Giáo trình hỗ trợ điện: Phần 2 thông liền với những kiến thức bù năng suất phản kháng; đo lường dòng ngắn mạch; tuyển lựa thiết bị điện; đảm bảo an toàn rơ le và tự động hóa; nối đất và kháng sét; chiếu sáng công nghiệp.
Bạn đang xem: Giáo trình cung cấp điện pdf
CHƯƠNG VII : BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 7.1. Khái niệm chung và chân thành và ý nghĩa của việc cải thiện hệ số công suất nhu cầu dùng điện ngày 1 cao cho nên vì vậy phải tận dụng không còn các kỹ năng của các nhà trang bị điện. Về mặt áp dụng phải hết sức tiết kiệm, sử dụng hợp lý thiết bị điện, sút tổn thất năng lượng điện năng đếnThể các loại Tài liệu miễn chi phí Điện - Điện tử
Số trang 96
một số loại tệp PDF
kích cỡ 0.76 M
tên tệp
CHƯƠNG VII : BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG7.1. Khái niệm bình thường và ý nghĩa của việc nâng cấp hệ số công suấtNhu cầu cần sử dụng điện ngày 1 cao vì vậy phải tận dụng hết các tài năng của cácnhà máy điện. Về mặt sử dụng phải hết sức tiết kiệm, sử dụng phù hợp thiết bịđiện, giảm tổn thất năng lượng điện năng đến mức nhỏ dại nhất, nỗ lực để 1 kWh điện năngngày càng tạo nên sự nhiều sản phẩm. Cục bộ hệ thống hỗ trợ điện có 10÷15%năng lượng điện bị tổn thất qua khâu truyền cài đặt và phân phối, trong các số ấy mạng xínghiệp chiếm khoảng tầm 60% lượng tổn thất đó.Vì vậy vấn đề sử dụng hợp lí và khai thác kết quả thiết bị điện hoàn toàn có thể đem lạinhững tiện ích to lớn.7.1.1. Thực chất của hệ số công suấtTrong mạng điện tồn tại hai loại công suất:+ Công suất tính năng P đặc thù cho sự ra đời công, liên quan đến thừa trìnhđộng lực. Tạo ra môment qua cho các động cơ. Một trong những phần nhỏ bù vào những tổnhao do phát nóng dây dẫn, lõi thép… trên nguồn phường trực tiếp liên quan đến tiêuhao tích điện đầu vào. Công suất công dụng P đặc thù cho quá trình chuyểnhoá năng lượng.+ hiệu suất phản kháng Q ngược lại không sinh ra công. Nó đặc trưng cho quátrình tích phóng năng lượng giữa nguồn và tải, Nó liên quan đến quá trình từhoá lõi thép máy vươn lên là áp, động cơ, gây chuyển đổi từ thông để tạo nên sđđ phía thứcấp. Nó đặc trưng cho khâu tổn thất từ thông tản vào mạng. Ở mối cung cấp nó liênquan đến sđđ của dòng sản phẩm phát (liên quan đến dòng kích từ đồ vật phát).Như vậy để gửi hoá được P rất cần được có hiện diện của Q. Giữa công suất tácdụng p. Và công suất phản phòng Q lại tương tác trực tiếp với nhau, mà lại đặc trưngcho mối quan hệ đó là thông số công suất.Các đại lượng P; Q; S; cosφ tương tác với nhau bằng tam giác công suất. Hình 7.1 - Tam giác hiệu suất 104Công suất toàn phần S đặc thù cho công suất thi công của thứ điện, việctăng bớt P, Q không tuỳ tiện thể được. Vậy cùng một năng suất S (cố định) nếucosφ càng béo (tức φ càng nhỏ) tức là công suất tính năng càng lớn, thời gian đó ngườita nói lắp thêm được khai thác tốt hơn. Bởi vậy với từng thứ nếu cosφ cànglớn tức thiết bị yên cầu lượng hiệu suất phản phòng Q càng ít. Đứng về phươngdiện truyền cài đặt nếu lượng Q (đòi hỏi từ nguồn) càng sút thì sẽ sút lượng tổnthất. Vày vậy thực tế của việc nâng cấp hệ số cosφ cũng đồng nghĩa tương quan với việcgiảm đòi hỏi về Q ở những hộ phụ tải.7.1.2. Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số cosϕ- giảm tổn thất hiệu suất và năng lượng điện năng trên toàn bộ các thành phần (đường dây vàmáy đổi thay áp) S2 P2 q.2 ∆P = R = R + R = ∆P(P ) + ∆P(Q ) U2 U2 U2Như vậy ví như Q bớt → ∆P(Q) sẽ sút → ∆P cũng biến thành giảm → ∆A giảm.