Tìm Hiểu Phần Mềm Mô Phỏng Tính Toán Lưới điện Phân Phối (pssadap)

tìm hiểu phần mềm mô phỏng tính toán lưới điện phân phối (pssadap)

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI CẢM ƠN 4

LỜI MỞ ĐẦU 6

TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐIỆN LỰC VÀ GIỚI THIỆU PSS/ADEPT 7

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐIỆN LỰC 7

Hình 1.1 Biểu diễn mối liên hệ các thành phần trong hệ thống thông tin 7

1.1.1 Cấu trúc và cơ sở hạ tầng hệ thống thông tin điện lực 8

GIỚI THIỆU PSS/ADEPT VÀ YÊU CẦU CÀI ĐẶT 9

1.1.2 Giới thiệu PSS/ADEPT 9

1.1.3 Yêu cầu máy tính 10

1.1.4 Cài đặt 10

Chuẩn bị 10

Hình 1.2 Màn hình tự chạy của phần mềm PSS/ADEPT 11

Chọn kiểu cài đặt 11

Hình 1.3 Hộp thoại chọn kiểu cài đặt 11

Màn hình Welcome 11

Hình 1.4 Hộp thoại Welcome 12

Về bản quyền 12

Hình 1.5 Hộp thoại chứa các thông tin về bản quyền 12

Mã nhận diện khách hàng 12

Hình 1.6 Hộp thọai nhập thông tin nhận diện khách hàng 13

Hình 1.7 Thông báo không đúng CD key 13

Chọn thư mục cài đặt 13

Hình 1.8 Hộp thoại chọn thư mục cài đặt 14

Cơ sở dữ liệu bảo vệ và phối hợp 14

Hình 1.9 Thông báo chấp nhận cơ sở dữ liệu Access 14

Thư mục đặt chương trình 14

Hình 1.10 Hộp thoại chọn thư mục chương trình 15

Tình trạng cài đặt 15

Hình 1.11 Hộp thọai tình trạng cài đặt 15

Khóa cứng 15

Hình 1.12 Hộp thoại chọn loại khóa cứng 16

Hình 1.13 Khuyến cáo các khóa cứng cắm vào cổng USB 16

Hình 1.14 Cài đặt thành phần Crystal Reports 16

Kết thúc quá trình cài đặt 16

Hình 1.15 Hộp thoại hoàn thành cài đặt 17

Hình 1.16 Thư mục tập tin nguồn 17

TÍNH THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY 18

SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN 18

Hình 2.1 Sơ đồ tính toán 18

Hình 2.2 Sơ đồ lưới điện một pha 19

Hình 2.3 Sơ đồ một sợi 19

CÁC QUÁ TRÌNH VẬT LÝ XẢY RA TRONG DÂY DẪN 19

TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA DÂY DẪN 20

1.1.5 Tính toán điện trở của dây dẫn 20

1.1.6 Tính toán điện kháng của dây dẫn 20

1.1.7 Tính toán điện dung – Điện dẫn 21

Hình 2.4 Đường dây ba pha bố trí không đối xứng 21

TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO LƯỚI ĐIỆN 22 kV 22

MỤC ĐÍCH CỦA PHÂN BỐ CÔNG SUẤT 22

PHÂN BIỆT CÁC LOẠI ĐIỂM NÚT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 22

