Bài tập lớn cơ cấu điện - Chương 5: Tổn thất hệ thống cung cấp điện

CHƯƠNG V TỔN THẤT HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1 tổn thất công suất trong hệ thống cung cấp điện 1.1 Tổn that công suất trên đường dây. S=P+JQ Giả sử dây đẫn có: Tổng trở Z=R+JX () Truyền tải một công suất S=P+JQ (KVA) Tổn thất công suất tác dụng Po=3I2R Thay I Suy ra KVA Tương tự tổn thất công suất phản kháng. KVA Với I :dòng điện phủ tải,A P,Q :phụ tác dụng và phản kháng.KVA & KVAR R,X :Điện trở và điện kháng của đường dây. U :Điện áp định mức của đường dây, KV 1.2 Tổn thất công suất trong máy biến áp. Gồm 2 tổn thất Không tải :tổn thất sắt Có tải : tổn thất đồng KW KVAR Trong đó: , : tổn thất công suất tác dụng không tải và ngắn mạch ∆Qo,∆QN : tổn thất công suất phản kháng không tải và ngắn mạch ∆pt ,Sđm : phụ tải toàn phần và dung lượng dịnh mức MBA KVAR KVAR Trong đó. Io% :giá tri tương đối của dòng điện không đổi UN% :Giá trị tương đối của điện áp ngắn mạch Trong trường hợp tính toán sơ bộ ta có thể dung công thức tính toán gần dung sau. =(.02 – 0.25 ) Sđm =(.02 – 0.25 ) Sđm Các công thức trên được dung choc các MBA phân xưỡng có. Sđm = 1000 KVA IN%= 5-7 UN%=5.5 2 Tổn thất điện năng và điện năng tiêu thụ trong hệ thống cung cấp điện 2.1 thời giam sử dụng cômh xuất lớn nhất Tmax và thời gian chiệu tổn thất công suất lớn nhất 2.1.1 thời gian sử dụng công suất lớn nhất. Niếu giả thiết rằng ta luôn luôn sue dụng phụ tải lớn nhất(không đổi) thì thời gian cần thiết TMax để cho phụ tải đó tiêu thụ lượng điện năng bằng lượng điện năng cho phụ tải thực tế( biến thiên) tiêu thụ trong một năm làm viêc được gọi là thơi gian sử dụng công suất lớn nhất T max<8760 giời=365 ngày. 2.1.2 Thời gian chiệu tổn thất công suất lớn nhất Giả thiết rằng ta luôn luôn vận hành với tổn thất công suất lớn nhất thì thời gian cần thiết để gây được lượng điện năng tổn thất bằng lượng điện năng tổn thất cho phụ tải thực tế gây ra trong một năm làm việt được gọi là thời gian chiệu tổn thất công suất lớn nhất <8760 giờ. 3 Tổn thất điện năng trên đường dây và trong máy biến áp 3.1 Tổn thất điện năng trên đường dây. AD= PD KWh Trong đó PD : Tổn thất công suất trên đường dây. :thời gian chiệu tổn thất công suất lớn nhất. 3.2 Tổn thất điện năng trong máy biến áp AB = PO t +PN Khi có n máy bến áp giống nhau làm việt song song AB = nPO t + t : thời gian vận hành thức tế máp biến áp, thường t=8760 giờ. 4 điện năng tiêu thụ Điện năng tiêu thụ trong một năm A=Ptt.TMax (Kwh) Trong đó Ptt phụ tải tính toán 5 Tổn thất điện áp trong hệ thống cung cấp điện 5.1 Điện trở và điện kháng của dây dẫn và máy biến áp. 5.1.1 Điện trở và điện kháng của dây dẫn. a Điện trở của dây dẫn RD =ro.l W Trong đó; ro : điện trở của một dơn vị chiều dài dây dẫn W/km l : chiều dài đường dây km Có thể tính điện trở theo công thức. RD = W Trong đó: F : Thiết diện dây dẫn mm2 : Điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn W mm2/m l : Chiều dài dây dẫn m Điện trỏ xuất của một số vật liệu Đồng : =0.018 W mm2/m Nhôm : =0.029 mm2/m Sắt =0.014 mm2/m b Điện kháng đường dây. XD = Xo.l W Trong đó Xo : Điện kháng của một đơn vị chiều dài dây dẫn W/km Trong tính toán cho phép lấy gần đúng Đường dây có U 1000 V Xo =0.4 W/km Đường dây có U 1000 V Xo =0.25 – 0.3 W/km Đường dây có U 1000 V ( luổn trong ống và các loại cáp) Xo =0.07 – 0.08 W/km 5.2 Điện trở và điện kháng của MBA. W W trong đó :Tổn thất ngắn mạch cảu MBA KW :Trị số tương