- Làm giảm tổn thất điện áp vào các thành phần của mạng: quảng cáo + QX truyền bá QX ∆U = = + = ∆U ( phường ) + ∆U (Q ) U U U- Tăng khả năng truyền tải của những phần tử: p. 2 + q2 I= 3.UTrong lúc công suất công dụng là một đại lượng khẳng định công suất đã làm ra haynăng lượng đã truyền download đi trong 1 đơn vị chức năng thời gian, thì năng suất S và Q khôngxác định công đã có tác dụng hay tích điện đã truyền thiết lập đi trong 1 đơn vị thời gian(Quá trình trao đổi hiệu suất phản phòng giữa máy phát điện và hộ tiêu tốn làmột quy trình giao động. Mỗi chu kỳ luân hồi p(t) đổi chiều 4 lần, cực hiếm trung bìnhtrong một nửa chu kỳ là bằng không). Nhưng giống như như quan niệm của công suấttác dụng, trong kỹ thuật năng lượng điện năng ta cũng qui cầu cho năng suất phản phòng ýnghĩa tương tự như và coi nó là hiệu suất phát ra, tiêu tốn hoặc tuyền cài đặt một đạilượng qui ước điện thoại tư vấn là năng lượng phản chống Wp → Q = wp /t (VArh). Vì vậy trong mạng điện ta sẽ coi hồ hết phụ mua cảm phòng với Q>0 là mộtphụ mua tiêu thụ hiệu suất phản kháng. Còn gần như phụ download dung kháng với QNhư vậy ta thấy rằng phụ thiết lập công nghiệp đều mang ý nghĩa chất điện cảm (tức làtiêu thụ hiệu suất phản kháng). Căn nguyên từ thực chất của công suất phản khángnhư vậy ta thấy rằng hoàn toàn có thể tạo ra hiệu suất phản phòng trong mạng năng lượng điện màkhông đỏi hỏi tiêu tốn tích điện của động cơ sơ cấp, quay sản phẩm phát.Vậy để tránh đề nghị truyền tải một lượng Q khá lớn trên nhường nhịn dây fan ta đặtgần những hộ tiêu thụ rất nhiều máy sinh ra Q (tụ hoặc vật dụng bù đồng bộ). Việc làmnhư vậy call là bù năng suất phản kháng ví dụ một sơ đồ cung cấp điện có đặt thiết bịbù: Hình 7.2 - Sơ đồ cung cấp điện tất cả thiết bị bù+ các phụ download là những đại lượng biến đổi liên tục theo thời gian nên trị số củacosφ cũng biến động theo thời gian. Trong đo lường và tính toán thường dùng trị số trungbình của cosφ ∫t1 Q( t )dt t2 Q tb cos ϕ tb = cos arctg t 2 = cos arctg ∫t1 p. ( t ) dt Ptb Trong kia : Qtb ; Ptb rất có thể xác định được bằng đồng hồ thời trang đo điện năng. A AR Ptb = ; Q tb = t 2 − t1 t 2 − t1Các xí nghiệp của ta tất cả cosφtb còn tương đối thấp chỉ vào lúc 0,5 ÷ 0,6 phải phảiphấn đấu để cosφ = 0,9. Một số trong những nước tiên tiến cosφ hoàn toàn có thể đạt tới 0,92 ÷ 0,95.7.2. Những biện pháp nâng cao hệ số công suất:Thực hóa học của việc nâng cấp hệ số công suất là nhằm mục tiêu giảm lượng công suấtphản kháng phải truyền tải trê tuyến phố dây của mạng. Để làm vấn đề đó tồn trên 2phương pháp.+ nâng cấp hệ số cosφ từ bỏ nhiên: (biện pháp trường đoản cú nhiên) đấy là nhóm phươngpháp bằng phương pháp vận hành phù hợp các thiết bị dùng điện nhằm mục tiêu giảm lượng Q đỏihỏi từ bỏ nguồn.+ nâng cao hệ số công suất bằng cách đặt sản phẩm công nghệ bù: (không yêu mong giảmlượng Q yên cầu từ thiết bị dùng điện mà cung cấp công suất phản phòng Q tại 106các hộ dùng điện nhằm mục tiêu giảm lượng Q buộc phải truyền tải trên phố dây). Phươngpháp này chỉ thực hiện sau khi đã tiến hành biện pháp trước tiên mà chưa đạtđược kết quả thì mới tiến hành việc bù.7.2.1. đội các cách thức tự nhiên- gắng những động cơ không đồng điệu làm việc non tải bằng những động cơ cócông suất nhỏ dại hơn:Khi làm việc bình thường động cơ tiêu thụ một lượng công suất phản bội kháng: Q = Q kt + ∆Q đm k 2ptCông suất phản bội kháng khi không tải (chiểm xác suất 60 ÷ 70 % đối với Qđm) và cóthể xác định theo công thức: Q kt ≈ 3U đm I ktTrong đó: Ikt - chiếc điện không cài đặt của đụng cơ. Kpt - thông số mang sở hữu của cồn cơ p. K pt = . Pđm ∆Qđm - lượng ngày càng tăng công suất phản phòng khi bộ động cơ mang mua định mức so với lúc không tải. P. ∆Q đm = Q đm − Q kt ≈ đm tgϕ đm − 3U đm I kt η đmTrong đó: ηđm - hiệu suất của động cơ khi mang cài đặt định mức. Phường P 1 cosϕ = = = S phường + quận 2 2 Q kt + ∆Q đm k 2pt 1 + k p. Pt đm Do đó ta thấy rằng kpt bớt → cosφ cũng trở nên giảm.Ví dụ: Một động cơ có: cosφ = 0,8 khi kpt =1 cosφ = 0,65 lúc kpt =0,5 cosϕ = 0,51 khi kpt = 0,3Chú ý: Khi tất cả động cơ không nhất quán làm việc non download phải dựa vào mức độ tảiđể quyết định việc cố kỉnh thế. Kinh nghiệm tay nghề vận hành cho biết thêm rằng: kpt 0,7 việc thay thế sửa chữa sẽ không tồn tại lợi. 0,45 trong khi khi tiến hành thay thế các hộp động cơ còn cần phải đảm bảo an toàn các điều kiệnkỹ thuật, tức bảo đảm nhiệt độ của hễ cơ đề xuất không lớn hơn nhiệt độ chophép và những điều kiện không giống về mở trang bị và thao tác làm việc ổn định.