Hình 3.1 Sơ đồ 4 nút 23

PHÂN BỐ CÔNG SUẤT DÙNG MA TRẬN YTC BẰNG PHÉP LẶP GAUSS – SEIDEL 25

PHÂN BỐ CÔNG SUẤT DÙNG MA TRẬN Zbus BẰNG PHÉP LẶP Gauss - Zeidel 26

PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP NEWTON – RAPHSON 27

Hình 3.2 Sơ đồ 3 nút 28

1.1.8 Tính toán theo số phức dạng vuông góc 28

1.1.9 Tính toán theo số phức dạng cực 30

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO LƯỚI ĐIỆN 22kV 32

NGẮN MẠCH ĐỐI XỨNG 32

NGẮN MẠCH KHÔNG ĐỐI XỨNG 33

Hình 4.1 Các thành phần đối xứng 34

Hình 4.2 Tổng hợp các thành phần không đối xứng theo các thành phần đối 35

xứng của chúng 35

1.1.10 sNgắn mạch một pha chạm đất (N(1)) 37

Hình 4.3 Hình IV.3: Sự cố pha a chạm đất qua tổng trở chạm ZN 37

1.1.11 Ngắn mạch hai pha không chạm đất (N(2)) 40

Hình 4.4 Hình IV.5: Sự cố 2 pha không chạm đất qua tổng trở chạm ZN 40

Hình 4.5 Hình IV.6: Kết nối hai mạch tương đương Thevenin của hai mạng thứ tự thuận và nghịch để biểu diễn sư cố hai pha không chạm đất 41

1.1.12 Ngắn mạch hai pha chạm đất (N(1,1)) 42

Hình 4.6 Hình IV.7: Sự cố hai pha chạm đất 42

Hình 4.7 Kết nối các mạch tương đương Thevenin của các mạng thứ tự để biểu diễn sự cố hai pha chạm đất (pha b và pha c) 43

TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ BÙ TỐI ƯU 45

KHÁI QUÁT 45

CÁC LỢI ÍCH CỦA VIỆC LẮP ĐẶT TỤ BÙ 45

CÁCH TÍNH TOÁN DUNG LƯỢNG BÙ LƯỚI PHÂN PHỐI CHO TỪNG PHÁT TUYẾN 46

TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH ĐIỂM DỪNG TỐI ƯU –TOPO 49

TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 49

1.1.13 Tái cấu trúc lưới điện phân phối 50

1.1.14 Các lý do vận hành hở lưới điện phân phối 51

1.1.15 Thuật toán tổng quát 52

1.1.16 VI.2.1 Giới thiệu 53

Hình 6.2 Hình VI.1: Thuật toán xác định điểm mở tối ưu TOPO 54

1.1.17 VI.2.2 Thiết đặt thông số kinh tế cho bài toán TOPO 54

CHƯƠNG VII 55

KẾT LUẬN 55

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1.Biểu diễn mối liên hệ các thành phần trong hệ thống thông tin 7

Hình 1.2.Màn hình tự chạy của phần mềm PSS/ADEPT 11

Hình 1.3.Hộp thoại chọn kiểu cài đặt 11

Hình 1.4.Hộp thoại Welcome 12

Hình 1.5.Hộp thoại chứa các thông tin về bản quyền 12

Hình 1.6.Hộp thọai nhập thông tin nhận diện khách hàng 13

Hình 1.7.Thông báo không đúng CD key 13

Hình 1.8.Hộp thoại chọn thư mục cài đặt 14

Hình 1.9.Thông báo chấp nhận cơ sở dữ liệu Access 14

Hình 1.10.Hộp thoại chọn thư mục chương trình 15

Hình 1.11.Hộp thọai tình trạng cài đặt 15

Hình 1.12.Hộp thoại chọn loại khóa cứng 16

Hình 1.13.Khuyến cáo các khóa cứng cắm vào cổng USB 16

Hình 1.14.Cài đặt thành phần Crystal Reports 16

Hình 1.15.Hộp thoại hoàn thành cài đặt 17

Hình 1.16.Thư mục tập tin nguồn 17

Hình 2.1.Sơ đồ tính toán 18

Hình 2.2.Sơ đồ lưới điện một pha 19

Hình 2.3.Sơ đồ một sợi 19

Hình 2.4.Đường dây ba pha bố trí không đối xứng 21

Hình 3.1.Sơ đồ 4 nút 23

Hình 3.2.Sơ đồ 3 nút 28

Hình 4.1.Các thành phần đối xứng 34

Hình 4.2.Tổng hợp các thành phần không đối xứng theo các thành phần đối 35

xứng của chúng 35

Hình 4.3.Hình IV.3: Sự cố pha a chạm đất qua tổng trở chạm ZN 37

Hình 4.4.Hình IV.5: Sự cố 2 pha không chạm đất qua tổng trở chạm ZN 40

Hình 4.5.Hình IV.6: Kết nối hai mạch tương đương Thevenin của hai mạng thứ tự thuận và nghịch để biểu diễn sư cố hai pha không chạm đất 41

