Mạng điện nông nghiệp - Chương 3

Tổn thất công suất và điện năng trong mạng điệnTổn thất công suất trên đường dây 1. ý nghĩa của việc xác định tổn thất công suất Để Truyền tải điện năng đến các hộ tiêu thụ người ta dùng dây dẫn và các máy biến áp. Khi có dòng điện chạy qua, do chúng có điện trở và điện kháng nên gây ra tổn thất công suất tác dụng ?P và công suất phản kháng ?Q. ở đây ta tiến hành xét mạng điện ở chế độ xác lập là chế độ các thông số không thay đổi hoặc...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mạng điện nông nghiệp - Chương 3 Ch−¬ng 3 Tæn thÊt c«ng suÊt vμ ®iÖn n¨ng trong m¹ng ®iÖn § 3-1. Tæn thÊt c«ng suÊt trªn ®−êng d©y 1. ý nghÜa cña viÖc x¸c ®Þnh tæn thÊt c«ng suÊt §Ó TruyÒn t¶i ®iÖn n¨ng ®Õn c¸c hé tiªu thô ng−êi ta dïng d©y dÉn vµ c¸c m¸y biÕn¸p. Khi cã dßng ®iÖn ch¹y qua, do chóng cã ®iÖn trë vµ ®iÖn kh¸ng nªn g©y ra tæn thÊt c«ngsuÊt t¸c dông ΔP vµ c«ng suÊt ph¶n kh¸ng ΔQ. ë ®©y ta tiÕn hµnh xÐt m¹ng ®iÖn ë chÕ ®éx¸c lËp lµ chÕ ®é c¸c th«ng sè kh«ng thay ®æi hoÆc thay ®æi kh«ng ®¸ng kÓ. Tõ ®ã lµm c¬së cho viÖc thiÕt kÕ, qu¶n lý vµ vËn hµnh l−íi ®iÖn mét c¸ch hîp lý nhÊt. N¨ng l−îng tæn thÊt do dßng ®iÖn truyÒn t¶ (ΔA) biÕn thµnh nhiÖt n¨ng lµm nãng d©ydÉn vµ m¸y biÕn ¸p, cuèi cïng to¶ ra m«i tr−êng xung quanh. Trong m¹ng ®iÖn cã chiÒu dµing¾n, c«ng suÊt bÐ th× tæn thÊt c«ng suÊt vµ n¨ng l−îng kh«ng nhiÒu; nh−ng trong nh÷ngm¹ng ®iÖn truyÒn t¶i c«ng suÊt lín vµ ®i xa th× tæn thÊt c«ng suÊt rÊt lín ( chiÕm tõ 10 -15% c«ng suÊt truyÒn t¶i ). L−îng ®iÖn bÞ tæn thÊt trong qu¸ tr×nh truyÒn t¶i do nhµ m¸y ®iÖn cung cÊp. Nh− vËyc«ng suÊt nguån ph¸t ph¶i t¨ng lªn ®Ó bï v¸o phÇn c«ng suÊt bÞ tæn thÊt, l−îng nhiªn liÖucòng t¨ng lµm cho gi¸ thµnh ®iÖn t¨ng cao. MÆt kh¸c tæn thÊt c«ng suÊt ph¶n kh¸ng tuykh«ng ¶nh h−ëng ®Õn chi phÝ nhiªn liÖu nh−ng ph¶i dïng thªm c¸c thiÕt bÞ nh− tô ®iÖn, m¸ybï ®ång bé còng lµm vèn ®Çu t− cña m¹ng t¨ng lªn. Nh− vËy viÖc nghiªn cøu tæn thÊt c«ngsuÊt vµ n¨ng l−îng cã ý nghÜa rÊt quan träng. Trªn c¬ së ®ã ®Ò ra c¸c biÖn ph¸p lµm gi¶mtæn thÊt vµ h¹ gi¸ thµnh ®iÖn n¨ng. 2. Tæn thÊt c«ng suÊt trªn ®−êng d©y cã mét phô t¶i Trong m¹ng ®iÖn ®Þa ph−¬ng, khi tÝnh hao tæn c«ng suÊt, trong møc ®é chÝnh x¸c chophÐp, tæn thÊt c«ng suÊt ®−îc tÝnh theo ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña m¹ng. Tæn thÊt c«ng suÊt t¸cdông trªn ®−êng d©y dßng ®iÖn xoay chiÒu 3 pha ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: ΔP = 3I2R = 3(Ia2 + Ip2 ) R ( 3-1 ) trong ®ã: I - lµ dßng ®iÖn toµn phÇn truyÒn t¶i trªn ®−êng d©y; Ia - lµ thµnh phÇn dßng ®iÖn t¸c dông; Ia = Icosϕ (3-2 ) Ip - lµ thµnh phÇn dßng ®iÖn ph¶n kh¸ng; Ip = Isinϕ ( 3-3 ) R - lµ ®iÖn trë cña d©y dÉn. Thay dßng ®iÖn b»ng c«ng suÊt 3 pha ( S = 3U .I ) ta cã: http://www.ebook.edu.vn S2 P 2 + Q2 S ΔP = 3 ( R= )2 R = ( 3-4 ) R U2 U2 3U Tæn thÊt c«ng suÊt ph¶n kh¸ng cã gi¸ trÞ lµ: ΔQ = 3I2X =3(Ia2 + Ip2 ) X ( 3-5 ) P2 + Q2 S2 ΔQ = 2 X = hay (3-6 ) X U2 U U - lµ ®iÖn ¸p ®iÓm nót, m¹ng ®iÖn ®Þa ph−¬ng lÊy b»ng ®iÖn ¸p ®Þnh møc Udm. NÕu P lµ kW; Q lµ kVAr; U lµ V; R, X lµ Ω th× ΔP lµ W vµ ΔQ lµ VAr. Khi yªu cÇu tÝnh to¸n chi tiÕt h¬n th× c¸c ®¹i l−îng c«ng suÊt , ®iÖn ¸p ph¶i lÊy cïngmét ®iÓm trªn ®−êng d©y. 3. Tæn thÊt c«ng suÊt trªn ®−êng d©y cã nhiÒu phô t¶i NÕu ®−êng d©y cã nhiÒu phô t¶i th× tæn thÊt c«ng suÊt cña c¶ ®−êng d©y b»ng tæn thÊtc«ng suÊt cña c¸c ®o¹n céng l¹i. Gi¶ sö ®−êng d©y cã n phô t¶i ( h×nh 3-1 ) A S1 = P1 + jQ1 1 S2 = P2 + jQ2 2 S3 = P3 + jQ3 3 Sn = Pn + jQn n R1, X1 R2, X2 R3, X3 Rn, Xn s1 = p1 + jq1 s2 = p2 + jq2 s3 = p3 + jq3 sn = pn + jqn H×nh 3-1. §−êng d©y cã nhiÒu phô t¶i Ký hiÖu trªn s¬ ®å: s1, s2, .... sn - lµ c«ng suÊt phô t¶i t¹i c¸c ®iÓm 1, 2, ... n; S1, S2, ... Sn - lµ c«ng suÊt truyÒn t¶i trªn c¸c ®o¹n 1,2 ... n; R1, R2, .. Rn ; X1, X2, .. Xn - lµ ®iÖn trë t¸c dông vµ ph¶n kh¸ng trªn c¸c ®o¹n 1, 2,.. n. C«ng suÊt truyÒn t¶i trªn ®−êng d©y khi kh«ng kÓ ®Õn hao tæn c«ng suÊt lµ: S1 = P1 + jQ1 = s1 +s2 + ... + sn. S2 = P2 +jQ2 = s2 + s3 + ... + sn. . . . . Sn = Pn + jQn ...