- giảm điện áp đặt vào hộp động cơ thường xuyên làm việc non tải: phương án này tiến hành khi không có điều kiện sửa chữa động cơ công suấtnhỏ hơn. Ta biết rằng năng suất phản kháng yên cầu từ động cơ không đồng bộcó thể viết dưới biểu thức sau: U2 Q=k f .V µTrong kia : k - hằng số U - điện áp đặt vào động cơ μ - thông số dẫn trường đoản cú của mạch trường đoản cú f - tần số chiếc điện V - thể tích mạch từĐể giảm điện áp trong thực tiễn thường triển khai những cách sau:+ Đổi nối dây quấn stato trường đoản cú đấu ∆ → Y+ đổi khác cách phân đội dây cuốn stato.+ chuyển đổi đầu phân áp của dòng sản phẩm biến áp hạ áp.Chú ý: kinh nghiệm cho thấy rằng biện pháp này chỉ triển khai tốt đối với cácđộng cơ tất cả điện áp U+ Hệ số năng suất cao hơn, khi cần phải có thể thao tác làm việc ở chính sách quá kích từ nhằm trởthành sản phẩm công nghệ bù hiệu suất phản kháng, đóng góp phần sự bất biến của hệ thống.+ Mômen quay phần trăm với số 1 của năng lượng điện áp → ít ảnh hưởng đến dao độngđiện áp. Khi tần số nguồn ráng đổi, vận tốc quay không phụ thuộc vào vào phụ tảinên năng suất thao tác làm việc cao.+ Khuyết điểm: cấu tạo phức tạp, chi phí cao, con số mới chỉ chiếm khoảng 20%tổng số động cơ. Nhờ những tiến bộ mới nên có nhiều xu hướng áp dụng ngàycàng nhiều. Trong khi còn một số trong những biện pháp khác như cải thiện chất lượng sửa chữa thay thế độngcơ, sửa chữa thay thế máy đổi mới áp non tải, quản lý kinh tế trạm biến áp (đặt những máycho một trạm), áp đặt những qui trình công nghệ mới nhằm mục đích giảm giờ lắp thêm chạykhông thiết lập hoặc tiết kiệm ngân sách và chi phí điện năng.7.3. Bù năng suất phản khángCông việc này chỉ được tiến hành sau khoản thời gian tiến hành các biện pháp tự nhiên và thoải mái đểnâng cao cosφ rồi cơ mà vẫn chưa giành được yêu cầu.a) máy bùThông thường fan ta áp dụng hai loại thiết bị bù chính là tụ năng lượng điện tĩnh và máybù đồng bộ. Hai nhiều loại thiết bị này còn có những ưu nhược điểm gần như trái ngượcnhau:Máy bù đồng bộ: thực ra là một số loại động cơ đồng điệu chạy không tải bao gồm một sốđặc điểm sau:- có chức năng phát và tiêu thụ được hiệu suất phản kháng.- công suất phản kháng phát ra không dựa vào vào năng lượng điện áp đặt vào nó, màchủ yếu là phụ thuộc vào vào dòng kích từ (có thể kiểm soát và điều chỉnh được dễ dàng).- đính thêm đặt quản lý phức tạp, dễ gây sự ráng (vì có bộ phần quay).- máy bù đồng hóa tiêu thụ một lượng công suất tính năng khá lớn khoảng0,015÷0,02 kW/kVAr.- giá chỉ tiền đơn vị chức năng công suất phản kháng phát ra chuyển đổi theo dung lượng. Nếudung lượng nhỏ tuổi thì sẽ đắt. Vày vậy chỉ được tiếp tế ra với dung tích lớn 5MVAr trở lên.Tụ điện tĩnh: có ưu nhược điểm gần như trái ngược với thứ bù đồng bộ.- tầm giá cho một đơn vị chức năng công suất phản chống phát ra hầu hết không nạm đổitheo dung lượng. Điều này dễ ợt cho bài toán chia nhỏ dại ra các nhóm nhỏ đặtsâu về phía phụ tải.- Tiêu thụ vô cùng ít công suất chức năng khoảng 0,003 – 0,005 kW/kVAr.- quản lý và vận hành lắp đặt solo giản, ít gây nên sự cố. 109- năng suất phản kháng phát ra nhờ vào vào điện áp đặt vào tụ.- Chỉ phạt ra năng suất phản phòng và không có công dụng điều chỉnh.Vậy sinh sống mạng điện nhà máy chỉ nên thực hiện tụ điện tĩnh, còn thiết bị bù đồng bộchỉ được dùng ở phía hạ áp (6-10 kV) của những trạm trung gian.b. Vị trí đặt thiết bị bù trong nhà máy sản xuất Hình 7.3 - Vị trí để thiết bị bù+ Đặt tập trung: đặt tại thanh loại hạ áp trạm trở nên áp phân xưởng (0,4 kV) hoặcthanh loại trạm biến đổi áp trung tâm (6-10 kV), ưu thế dễ làm chủ vận hành, giảmvốn đầu tư.+ Đặt phân tán: vật dụng bù được phân nhỏ dại thành từng nhóm để tại các tủ độnglực trong phân xưởng. Trường hợp cồn cơ năng suất lớn, tiêu thụ nhiều Q cóthể để ngay tại các động cơ đó.Khi đặt thiết bị bù tại điểm nào đó thì sẽ bớt được lượng tổn thất ∆P và ∆A dođó phải truyền download Q. Mặc dù việc đặt thiết bị bù sinh sống phía hạ áp không phải lúcnào cũng có thể có lợi, vì chưng giá tiền 1 kVAr tụ hạ áp thường mắc gấp 2 lần 1 kVAr tụ ở6-10 kV.