Hình 4.6.Hình IV.7: Sự cố hai pha chạm đất 42

Hình 4.7.Kết nối các mạch tương đương Thevenin của các mạng thứ tự để biểu diễn sự cố hai pha chạm đất (pha b và pha c) 43

Hình 6.1.Xác định lại cấu trúc mạng điện 52

Hình 6.2.Hình VI.1: Thuật toán xác định điểm mở tối ưu TOPO 54

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực tập này, chúng em luôn nhận được sự hướng dẫn, chỉ

trường Đại học Điện lực, thầy đã giành nhiều thời gian hướng dẫn, giúp đỡ tận tình chúng em trong quá trình thực tập.

Chúng em xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo trong trường Đại học Điện Lực và đặc biệt các thầy cô trong khoa Công Nghệ Thông Tin, những giảng viên đã tận tình giảng dạy và truyền đạt cho chúng em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt những năm học tập và rèn luyện ở trường Đại học Điện Lực

Hà Nội, ngày 23 tháng 07 năm 2014

Sinh viên thực hiện

Do đó hệ số công suất cosφ có giá trị nhỏ điều này ảnh hưởng rất lớn đến các tham

số kinh tế kỹ thuật của mạng điện như: Giảm chất lượng điện áp, tăng tổn thất công suất và tăng đốt nóng dây dẫn, tăng tiết diện dây dẫn, hạn chế khả năng truyền tải công suất tác dụng, không sử dụng hết khả năng của động cơ sơ cấp, giảm chất lượng điện, tăng giá thành điện năng

Đề tài về tìm hiểu phần mềm mô phỏng tính toán lưới điện phân phối(Pss/adap) giúp hiểu rõ về phần mềm với những tác dụng của nó.Với sự nổ lực của bản thân, sự giúp đỡ tận tình của cô giáo hướng dẫn Th.S Trang Linh để em có thể hoàn thành đề tài này Nếu có sự thiếu sót mong thầy cô thông cảm!Em hy vọng sẽ nhận được sự ủng

hộ, đóng góp chân thành từ phía thầy cô và các bạn Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn

TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐIỆN LỰC VÀ GIỚI THIỆU

PSS/ADEPT

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐIỆN LỰC

Khái niệm hệ thống: Trong các hoạt động của con người, các thuật ngữ như hệ

thống triết học, hệ thống pháp luật, hệ thống kinh tế, hệ thống thông tin đã trở nên quen thuộc Một cách đơn giản và vấn tắt, ta có thể hiểu: Hệ thống là một tập hợp vật chất và phi vật chất như người, máy móc, thông tin, dữ liệu, các phương pháp xử lý, các qui tắc, quy trình xử lý, gọi là các phần tử của hệ thống Trong hệ thống, các phần

tử tương tác với nhau và cùng hoạt động để hướng tới mục đích chung

Khái niệm thông tin là một loại tài nguyên của tổ chức, phải được quản lý chu

đáo giống như mọi tài nguyên khác Việc xử lý thông tin đòi hỏi chi phí về thời gian, tiền bạc và nhân lực Việc xử lý thông tin phải hướng tới khai thác tối đa tiềm năng của nó

Khái niệm về hệ thống thông tin (HTTT)

Hệ thống thông tin (Information System - IS) là một hệ thống mà mục tiêu tồn tại của nó là cung cấp thông tin phục vụ cho hoạt động của con người trong một tổ chức nào đó Ta có thể hiểu hệ thống thông tin là hệ thống mà mối liên hệ giữa các thành phần của nó cũng như mối liên hệ giữa nó với các hệ thống khác là sự trao đổi thông tin.

