Giáo trình Cung cấp điện (Nghề: Điện công nghiệp - Trung cấp): Phần 2 - Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô

Giáo trình Cung cấp điện (Nghề: Điện công nghiệp - Trung cấp) được biên soạn dùng cho chương trình dạy nghề Điện công nghiệp đáp ứng cho hệ đào tạo Trung cấp. Giáo trình được chia thành 2 phần, phần 2 trình bày những nội dung về: tính toán tổn thất trong mạng điện; ngắn mạch trong hệ thống cung cấp điện; chọn thiết bị điện và nâng cao hệ số công;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Cung cấp điện (Nghề: Điện công nghiệp - Trung cấp): Phần 2 - Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN TỔN THẤT TRONG MẠNG ĐIỆN Giới thiệu: Tính toán các loại tổn thất điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điện năng là xác định thông số chế độ của lưới điện. Công việc này đóng vai trò quan trọng trong thiết kế và vận hành hệ thống cung cấp điện. Đề đánh giá các chỉ tiêu kĩ thuật của hệ thống cung cấp điện, xác định tổng phụ tải, chọn các phần tử của mạng điện và thiết bị điện, xác định phương pháp bù công suất phản kháng, biện pháp điều chỉnh điện áp nhằm nâng cao chất lượng điện, chúng ta phải căn cứ vào các số liệu tính toán của phần này. Mục tiêu: - Phân tích được tầm quan trong của các loại tổn thất trong phân phối điện năng. - Tính toán được tổn thất điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng phân phối. - Chọn vị trí đặt trạm phù hợp theo tiêu chuẩn kỹ thuật điện. - Đấu và vận hành trạm biến áp theo tiêu chuẩn kỹ thuật. - Rèn luyện đức tính cẩn thận, tỉ mỉ, tư duy tập trung, sáng tạo và khoa học. Nội dung: 1. Thông số cơ bản của các phần tử trong mạch điện 1.1. Điện trở và điện kháng của dây dẫn a. Điện trở của dây dẫn Công thức tính điện trở dây dẫn: l R= () s Trong đó:  (mm2/m) - Điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn Cu = 0,018; Al = 0,029; l (m) - Chiều dài dây dẫn; s (mm2) - Tiết diện dây dẫn. Trong tính toán CCĐ, để thuận tiện cho tính toán thông thường người ta tra trong sổ tay kỹ thuật để tìm ra điện trở của 1 km đường dây r 0 (/km) (r0 gọi là điện trở đơn vị). Lúc này điện trở của dây dẫn được tính: R = r0.L () Trong đó: r0 (/km) - Điện trở đơn vị của đường dây. L (km) - Chiều dài đường dây. b. Điện kháng của dây dẫn Điện kháng của dây dẫn đồng và nhôm cũng được tính tương tự: X = x0.l () Trong đó: L (km) - Chiều dài đường dây. x0 (/km) - Điện kháng đơn vị của đường dây. 78 x0 được tra trong sổ tay theo quan hệ cho sẵn x0 = f(s, Dtb), với: s (mm ) - Tiết diện dây dẫn. 2 Dtb (mm) - Khoảng cách trung bình hình học giữa các dây dẫn. Khoảng cách này được tính theo công thức sau: Dtb = 3 D12 .D 23 .D13  Đối với mạng 3 dây đặt trên 3 đỉnh của tam giác đều: 1 D13 D12 Dtb = 3 (D12 )3 = D (mm) 3 D23 2  Đối với mạng 3 dây đặt trên mặt phẳng nằm ngang: D13 D12 D23 3 Dtb = 3 D12 .D 23 .D13 = 3 2(D12 ) = 1,26D 1 2 3 Ở đây D (mm) là khoảng cách giữa hai dây dẫn gần nhất. Lưu ý: Trong thực tế, khi tiết diện dây và cách bố trí dây dẫn thay đổi thì điện kháng của nó thay đổi rất ít, vì vậy trong tính toán nhiều khi cho phép lấy các giá trị gần đúng sau: - Đối với đường dây điện cao áp (Uđm 1000V) : x0 = 0,4 (/km) - Đường dây điện hạ áp (U < 1000V): x0 = 0,25  0,3 (/km) - Đường dây hạ áp luồn trong ống và các loại cáp: x0 = 0,07  0,08 (/km) 1.2. Điện trở và điện kháng của MBA Điện trở và điện kháng của MBA có thể tra trong sổ tay hoặc tính theo các công thức gần đúng sau: PN U 2dm 3 RBA = 2 10 () Sdm 2 U N %.U dm XBA = .10 () Sdm Trong đó: PN (kW) - Tổn thất công suất tác dụng ngắn mạch MBA, được tra trong lý lịch máy. UN% - Trị số tương đối của điện áp ngắn mạch MBA. 79 Uđm (kV) - Điện áp định mức của MBA. Muốn tính điện trở, điện kháng của MBA quy đổi về phía cao áp thì lấy Uđm1, về phía hạ áp thì lấy Uđm2. Sđm (kVA) - Dung lượng định mức của MBA. 1.3. Thông số của các phần tử khác Điện trở và điện kháng của cầu dao, cầu chì, áptômát, thanh góp, máy biến dòng v.v... được tra trong sổ tay. Ví dụ 1: Tính điện trở và điện kháng của áptômát có IđmA = 600 A. Giải: Ta có: RA = rcdA + rtxA; XA = xcdA Tra bảng ta có: rcdA = 0,094 m; rtxA = 0,25 m  RA = 0,094 + 0,25 = 0,344 (m); XA = 0,12 m Ví dụ 2: Tìm điện trở của cầu dao có IđmCD = 400 A (cầu dao không có điện kháng) Tra bảng ta có RCD = rtxCD = 0,2 m Ví dụ 3: Tính điện trở và điện kháng của thanh góp đồng có kích thước 40 x 4 mm, dài 2 m, khoảng cách trung bình hình học giữa các pha a = 300 mm. Giải: Ta có: RTG = r0tg.L; XTG = x0tg.L Tra bảng: rotg = 0,125 m/m; x0tg = 0,214 m/m  RTG = 0,125.2 = 0,25 (m); XTG = 0,214.2 = 0,428 (m) 2. Tổn thất điện áp trên đường dây 2.1. Tổn thất điện áp trên đường dây 3 pha có phụ tải tập trung ở cuối đường dây Giả sử mạng điện làm việc ở chế độ đối 1 2 U Z=R+jX U xứng nên ta chỉ cần xét trên 1 pha của đường dây và cũng giả sử đường dây có sơ đồ nguyên lý như S=P+jQ hình 2.4. Tổng trở của đường dây là Z=R+jX () Hình 2.4 và phụ tải tập trung ở cuối đường dây S=P+jQ (kVA). Hình 2.5 là ...