Xem thêm: Kệ Để Đồ Phòng Khách - Kệ Trang Trí Phòng Giá Tốt Tháng 10, 2021
Trong cả việc phân nhỏ dại dung lượng bù để tại vị theo nhóm trơ khấc cũngkhông phải luôn luôn gồm lợi, chính vì lúc đó tất cả làm bớt thêm được ∆A nhiềuhơn, mặc dù làm tăng chi phí lắp đặt, cai quản và vận hành.7.4. Xác định dung tích bù kinh tế tại những hộ tiêu thụChúng ta hầu như biết khi để thiết bị bù sẽ bớt được tổn thất điện năng ∆A. Tuynhiên cũng tiêu tốn một lượng vốn, đồng thời những thiết bị bù cũng tạo ra mộtlượng tổn thất ∆P ngay trong làm việc thiết bị và cần ngân sách vận hành. Vậy thì đang đặtmột dung tích nào đó là hợp lý và phải chăng ? Để xử lý vấn đề này bọn họ phải thiếtlập được quan hệ nam nữ của Qbù cùng với Ztt từ đó tìm Qbù để Ztt buổi tối thiểu, ta call dung lượngđó là Qbù kinh tế tài chính hoặc tối ưu. 110 Hình 7.4Tổng chi tiêu vận hành bao gồm 3 nguyên tố cơ bản: Z = Z1 + Z 2 + Z 3Z1 - thành phần ngân sách liên quan cho vốn đầu tư chi tiêu Z1 = (a vh + a tc )k 0 Q bù trong đó: avh - hệ số vận hành (khấu hao) atc - hệ số tác dụng kinh tế của việc thu hồi vốn đầu tư k0 - giá bán tiền đơn vị công suất để thiết bị bù (đ/1kVAr) Qbù - dung tích bù (mà họ đang phải tìm) (kVAr) Z2 - thành phần liên quan đến tổn thất năng lượng điện năng bởi thiết bị bù Z2 = ∆P0Q bù T.C trong đó : ∆P0 - suất tổn hao công suất trong sản phẩm công nghệ bù (kW/1kVAr) T - thời gian thao tác của trang bị bù (thời gian đóng góp tụ vào lưới) C - mức chi phí điện năng tổn thất (đ/kWh). Z3 - nhân tố tổn thất điện năng trong hệ thống (sau bù) Z3 = (Q − Q bù ) 2 R.τ .C U2Trong đó : R - năng lượng điện trở của mạng U - năng lượng điện áp của mạng. Q - hiệu suất phản phòng yêu mong của hộ tiêu thụ. τ - thời gian tổn thất năng suất cực đại.Như vậy ta đã xuất bản được Z = f(Qbù) Z = (a vh + a tc )k 0 Q bù + ∆P0 Q bù T.C + (Q − Q bù ) 2 R.τ .C U2Tối thiểu hóa hàm chi phí ta đạt được giá trị hiệu suất phản chống Qkt ∂Z (Q − Q bù ) = (a vh + a tc )k 0 + ∆P0 T.C + 2 R.τ .C = 0 ∂Q bù U2 (a vh + a tc )k 0 + ∆P0 T.C Q bù .kt = Q + U2 2R.τ .CTương từ bỏ ta có thể lập biểu thức hàm chi tiêu tính toán với tình dung lượng bùkinh tế đến mạng mặt đường dây chính hỗ trợ cho một trong những họ phụ tải. 111 Hình 7.5 - Phân phối dung lượng bù mang đến mạng cung cấpLúc đó ta bao gồm Z = (a vh + a tc )k 0 (Q bù .1 + Q bù .2 + ...) + ∆P0 (Q bù.1 + Q bù.2 + ...)T.C + τ .C + 2 ∑ R ij (Q ij − Q bù.ij ) 2 U Z = f(Qbù1; Qbù2 ; …….).Để search được dung tích bù tài chính đặt trên từng hộ tiêu thụ ta lần lượt lấy đạohàm riêng biệt của ngân sách chi tiêu tính toán theo Qbù1 ; Qbù2 … và cho bởi không. Giải hệphương trình kia ta tìm được dung lượng bù tài chính đặt ở các điểm khác nhau.Trị số Qbù tìm kiếm được có cực hiếm âm minh chứng việc để tụ năng lượng điện bù tại hộ chính là khôngkinh tế, ta gắng Qbù =0 ở phần đa phương trình còn lại và giải hệ (n-1) phươngtrình kia một lần nữa.Ví dụ 9-2: Hai xí nghiệp sản xuất công nghiệp 1 và 2 được hỗ trợ điện trường đoản cú N theo hình7.6 giả sử đã tính được điện trở những đoạn đường dây 10 kV là 2 cùng 3 Ω. Hãyxác định dung tích bù kinh tế tài chính tại thanh mẫu 10 kV của các xí nghiệp Hình 7.6Tại mỗi nhà máy sản xuất 1; 2 ta để Qb1 ; Qb2 sau đó thành lập hàm ngân sách chi tiêu tính toántheo trở nên số đó: Z = (a vh + a tc )k 0 (Q b1 + Q b 2 ) + ∆P0 (Q b1 + Q b 2 )T.C + τ .C τ .C + R 12 (Q 2 − Q b 2 ) + 2 R N1 (Q 2 + quận 1 − Q b1 − Q b 2 ) 2 2 2 U UĐạo hàm Z theo Qb1 cùng Qb2 rồi cho bằng không. 112 ∂Z (Q + Q 2 − Q b1 − Q b 2 ) R .τ .C = 0 = (a vh + a tc )k 0 + ∆P0 T.C − 2 1 ∂Q b1 N1 U2 ∂Z (Q − Q ) = (a vh + a tc )k 0 + ∆P0 T.C − 2 2 2 b 2 R 12 .