Hình 1.1 Biểu diễn mối liên hệ các thành phần trong hệ thống thông tin.

Hệ thống thông tin là một hệ thống bao gồm con người, dữ liệu, các quy trình và công nghệ thông tin tương tác với nhau để thu thập, xử lý, lưu trữ và cung cấp thông tin cần thiết ở đầu ra nhằm hỗ trợ cho một hệ thống Hệ thống thông tin hiện hữu dưới mọi hình dạng và quy mô

Hệ thống thông tin trong một tổ chức có chức năng thu nhận và quản lý dữ liệu

để cung cấp những thông tin hữu ích nhằm hỗ trợ cho tổ chức đó và các nhân viên, khách hàng, nhà cung cấp hay đối tác của nó Ngày nay, nhiều tổ chức xem các hệ

thống thông tin là yếu tố thiết yếu giúp họ có đủ năng lực cạnh tranh và đạt được những bước tiến lớn trong hoạt động Hầu hết các tổ chức nhận thấy rằng tất cả nhân viên đều cần phải tham gia vào quá trình phát triển các hệ thống thông tin Do vậy, phát triển hệ thống thông tin là một chủ đề ít nhiều có liên quan tới bạn cho dù bạn có

ý định học tập để trở nên chuyên nghiệp trong lĩnh vực này hay không

Các HTTT có thể được phân loại theo các chức năng chúng phục vụ.

thống thông tin có chức năng thu thập và xử lý dữ liệu về các giao dịch nghiệp vụ

hệ thống thông tin cung cấp thông tin cho việc báo cáo hướng quản lý dựa trên việc xử

lý giao dịch và các hoạt động của tổ chức

thông tin vừa có thể trợ giúp xác định các thời cơ ra quyết định, vừa có thể cung cấp thông tin để trợ giúp việc ra quyết định

thống thông tin hỗ trợ nhu cầu lập kế hoạch và đánh giá của các nhà quản lý điều hành

chuyên môn của các chuyên gia rồi mô phỏng tri thức đó nhằm đem lại lợi ích cho người sử dụng bình thường

system) là một hệ thống thông tin làm tăng hiệu quả giao tiếp giữa các nhân viên, đối tác, khách hàng và nhà cung cấp để củng cố khả năng cộng tác giữa họ

thông tin hỗ trợ các hoạt động nghiệp vụ văn phòng nhằm cải thiện luồng công việc giữa các nhân viên

1.1.1 Cấu trúc và cơ sở hạ tầng hệ thống thông tin điện lực

Căn cứ trên kết cấu hiện có của Hệ thống thông tin Điện Lực Việt Nam, ta có thể nghiên cứu cấu trúc của HTTT Điện Lực Việt Nam theo mô hình phân lớp Theo mô hình này, cấu trúc Hệ thống thông tin Điện Lực Việt Nam được phân thành 3 lớp rõ rệt

GIỚI THIỆU PSS/ADEPT VÀ YÊU CẦU CÀI ĐẶT

1.1.2 Giới thiệu PSS/ADEPT

Phần mềm PSS/ADEPT (The Power System Simulator/Advanced Distribution

Engineering Productivity Tool ) là phần mềm mới nhất trong họ phần mềm PSS

của hãng Shaw Power Technologies, Inc được sử dụng rất phổ biến Mỗi phiên bản

tùy theo yêu cầu người dùng kèm theo khóa cứng dùng chạy trên máy đơn hay máy mạng Với phiên bản chạy trên máy đơn và khóa cứng kèm theo, chỉ chạy trên môt máy tính duy nhất

Phần mềm PSS/ADEPT là một phần mềm phân tích và tính toán lưới điện rất mạnh, phạm vi áp dụng cho lưới cao thế đến hạ thế với qui mô số lượng nút không giới hạn và hoàn toàn có thể áp dụng rộng rãi trong các công ty Điện Lực

