x   d sinh   x  3.1 Thiết lập hệ phương trình vi phân Những biểu thức tổng quát Nếu tính theo điều kiện đầu nhận: e  u N cosh   x   iN Z sinh   x  i  iN cosh   x   uN sinh   x  Z0 sinh    U P  U N cosh     I N Z  � � � � sinh    I P  I N cosh     U N Y  � � � � sinh    U N  U P cosh     I P Z  � � � � sinh    I N  I P cosh     U P Y  � � � � (V) (A) (V) (A) 3.1 Thiết lập hệ phương trình vi phân 10 Những biểu thức tổng quát I&P I&N O U&P � U&P � � A& �& � �& C �I P � � A&, B&, C&, D& U&N � B&�� ��& � & D ��I N � � U&N � � U&P � D&  B&�� �& � �& &��& � �I N � �A C ��I P � U&N A& D& cosh    sinh    & & BZ  sinh    & & C Y  && BC && AD 3.3 Mơ hình đường dây trung bình Mơ hình hình T &&� � YZ & & 19 &&� � YZ &&� � YZ & 1 U&P  U&N � 1 � I N � � � � � � I&  U& Y& I&   Y& Z& A D� 1 � � � &&� � YZ B& Z&� 1 � � � C& Y& P I&P U&P N N Z& R  jX  2 Z& R  jX  2 Y& jB U&N I&N 3.3 Mơ hình đường dây trung bình Mơ hình hình Π &&� � YZ A& D& � 1 � � � B& Z& &&� � YZ C& Y&� 1 � � � 20 &&� � YZ & & && UP  UN � 1 � I N Z � � &&� � YZ &&� � YZ & & & & IP  U NY � 1 1 � I N � � � � � � I&P U&P I&L Y& jB  2 Z& R  jX Y& jB  2 I&N U&N 3.3 Mơ hình đường dây trung bình 21 Phương pháp bước cho mơ hình hình Π S&P� S&P U&P  j QCP jB QCP B  U P2 Z& R  jX S&N S&N�  j QCN QCN jB B  UN U&N 3.3 Mô hình đường dây trung bình 22 Phương pháp bước cho mơ hình hình Π Các bước tính: B1: Cơng suất đầu nhận: SN S&N  PN  jQN Cho PN , cosN => QN = PN.tgN Cho SN , cosN => PN = SN.cosN QN = SN.sinN N PN QN 3.3 Mơ hình đường dây trung bình 23 Phương pháp bước cho mơ hình hình Π B2: Cơng suất cuối tổng trở Z S&N� PN  jQN  j QCN  PN�  jQN� B3: Sụt áp tổng trở Z (tương tự đường dây ngắn) PN� R  QN�X U  UN PN� X  QN� R U  UN 3.3 Mơ hình đường dây trung bình B4: Điện áp đầu phát P 24 U P  (U N  U )2  ( U ) U Góc lệch UP UN   tan U N  U 1 B5: Tổn thất CS tổng trở Z (tương tự đường dây ngắn) 2 PN�  QN� P  R UN 2 PN�  QN� Q  X UN 3.3 Mơ hình đường dây trung bình B6: Công suất đầu tổng trở Z S&P� S&N� (P  j Q )  PP�  jQP� B7: Công suất đầu phát &� (  j Q )  P  jQ S&  S P P CP P P 25 3.3 Mơ hình đường dây trung bình 26 BT3.2: Giải lại tập 3.1 : - Mơ hình thơng số rải tổng qt - Mơ hình đường dây trung bình hình Π - Mơ hình đường dây trung bình hình T l = 150 km, r0 = 0,3 Ω/km, x0 = 0,2 Ω/km, b0 = 4×10-6 (1/Ωkm) S&P  PP  jQP Đường dây UP PN = 50 MW cosN = 0,8 trễ UN = 110 kV 3.3 Mơ hình đường dây trung bình 27 BT3.2: Giải lại tập 3.1 : - Mô hình thơng số rải tổng qt - Mơ hình đường dây trung bình hình Π - Mơ hình đường dây trung bình hình T ĐS: Đại lượng Thơng số rải Mơ hình DD ngắn Mơ hình DD trung bình Π Mơ hình DD trung bình T Up 139.605 kV 140,69 kV 139,69 kV 139,56 kV ∆U% 21.21% 21,8% 21,25% 26,87% Sp 63,51 +j 37,09 64,52 +j47.18 63,56 +j37,06 63,51 + j37,21 cosp 0,86 0,81 0,86 0,87  78,7% 77,49% 78,66% 78,72% 3.3 Mơ hình đường dây trung bình 28 BT3.3: Cho dây AC-70 (7 sợi, đường kính ngồi 11,4 mm) dài 100 km, bố trí trụ hình vẽ, hốn vị đầy đủ, f = 50 Hz Tải có công suất S = 50+j45 MVA Điện áp đầu nhận 110kV Tính cơng suất phát hiệu suất đường dây Cho r0 = 0,1 Ω/km 5m 5m 8m l = 100 km UP Đại lượng Mơ hình DD ngắn Mơ hình DD trung bình Π Sp 53,74 +j62,2 53,58 +j57,69  93,04% 93,39% SN = 50 + j45 MWA UN = 110 kV 3.3 Mơ hình đường dây trung bình Đại lượng Mơ hình DD ngắn Mơ hình DD trung bình Π Sp 53,74 +j62,2 53,58 +j57,69  93,04% 93,39% 29 3.4 Phương trình cơng suất đường dây Từ biểu thức tổng quát: � U&P � � A& �& � �& C �I P � � U&N � B&�� ��& � & D ��I N � Suy ra: Chọn UN làm vecto gốc, Up sớm pha UN góc , : góc ngẫu lực khảo sát ổn định HTĐ 30 3.4 Phương trình cơng suất Cơng suất đầu nhận (1 pha): Suy ra: 31 3.4 Phương trình cơng suất Tương tự, viết cho cơng suất đầu phát: 32 3.4 Phương trình cơng suất 33 Ví dụ: Một ĐD truyền tải 275 kV, A=0,855; B=20075 (Ω) a Nếu UN = Up = 275 kV, cosφN = 1; công suất đầu nhận? b Giả thiết câu a, cơng suất u cầu nhận bên phía tải 150MW Xđ CS bên đầu nhận? cosφN = phải làm nào? (đặt thiết bị bù, CS?) c Nếu không đặt thiết bị bù, giả thiết câu b, xđ điện áp bên đầu nhận? ... 139 .605 kV 140,69 kV 139 ,69 kV 139 ,56 kV ∆U% 21.21% 21,8% 21,25% 26,87% Sp 63, 51 +j 37 ,09 64,52 +j47.18 63, 56 +j37,06 63, 51 + j37,21 cosp 0,86 0,81 0,86 0,87  78,7% 77,49% 78,66% 78,72% 3. 3... 53, 74 +j62,2 53, 58 +j57,69  93, 04% 93, 39% SN = 50 + j45 MWA UN = 110 kV 3. 3 Mơ hình đường dây trung bình Đại lượng Mơ hình DD ngắn Mơ hình DD trung bình Π Sp 53, 74 +j62,2 53, 58 +j57,69  93, 04%... SN.cosN QN = SN.sinN N PN QN 3. 3 Mơ hình đường dây trung bình 23 Phương pháp bước cho mơ hình hình Π B2: Công suất cuối tổng trở Z S&N� PN  jQN  j QCN  PN�  jQN� B3: Sụt áp tổng trở Z (tương