τ .C − ∂Q b 2 U −2 (Q1 + Q 2 − Q b1 − Q b 2 ) R N1 .τ .C = 0 U2Nếu rước k0 = 70 đ/kVAr ; ∆P0 = 0,005 kW/kVAr; avh = 0,1 ; atc = 0,125; C = 0,1đ/kWh ; τ = 2500 h.Gải hệ phương trình trên được: Qb1 = - 200 kVAr Qb2 = 3000 kVArVì Qb1 Vấn đề đặt ra là cần phân phối cùng đặt tổng dung lượng bù vừa tính ở đâu? vàbao nhiêu để có lợi nhất cho xí nghiệp.Về nguyên tắc chúng ta cũng có thể đặt tại một số trong những điểm thường thì nhưthanh dòng hạ áp của các trạm thay đổi áp trung tâm, thanh dòng cao áp và hạ áp củacác trạm vươn lên là áp phân xưởng hoặc ở một trong những động cơ công suất lớn rồi thiết lậpZ(Qb1; Qb2 ; …Qbn). Tìm rất trị của hàm Z với ràng buộc: n ∑ Q b.i = Q bù i =1Trong đó: Qbù - tổng dung tích bù khẳng định theo công thức trên.Trên thực tế kích thước của câu hỏi này sẽ có kích thước khá lớn, đặc biệt là cácxí nghiệp cỡ trung và lớn, vì trong các xí nghiệp này sẽ cùng một lúc tồn tạinhiều cấp điện áp khác nhau, mà lại giá mức độ vừa phải 1 kVAr tụ bù ở những cấp điện ápkhác nhau lại khác nhau khá nhiều. Vì chưng vậy người ta hay chia nhỏ tuổi ra làm cho 2bước: trước nhất tìm dung lượng bù đặt ở phía cao cùng hạ áp, tiếp nối đem phânphối dung tích bù tìm được cho mạng cao cùng hạ áp.7.5.1. Xác định dung tích bù phải chăng ở phía cao hạ áp của trạm biến ápXét mạng điện như hình 7.8 Hình 7.8Trong đó: Qbc ; Qbh - dung tích bù đặt tại thanh cái cao áp cùng hạ áp. Rd ; RBA - năng lượng điện trở mặt đường dây và biến chuyển áp qui về cùng cung cấp điện áp.Thực tế giá 1 kVAr tụ bù sinh hoạt phía hạ áp (0,4 kV) thường đắt hơn 1 kVAr tụ ởphía 6-10 kV tự 2 mang lại 2,5 lần, bài xích toán đề ra là với lượng Qbù biết trước chúngta đề nghị phân bổ phù hợp về phía cao, hạ áp (tức xác minh được dung tích bùkinh tế). Bởi vậy ràng buộc của vấn đề này đã là: Qbc + Qbh = QbùĐể làm cho được vấn đề này ta tiến hành thiết lập cấu hình hàm Z = Z1 + Z2 + Z3 với các biến làQbcvà Qbh với ràng buộc như trên, đồng thời với đặc điểm của vấn đề này (chỉphân phối một lạng Qbù cầm định), nên hoàn toàn có thể bỏ qua không xét mang lại thành phần Z2(thành phần tương quan đến tổn thất bên trong của tụ). 114Nếu call kc cùng kh - mức giá 1 kVAr tụ bù sống phía cao với hạ của trạm.Lúc đó ta có: R tía .T.C Z = (a vh + a tc )k 0 (Q bc k c + Q bảo hành k h ) + 2 (Q − Q bh )2 U R .T.C Z = (a vh + a tc )k 0 ((Q bù − Q bảo hành )k c + Q bảo hành k h ) + bố 2 (Q − Q bh ) 2 UTrong đó: T - thời gian đóng điện mang lại tụLấy đạo hàm Z theo Qbh rồi cho bởi không ta có: ∂Z R .T.C = (a vh + a tc )(k h − k c ) − 2 tía 2 (Q − Q bảo hành ) = 0 ∂Q bảo hành UTừ đó ta search được: (a vh + a tc )(k h − k c ) Q bảo hành .tu = Q − U2 2R ba TCTrong đó: k = kh – kc (mức chênh giá 1 kVAr tụ) (đ/kVAr). Q, Qbh (kVAr) U (kV)Thì ta có: (a vh + a tc )k Q bh. Tu = Q − U 2 10 3 2R cha TC Q bc. Tu = Q bù − Q bh. TuKhi đề nghị xét đến điều kiện đặt thiết bụ bù sâu hơn về phía hạ áp nhưng mà không phảichỉ đặt ở thanh dòng tổng hạ áp của trạm ta rất có thể tham khảo phương pháp theo tácgiả Lipkin như sau:Trong đó: λ - hệ số phụ thuộc vào vào dạng trạm với mạng (λ = 0,8 trạm mặt trongphân xưởng, λ = 0,6 mạng là thanh dẫn).7.5.2. Phân phối dung tích bù vào mạch cùng cấp cho điện ápSau lúc tìm được dung lượng bù phù hợp phía cao, hạ áp buộc phải phân phối dunglượng đó cho những địa điểm cần thiết trong mạng (cùng cấp cho điện áp). Thời gian đó tachỉ quan trọng lập Z(Qb1 ; Qb2 ….) với ràng buộc Qbù = Σ QbiBài toán phân phối này có điểm lưu ý là nhân tố Z1 và Z2 (chi giá tiền liên quanđến vốn đầu tư chi tiêu và tổn thất phía bên trong các cỗ tụ) có thể được làm lơ vì chỉ phânphối cùng với lượng Q tổng cố gắng định, cùng lại trong thuộc một cung cấp điện áp nêu Z2 cũngsẽ không thay đổi trong đầy đủ trường hợp. Tuy nhiên trong một số trong những trường hợp quánh biệthay chạm mặt như mạng hình tia cùng mạng nối liên thông bạn cũng có thể áp dụngnhững bí quyết chung. 