Phần mềm PSS/ADEPT được phát triển dành cho các kỹ sư và nhân viên kỹ thuật trong ngành điện Nó được sử dụng như một công cụ để thiết kế và phân tích lưới điện phân phối PSS/ADEPT cũng cho phép chúng ta thiết kế, chỉnh sữa và phân tích sơ đồ lưới một cách trực quan theo giao diện đồ họa với số nút không giới hạn

Tháng 04/2004, hãng Shaw Power Technologies đã cho ra đời phiên bản

PSS/ADEPT 5.0 với nhiều tính năng bổ sung và cập nhật đầy đủ các thông số thực

tế của các phần tử trên lưới điện

Nhiều Module tính toán trong hệ thống điện không được đóng gói sẵn trong phần mềm PSS/ADEPT Nhưng chúng ta có thể mua từ nhà sản xuất từng Module sau khi cài đặt chương trình Các Module bao gồm:

 Bài toán tính phân bố công suất (Load Flow – Module có sẵn): Phân tích và tính

toán điện áp, dòng điện, công suất trên từng nhánh và từng phụ tải cụ thể

 Bài toán tính ngắn mạch (All Fault – Module có sẵn ): Tính toán ngắn mạch tại

tất cả các nút trên lưới, bao gồm các loại ngắn mạch như ngắn mạch 1 pha, 2 pha và 3 pha

 Bài toán TOPO ( Tie Open Point Optimization): Phân tích điểm dừng tối ưu

Tìm ra những điểm có tổn hao công suất nhỏ nhất trên lưới và đó là điểm dừng lưới trong mạng vòng 3 pha

 Bài toán CAPO (Optimal Capacitor Placement): Đặt tụ bù tối ưu Tìm ra những

điểm tối ưu để đặt các tụ bù cố định và tụ bù ứng động sao cho tổn thất trên lưới

là bé nhất

 Bài toán tính toán các thông số đường dây (Line Properties Calculator): Tính

toán các thông số đường dây truyền tải

 Bài toán phân tích sóng hài (Hamornics): Phân tích các thông số và ảnh hưởng

của các thành phần sóng hài trên lưới

 Bài toán phân tích độ tin cậy trên lưới điện (DRA – Distribution Reliability

Analysis) Tính toán các thông số độ tin cậy trên lưới điện như:

- SAIFI: (chỉ tiêu tần suất mất điện trung bình của hệ thống)

- SAIDI: (chỉ tiêu thời gian mất điện trung bình hệ thống)

- CAIFI: (chỉ tiêu thời gian mất điện trung bình của khách hàng)

- CAIDI: (chỉ tiêu tần suất mất điện trung bình của khách hàng)

- ASAI: (chỉ tiêu khả năng sẵn sàng cung cấp )

- ASUI: (chỉ tiêu khả năng không sẵn sàng cung cấp)

- ENS: (Chỉ tiêu thiếu hụt điện năng )

- AENS: (chỉ tiêu thiếu hụt điện năng trung bình )

1.1.3 Yêu cầu máy tính

Để cài đặt và chạy PSS/ADEPT, máy tính cần đáp ứng cấu hình như sau:

Vista

1.1.4 Cài đặt

Chuẩn bị

được cung cấp có chức năng tự chạy khi ta đặt nó vào ổ CD-ROM trên máy tính

Start \Run, đường dẫn (Ổ CD-ROM) Màn hình tự chạy sẽ xuất hiện như

sau:

Hình 1.2 Màn hình tự chạy của phần mềm PSS/ADEPT

Chọn kiểu cài đặt

đơn thì ta chọn Local Nếu cài đặt trên máy mạng thì ta chọn Server.