đối cảu biến áp ngắn mạch MBA :Dung lượng định mức MBA. KVa :Điện áp định mức KV Tổn thất điện áp trên đường dây3 pha có phụ tải tập trung. U1 R +JX U2 S=P + JQ Tổn thất điện áp pha. Tổn thất diện áp dây Thay và lấy U2 bằng Uđm cảu đường dây. Để tiện so sánh người ta thường tính theo trị số phần trăm Trong đó: P,Q :KW,KWAR R,X :W Uđm :KV 6 Tổn thất điện áp trên đường dây có nhiều phụ tảitập trung 6.1 Tính theo công suất chạy trên dường dây. A B C D R1 +Jx1 R2 +Jx2 R2 +Jx3 P1 + JQ1 P2 + JQ2 P3 + JQ3 6.2 Tính theo cômh suất cảu phụ tải Rj+JX3 R2 = JX2 R1 +JX1 A B C D Pj +Jq1 P2+Jq2 P3 +Jq3 7 Các Trường hợp đặc biệt 7.1 Đường dây đồng nhát. Đường dây đồng nhất là đường dây có các đoạn làm bằng dây dẫn cùng loại, cùng tiết diện , cùng cách lắp dặt, Ngĩa là Ro và Xo như nhao trên toàn bộ đường dây Trong đó : Ro,xo : Điện trở và điện kháng trên một đơn vị chiều dài dây dẫn.W/km 7.2 Đường dây bỏ qua điện kháng. Trong những trường hợp sau đây ta có thể bỏ qua điện kháng. Đường dây cung cấp cho phụ tải có cos=1 như dèn dât tóc,lò điện trở Đường cáp ở mạng điện áp thấp có ro>>xo L Nếu thay Ro= P= Trong đó P=l/(:Điện dẫn suất của vật liệu làm dây dẫn) =53 =32 F :thiết diện dây dẫn (mm2) Mô men phụ tải Công thức trên có thể viết lại Đặt Và tổn thất điệp áp cho phép Chúng ta tính được thiết diện dây dẫn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp hệ số C trong cômg thức tính toántổn thất điện áp. Điện áp định mức của mạng ,V Kết cấu của mạng Công thức tính hẹ số C Hệ số C khi dây dẫn Đồng Nhôm 380/220 Ba pha +dây trung tính 77 46 380/220 Hai pha có dây trung tính 34 20 220 Một pha 12.8 7.7 8 Tổn thất điện áp trong máy biến áp. Tương tự như trường hợp tính tổn thất điện áp trên đường dây có phụ tải tập trung RD=lro ,XD=xol Trong đó . P: KW Q :KVAR B)PHẦN TÍNH TOÁN : I)Tổn thất công suất trên đường dây : Z = R S = P + JQ Ta chọn dây M35 có : Ta có hai có hai đường dây : +Đường dây 15 kv từ trạm biến áp trên đường HUỲNH THÚC KHÁNG có chiều dài 10 (m). +Đường dây 22 kv từ trạm biến áp trên đường HÀM NGHI có chiều dài 120(m). Ta có : =0.54x0.01 +j.0.336.0.01 =0.0054 + j0.00336 () Tổn thất công suất tác dụng : = =0.0233 (KW) Tổn thất công suất phản kháng : = =0.0145 (KVAR) Ta có : (KVA) Trên đường dây 2 : =0.54X0.12 + j0.336X0.12 =0.0648 +j0.04032 () Tổn thất công suất tác dụng : = =0.28 (KW) Tổn thất công suất phản kháng : = =0.1745 (KWAR) Ta được : S Vậy tổng tổn hao trên hai đường dây là : ∑S = =(0.0233+0.28) + j(0.0145 +0.1745) =0.3073 + j0.189 (KVA) 2)Tổn hao công suất trong máy biến áp : Ta sử dụng máy biến áp 25 (kva) có các thông số sau : Ta có : =0.12 + 0.69( =0.26 (kw) Mà : = =0.36 (KVAR) = =0.53 (KVAR) Ta được : =0.47 (KVAR) =0.26 +j0.53 (kva) II)Tổn thất điện năng : Tổn thất điện năng trên đường dây : Ta có thời gian sử dụng công suất lớn nhất : Tra bảng PL40 trang 181,giáo trình Hướng dẫn đồ án cung cấp điện (Nhà xuất bản Hà Nội) ta được thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất : =46.6 (KWH) =0.28X2000 =560 (KWH) ∑A = =46.6 + 560 =606.6 (KWH) Tổn thất điện năng tring máy biến áp : =0.125X8760 +0.69(X 2000 =1373.4 (KWH) Điện năng tiêu thụ : A = =82057 X 2500 =205.143X10(KWH) III) Tổn thất điện áp trên đường dây 3 pha : Ta có : S= 0.3033 + j0.189 =0.357 (KVA) Ta có tổn thất điện áp 3 pha : I = = =37.98 (A) =24.15 (V) Tổn thất điện áp dây : = =41.8 (V) = =0.047 (V) Ta có 3 dây pha : Ta có 2 dây gồm 1 dây trung tính và 1 dây pha : (V) ∑ (V)