115a) Mạng hình tia Hình 7.9 - Phân phối dung tích bù ở mạng hình tiaXét mạng điện như hình 7.9. Mang thiết ta bắt buộc phân phối một lượng Qbù về cáchộ 1; 2 và 3 biết trước kết cấu lưới (hình tia) cùng các phụ tải q1 ;Q2 cùng Q3.Hàm ngân sách tính toán viết vào trường thích hợp này như sau: Z= CT U 2 ( (Q1 − Q b1 )2 R 1 + (Q 2 − Q b 2 )2 R 2 + (Q 3 − Q bΣ + Q b1 + Q b 2 )2 R 3 )Ta rước đạo hàm theo Qb1 với Qb2 rồi cho bằng không ∂Z CT = 2 (2(Q1 − Q b1 )R 1 + 2(Q 3 − Q bΣ + Q b1 + Q b 2 )R 3 ) = 0 ∂Q b1 U ∂Z = 2 (2(Q 2 − Q b 2 )R 2 + 2(Q 3 − Q bΣ + Q b1 + Q b 2 )R 3 ) = 0 CT ∂Q b 2 UTa dìm thấy: (Q1 − Q b1 )R 1 = (Q 2 − Q b 2 )R 2 = (Q 3 − Q b3 )R 3 = H = const H quận 1 − Q b1 = R1 H q.2 − Qb2 = R2 H q.3 − Q b3 = R3Cộng đẳng thức ta có: 1 1 (Q1 + Q 2 + Q 3 ) − (Q b 3 + Q b 2 + Q b1 ) = H + 1 + R 1 R 2 R 3 (Q Σ − Q bΣ )R tđ = HTrong đó: Rtđ - điện trở tương tự của R1 ; R2 với R3 mắc tuy nhiên song.Rút ra dạng tổng quát: (Q i − Q b.i )R i = (Q Σ − Q bΣ )R tđVậy dung tích bù tại nhánh máy i bất kỳ của lưới hình tia là: 116 R tđ Q b.i = Q i − (Q Σ − Q bΣ ) RiMạng liên thôngXét mạng liên thông như hình 7.10 Hình 7.10Từ hình vẽ ta có:Z= CT U 2 ( ) (Q 3 − Q b 3 )2 (R 3 + R 23 ) + (Q 2 − Q b 2 )2 R 2 + (Q 2 + Q 3 − Q b 2 − Q b3 )2 R 12 + CT (+ 2 (Q 3 − Q bΣ + Q b1 + Q b 2 ) R 1 + (Q Σ − Q bΣ ) R N1 U 2 2 )Lần lượt đem đạo hàm của Z theo Qbi với cho bằng không, ta cảm nhận côngthức bao quát như sau: n n R Q b.m = Q m − ∑ Q i − ∑ Q b.i tđ .m i=m i =m RmTrong đó: Qbm - dung lượng bù đặt tại vị trí Qm. N ∑ Qi - tổng hiệu suất phản kháng kể từ phụ thiết lập Qm → Qn i=m n ∑ Qb.i - tổng dung lượng cần bù trường đoản cú phụ tải Qm → Qn i= m Rm - năng lượng điện trở nhánh m. Rtđm - điện trở tương đương giữa nhánh m và phần mạng còn sót lại từ nút m cho n.Ví dụ 7-4:Hãy phân phối dung tích bù QbΣ = 300 kVAr cho mạng điện hạ áp (HV.)với R1 = R2 = 0,04 Ω; R12 = 0,02 Ω; q.1 = 200 kVAr; quận 2 = 100 kVAr; quận 3 =200 kVAr. 117 Hình 7.11Bài giải:Trước tiên tính những điện trở tương đương: 0,04.0,04Rtđ2 = R2 song song R3 → R tđ 2 = = 0,02 Ω. 0,04 + 0,04Rtđ1 mạch giữa R1 với R12+Rtđ2 R 1 (R 12 + R tđ 2 ) 0,04(0,02 + 0,02) → R tđ1 = = = 0,02 Ω R 1 + R 12 + R tđ 2 0,04 + 0,02 + 0,02Áp dụng công thức: R tđ1 Q b1 = quận 1 − ((Q1 + Q 2 + Q 3 ) − Q bΣ ) R1 0,02 = 200 − (500 − 300) = 100 (kVAr) 0,04 Q b 2 = Q 2 − ((Q 2 + Q 3 ) − (Q bΣ − Q b1 )) R tđ 2 R2 0,02 = 100 − (300 − (300 − 100)) = 50 (kVAr) 0,04 R tđ 2 Q b 3 = Q 3 − ((Q 2 + Q 3 ) − (Q bΣ − Q b1 )) R3 0,02 = 200 − (300 − (300 − 100)) = 150 (kVAr) 0,04hoặc ta cũng có thể suy ra ngay: Qb3 = QbΣ - (Qb1 + Qb2) Qb3 = 300 – (100 + 50) = 150 kVArVí dụ: 7-5:Hãy phân phối dung lượng bù QbΣ = 300 kVAr mang đến mạng điện hạ áp U = 380Vnhư hình 7.12. Điện trở các nhánh mang lại như hình vẽ. Phụ tải các hộ mang đến bằngkVAr. 