Hình 1.3 Hộp thoại chọn kiểu cài đặt

Màn hình Welcome

PSS/ADEPT 5.0 ta nhấn nút “Next”

Hình 1.4 Hộp thoại Welcome

Về bản quyền

nhận các khuyến cáo về bản quyền đó Nếu ta chấp nhận thì nhấn nút “Yes”

để tiếp tục tiến trình cài đặt Nếu nhấn “No” thì chương trình cài đặt sẽ được

CD key được cấp bởi PSS/ADEPT kèm theo trong chương trình Để tiếp tục

tiến trình cài đặt ta nhấn nút “Next”

Hình 1.6 Hộp thọai nhập thông tin nhận diện khách hàng

đặt sẽ không tiếp tục được Sau đó chương trình sẽ đưa ra thông báo và ta sẽ phải quay trở lại để thực hiện lại bước này

Hình 1.7 Thông báo không đúng CD key

Chọn thư mục cài đặt

mà PSS/ADEPT đến sẽ là C:\Program Files\PTI\PSS-ADEPT5, (nếu ổ C là

ổ chương trình) ta nên chấp nhận đường dẫn mặc định này, đừng thay đổi gì

tại bước này Để tiếp tục tiến trình cài đặt ta nhấn nút “Next” Nếu ta không chấp nhận chọn ổ C làm thư mục cài đặt thì ta vào Browse để thay đổi ổ đĩa

và đường dẫn

Hình 1.8 Hộp thoại chọn thư mục cài đặt

Cơ sở dữ liệu bảo vệ và phối hợp

sẽ xác định ta có được quyền cài đặt thành phần dữ liệu thiết bị bảo vệ và phối hợp

Hình 1.9 Thông báo chấp nhận cơ sở dữ liệu Access

Thư mục đặt chương trình

mặc định trong thư mục Program Files Để tiếp tục tiến trình cài đặt ta nhấn nút “Next”.

Hình 1.10 Hộp thoại chọn thư mục chương trình

Tình trạng cài đặt

Hình 1.11 Hộp thọai tình trạng cài đặt

Khóa cứng

Chúng ta chọn đúng các tập tin nhận diện thiết bị (driver) của khóa cứng được cấp bởi nhà sản xuất Để tiếp tục tiến trình cài đặt nhấn nút “Next”

Hình 1.12 Hộp thoại chọn loại khóa cứng

Hình 1.13 Khuyến cáo các khóa cứng cắm vào cổng USB

PSS/ADEPT-5

Hình 1.14 Cài đặt thành phần Crystal Reports

Kết thúc quá trình cài đặt

Sau khi hoàn thành quá trình cài đặt Nếu ta cần chạy PSS/ADEPT ngay lập tức

thì ta chọn “No, I will restart my computer later” và chọn “Finish”

Hình 1.15 Hộp thoại hoàn thành cài đặt

Hình 1.16 Thư mục tập tin nguồn

TÍNH THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY

SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN

Xét sơ đồ thực của đường dây gồm ba dây pha và một dây trung tính như hình vẽ:

Hình 2.1 Sơ đồ tính toán

phụ tải đối xứng nên dòng điện trong dây trung tính bằng không Do ba pha đối xứng nên tổn thất điện áp, tổn thất công suất trên các pha cũng bằng nhau, và điện

Công suất yêu cầu trên một pha là:

Hình 2.2 Sơ đồ lưới điện một pha

Trên dây trung tính không có dòng điện chạy qua do đó không có tổn thất điện áp và tổn thất công suất nên cũng có thể bỏ qua Cuối cùng sơ đồ thay thế để tính toán lưới điện đối xứng là sơ đồ một sợi chỉ gồm một dây dẫn tượng trưng cho một pha Nếu phụ tải là không đối xứng thì sơ đồ tính toán phải là sơ đồ đầy đủ ba dây hoặc bốn dây tuỳ theo lưới điện

Hình 2.3 Sơ đồ một sợi

CÁC QUÁ TRÌNH VẬT LÝ XẢY RA TRONG DÂY DẪN

Thông số của dây dẫn đặc trưng cho quá trình vật lý xảy ra trong dây dẫn khi

có điện áp xoay chiều đặt trên dây dẫn hoặc khi có dòng điện xoay chiều đi qua Khi có điện áp hoặc dòng điện xoay chiều đi qua dây dẫn có bốn quá trình vật lý xảy ra