118 Hình 7.12Giải:Điện trở tương đương của 4 nhánh 1 1 1 R tđ = = = 1 1 1 1 1 1 1 1 30 + + + + + + R1 R 2 R 3 R 4 0,2 0,1 0,2 0,1 QΣ = 200 + 150 + 150 + 100 = 600 kVArÁp dụng công thức: R tđ Q b1 = q1 − (Q Σ − Q bΣ ) 1 = 200 − (600 − 300) = 100kVAr R1 30.0,1 R tđ Q b 2 = Q 2 − (Q Σ − Q bΣ ) 1 = 150 − (600 − 300) = 100kVAr R2 30.0,2 R tđ Q b 3 = Q 3 − (Q Σ − Q bΣ ) 1 = 150 − (600 − 300) = 50kVAr R3 30.0,1 R tđ Q b 4 = Q 4 − (Q Σ − Q bΣ ) 1 = 100 − (600 − 300) = 50kVAr R1 30.0,2 119 CHƯƠNG VIII: TÍNH TOÁN DÒNG NGẮN MẠCH8.1. Tư tưởng chungNgắn mạch là việc chạm chập giữa các pha cùng nhau hoặc giữa những pha với đấthay dây trung tính. Mạng tất cả trung tính không trực tiếp tục đất (hoặc nối đấtqua lắp thêm bù) khi gồm trạm khu đất một pha thì dòng điện ngắn mạch được coi là dòng điệnđiện dung của các pha đối với đất tạo ra nên.Khi lộ diện ngắn mạch tổng trở của mạch trong hệ thống giảm xuống cực kỳ thấp(mức độ giảm dựa vào vào địa chỉ của điểm ngắn mạch trong hệ thống). Bởi vì đódòng ngắn mạch trong các nhánh cô đơn của khối hệ thống tăng lên so với những dòngđiện ở chính sách làm việc bình thường, tạo ra giảm áp trong hệ thống (sự giảmnày càng đôi khi càng gần địa điểm ngắn mạch).Thông thường tại vị trí ngắn mạch có một điện trở quá độ nào kia (điện trở hồquang, điện trở của các bộ phận ngang theo lối đi của loại điện từ pha nàytới pha không giống hoặc từ pha tới đất), trong nhiều trường hợp năng lượng điện trở này có trị sốrất bé dại mà thực tế có thể bỏ qua được. Những loại ngắn mạch vậy nên gọi làngắn mạch có đặc thù kim một số loại (ngắn mạch trực tiếp). Cái ngắn mạch cótính chất kim loại to hơn khi có điện trở quá độ. Bởi vậy khi cần tìm giá trị lớnnhất hoàn toàn có thể của chiếc ngắn mạch ta coi rằng điểm ngắn mạch không có điện trởquá độ.8.1.1. Nguyên nhân và kết quả của ngắn mạchNguyên nhân: công ty yếu là vì cách điện bị hư hỏng, dường như còn một trong những nguyênnhân không giống như:+ Sét đánh trực tiếp+ Quá điện áp nội bộ+ cách điện bị già cối (do thời hạn sử dụng vượt lớn)+ Trông mon, bảo dưỡng thiết bị không chu đáo+ Các nguyên nhân cơ học tập trực tiếp như đào đất chạm đề nghị dây cáp, thả diều,chim đậu, cây đổ ... Hoặc do thao tác sai của nhân viên vận hànhHậu quả:+ Làm loại điện tăng dẫn cho phát nóng toàn bộ tại nơi gồm dòng ngắn mạch điqua+ tạo hiêu ứng cơ giữa các dây dẫn, mẫu xung kích ixk lớn rất có thể làm hỏngcác phép tắc điện, vỡ sứ+ Khi gồm ngắn mạch năng lượng điện áp U giảm đi thấp, rượu cồn cơ ngừng quay dẫn đếnngừng trệ hoặc lỗi sản phẩm, cháy đụng cơ, không khởi hễ được 120+ hoàn toàn có thể phá hoại sự bất biến của hệ thống điện.+ Ngắn mạch hai pha hoặc một pha va đất còn gây nên dòng máy tự ko làmnhiễu loạn mặt đường dây tin tức và tín hiệu đường tàu ở gần.+ hỗ trợ điện bị gián đoạnBiện pháp hạn chế:+ sử dụng sơ thiết bị nối dây hòa hợp lý, đối kháng giản, rõ dàng ít gây nhầm lẫn.+ Khi gồm sự cố kỉnh chỉ có thành phần sự gắng bị cắt, các bộ phận khác vẫn yêu cầu được làmviệc bình thường.+ những thiết bị và bộ phận có loại ngắn mạch trải qua phải được chọn để sở hữu khảnăng chịu được tính năng nhiệt với cơ của loại ngắn mạch+ Dùng những biện pháp hạn chế dòng ngắn mạch (dùng kháng điện).+ Dùng những thiết bị tự động hóa và biện pháp đảm bảo ngắn mạch và quá điện áp.8.1.2. Phân loại các dạng ngắn mach- Ngắn mạch tía pha: kí hiệu N(3) , phần trăm chỉ chiếm phần 5%- Ngắn mạch nhị pha: kí hiệu N(2) , tỷ lệ chỉ chỉ chiếm 10%- Ngắn mạch một pha: kí hiệu N(1) , tỷ lệ chiếm tới 65%- Ngắn mach nhì pha đụng đất: kí hiệu N(1,1) , xác suất chiếm 20% a) b) c) d) Hình 8.1 - Ngắn mạch trong hệ thống cung cấp điện a) Ngắn mạch tía pha b) Ngắn mạch nhị pha c) phòng mạch một pha d) Ngắn mạch hai pha đụng đấtNhận xét:+ Ngắn mạch cha pha là ngắn mạch đối xứng.+ những dạng ngắn mạch khác là không đối xứng.+ Ngắn mạch ba pha chỉ xảy ra với xác suất nhỏ dại (5%). Tuy nhiên việc nghiêncứu nó lại vẫn rất đề nghị thiết, vì đó là dạng ngắn mạch đối xứng. Những dạng ngắn 121mạch khác đều rất có thể dùng phương thức thành phần ko đối xứng để lấy vềdạng ngắn mạch tía pha.Trong thời hạn ngắn mạch kể từ lúc xảy ra cho tới khi cắt được phần tử bịhỏng. Trong mạch điện xảy ra một quá trình quá độ phức tạp, mang ý nghĩa chấtcủa các dao cồn điện từ, tương quan đến sự phát triển thành thiên của điện áp, mẫu điện, từthông cùng những xê dịch cơ-điện, liên qua đến vươn lên là thiên công suất, mômenquay, mômem cản… Khi phân tích ngắn mạch ví như đứng trên ý kiến điện tự của quy trình quáđộ để khảo sát điều tra hiện tượng. Ngược lại khi nghiên cứu ổn định bạn ta lại đứngtrên quan điểm điện cơ. Việc tách thành 2 quá trình như bên trên là để bài toán nghiêncứu và đo lường thực hiện tại được 1-1 giản. Để có giải thuật chính xác, sau khinghiên cứu riêng rẽ rất cần được tổng thích hợp lại và đôi khi theo ý kiến nghiêncứu riêng rẽ rẽ mà lại yêu cầu của những vấn đề lại mâu thẫn nhau.Ví dụ ao ước giảm dòng ngắn mạch thì tóm lại rằng cần được giảm cái kích từcủa sản phẩm phát. Tuy nhiên yêu mong về bình ổn của hệ thống điện lại cấm đoán phéplàm vậy nên mà trái lại nên làm tăng chiếc điện kích từ. Bên trên hình 8.2 biểudiễn quánh tính phát triển thành thiên của cái ngắn mạch lúc không có và bao gồm bộ trường đoản cú độngđiều chỉnh kích từ. A) b) Hình 8.2 - Dạng chiếc điện ngắn mạch a) tất cả bộ tự động điều chỉnh kích từ bỏ b) không có bộ tự động điều chỉnh kích từTừ hình 8.2 ta thấy rằng xuất phát từ một trị số như thế nào đó thuở đầu ngắn mạch i0 tăng rấtnhanh, khoảng chừng 0,01 giây (sau một nửa chu kỳ) sẽ đạt mức giá trị ixk .Tiếp kia quá trìnhquá độ đưa dần lịch sự trạng thái xác lập I∞. Lúc có TĐK thì I∞ là bé nhất sovới trị số chiếc điện ban đầu đó, còn khi bao gồm bộ TĐK thì mẫu xác lập gồm trị sốlớn hơn và thậm trí gồm trị số lớn hơn cả trị số làm việc những thời gian trước đó.Dòng ngắn mạch gồm thể tạo thành hai thành phần. Thành phần chu kỳ vàthành phần không chu kỳ luân hồi (tắt dần). Yếu tắc ick là như thể nhau vào cả bapha, còn nguyên tố tắt dần itd lại khác biệt trên mỗi pha và biến hóa theo thờiđiểm bước đầu ngắn mạch. Thông thường thành phần chu kỳ luân hồi được xác minh theotrị số lớn nhất có thể.Khi giám sát và đo lường ngắn mạch bạn ta thường coi nguồn cung ứng cho điểm ngắnmạch là: 122+ các máy phạt thuỷ điện với nhiệt điện.+ các động cơ cùng máy bù đồng bộ.+ các động cơ không đồng nhất chỉ được xét tới nghỉ ngơi thời điểm lúc đầu và chỉ tínhđến trong số trường hòa hợp khi chúng ở ngay sát hoặc được mắc trực tiếp tại điểmngắn mạch Hình 8.3 - Dạng sóng của mẫu điện ngắn mạchTại thời gian t = 0 i0 = ick0 + ikck0Trường hợp quan trọng i0 = 0 tức ick0 = ikck0 (thời điểm xẩy ra ngắn mạch đúng vàolúc mẫu điện trải qua điểm 0).Nội dung giám sát ngắn mạch:Tính toán ngắn mạch nhằm khẳng định các đại lượng sau:I” - giá chỉ trị thuở đầu của thành phần chu kỳ, gọi được coi là dòng ngắn mạch khôn cùng quá độ.ixk - chiếc điện xung kích (trị số cực to của mẫu ngắn mạch toàn phần).Giá trị này quan trọng cho việc chọn thiết bị, thanh góp, sứ.. (kiểm tra ổn định địnhđộng của thiết bị).Ixk - quý giá hiệu dụng của loại xung kích (tức giá trị hiệu dụng của loại ngắnmạch toàn phần trong chu kỳ đầu). Cần sử dụng vào việc kiểm tra thiết bị điện về ổnđịnh lực điện đụng ở chu kỳ đầu.I0,2 - trị số hiệu dụng của thành phần chu kỳ sau 0,2 giây → chất vấn khả năngcắt của dòng sản phẩm cắt.I∞ - trị số hiệu dụng của thành phần chu kỳ lúc định hình (lúc t = ∞) sử dụng đểkiểm tra định hình nhiệt của các thiết bị, thanh cái, sứ xuyên …S0,2 - năng suất ngan mạch ở thời điểm t = 0,2 giây, dùng để làm kiểm tra khả năngcắt của sản phẩm cắt.tN - thời gian xảy ra ngắn mạch: tN = tbv + tMCTrong đó: tbv - thời hạn tác cồn của trang bị bảo vệ. TMC - thời hạn làm việc của dòng sản phẩm cắt. 123