 Dây dẫn bị phát nóng do hiệu ứng Joule Một phần công suất tải qua lưới bị mất

để làm nóng dây dẫn và một phần điện áp cũng bị tổn hao do hiện tượng này

 Dòng điện xoay chiều gây ra từ trường tự cảm của từng dây dẫn và hỗ cảm giữa

các dây dẫn với nhau Từ trường gây ra tổn thất công suất phản kháng và tổn

 Điện áp xoay chiều gây ra điện trường giữa các dây dẫn và giữa các dây dẫn

với đất vì giữa các dây dẫn với nhau và giữa các dây dẫn với đất như các bản của một tụ điện Điện trường này gây ra dòng điện điện dung có tác dụng làm triệt tiêu một phần dòng điện cảm (của phụ tải ) chạy trong dây dẫn Quá trình

U

tN

N guồn

T ải U

t

Dây trung tính I = 0

UtN

Ng uồn

Tải

Ut

dung tính Qc(kVAr km/ ) của đường dây, công suất này có giá trị đáng kể ở các đường dây có điện áp định mức từ 110 kV trở lên.

 Điện áp cao gây trên bề mặt dây dẫn cường độ điện trường, nếu cường độ này lớn hơn một mức nào đó sẽ gây ion hoá không khí quanh dây dẫn, gọi là hiện tượng “vầng quang” Vầng quang điện làm tổn thất một phần điện năng gọi là

tổn thất vầng quang.

Điện áp cao cũng gây nên dòng điện rò trong cách điện của cáp và trên bề

mặt cách điện khác làm tổn thất một phần điện năng

Điện dẫn G chỉ được tính đến khi đường dây điện có điện áp định mức từ 330

kV trở lên vì ở điện áp thấp hơn tổn thất vầng quang và rò điện rất nhỏ

TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA DÂY DẪN

1.1.5 Tính toán điện trở của dây dẫn

l R F

ρ

=Với:

Điện trở đối với dòng điện xoay chiều lớn hơn đối với dòng điện một chiều vì do: Hiệu ứng mặt ngoài của điện xoay chiều khiến cho dòng điện phân bố nhiều hơn ở quanh bề mặt dây dẫn chứ không đều đặn trên khắp tiết diện

1.1.6 Tính toán điện kháng của dây dẫn

4

s

D L

Tùy thuộc vào cách bố trí dây trên trụ mà ta có thể tính được các giá trị Dm và

Từ giá trị L tính được, ta suy ra:

X = × × ×π f L (Ω/ km)

1.1.7 Tính toán điện dung – Điện dẫn

Hình 2.4 Đường dây ba pha bố trí không đối xứng

đổi Y/Δ, ta tính được:

=

TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO LƯỚI ĐIỆN 22 kV

MỤC ĐÍCH CỦA PHÂN BỐ CÔNG SUẤT

Phân bố công suất là bài toán quan trọng trong qui hoạch, thiết kế phát triển

hệ thống trong tương lai cũng như trong việc xác định chế độ vận hành tốt nhất của

hệ thống hiện hữu Thông tin chính có được từ khảo sát phân bố công suất là trị số điện áp và góc pha tại các thanh cái, dòng công suất tác dụng và phản kháng trên các nhánh

PHÂN BIỆT CÁC LOẠI ĐIỂM NÚT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

1.1

Thường có ba loại nút hay thanh cái

• Thanh cái cân bằng: Là thanh cái máy phát điện đáp ứng nhanh chóng

với sự thay đổi của phụ tải Nhờ vào bộ điều tốc nhạy cảm, máy phát điện cân bằng

có khả năng tăng tải hoặc giảm tải kịp thời theo yêu cầu của toàn hệ thống Đối với

• Thanh cái máy phát:Đối với máy phát điện khác ngoài máy phát cân

bằng, cho biết trước được công suất thực P mà máy phát ra (định trước vì lý do năng suất của nhà máy và điện áp U của thanh cái đó) Thanh cái máy phát còn gọi

là thanh cái P,U

• Thanh cái phụ tải:Cho biết công suất P và Q của phụ tải yêu cầu Thanh

cái phụ tải còn gọi là thanh cái P,Q

Nếu không có máy phát hay phụ tải ở một nút nào đó thì coi nút đó như nút phụ tải với P = Q = 0 Dòng công suất ở các thanh cái được qui ước theo chiều đi vào thanh cái

Cho hệ thống có 4 nút không kể nút trung tính với sơ đồ đơn tuyến như hình

vẽ

Hình 3.1 Sơ đồ 4 nút

Kirchoff về dòng điện được viết:

I& = U&4 y40 + (U&4 -U&2)y24 +(U&4 - U&3)y34

Sắp xếp các phương trình trên dưới dạng ma trận:

U U U U

U U U U

nút đầu vào của nút i và bằng đại số tất cả các tổng dẫn của các nhánh có nối đến nút i.

tổng dẫn chuyển) giữa nút i và nút j và bằng số âm của tổng dẫn nhánh (các nhánh) nối giữa nút i và nút j

Tổng quát đối với mạng điện có n nút không kể nút trung tính, định luật Kirchoff về dòng điện viết theo điện áp nút được biểu diễn bởi phương trình ma trận:

.

TC

i Y U= & trong đó Y TC là ma trận tổng dẫn thanh cái bậc (nxn) với n là số nút của hệ thống không kể nút trung tính, i là ma trận cột dòng điện nút tính theo

trận vuông, đối xứng, có nhiều số không vì mỗi nút chỉ có một vài nhánh nối đến

Nếu biết các dòng điện nút thì suy ra điện áp nút từ phương trình:

1

U Y I& = − & =Z I& (III.3)

Vì YTC là ma trận đối xứng nên Z TC cũng là ma trận đối xứng Phần tử trên

dùng để tính tổn thất trong bài toán vận hành kinh tế trong hệ thống, xét tình trạng

trong tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện

PHÂN BỐ CÔNG SUẤT DÙNG MA TRẬN YTC BẰNG PHÉP LẶP GAUSS – SEIDEL

− = & + & + + &

Sau đây là các bước tính toán trong phép lặp Gauss – Seidel

a/ Giả thiết các giá trị điện áp ban đầu (trị số và góc pha ) ở mỗi thanh cái phụ tải và góc giả thiết góc pha điện áp cho mỗi thanh cái (ngoại trừ thanh cái cân bằng

thanh cái phụ tải ở đó P và Q được biết và |U| và góc δ đều được giả thiết và tính

− = & + & + + &

U và U& i lấy từ lần lặp hiện tại và lần lặp trước

k

,min

(nút P,U) được xử lý như nút phụ tải (nút P,Q) và điện áp phải được tính toán lại

Đối với thanh cái k là thanh cái phụ tải, phương trình điện áp tại nút này cho

1 , 2 , , n

U U& & U&

e/ Lặp lại các bước từ 2 đến 4 luôn luôn dùng các kết quả điện áp vừa tính

Bài toán đó được xem như hội tụ

tại thanh cái thứ i hoàn toàn biết trước Trường hợp thanh cái k là thanh cái máy

  & & ∑  & 

& & (III.9)như vậy:

*

*

* 1

& & &

thanh cái k

PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP NEWTON – RAPHSON

Cho mạng điện có ba thanh cái (hình vẽ), thanh cái 1 là thanh cái cân bằng Phương trình công suất đi vào các thanh cái viết theo điện áp thanh cái và các phần

tử trong ma trận tổng dẫn thanh cái được viết theo phương trình

& & & &

& & & &

n

k k ik i ik i k ik i ik i i

cho trước Tuy vậy, sau khi thay thế các giá trị của e và h trong lần thay thế đầu