Giáo trình Vận hành hệ thống điện - Chương 6: Chất lượng điện năng và vấn đề điều chỉnh tần số, điện áp trong hệ thống điện
Män hoc: Ván hanh Hã thäng âiãn
Chæång 6
CHÁT LÆÅNG ÂIÃN NÀNG VA VÁN ÂÃ ÂIÃU CHÈNH
TÁN SÄ, ÂIÃN AP TRONG HÃ THÄNG ÂIÃN
6.1. CAC YÃU CÁU ÂÄI VÅI SAN XUÁT ÂIÃN NÀNG
Hã thäng âiãn læc bao gäm cac nha may âiãn, âæång dáy tai âiãn, tram biãn ap va
cac hä tiãu thu âiãn kãt håp våi nhau thanh mät hã thäng chung âã san xuát, truyãn tai va
phán phäi âiãn nàng âãn cac hä tiãu thu mät cah liãn tuc va kinh tã nhát (hã thäng nàng
læång, mang âiãn). Khac hàn våi nhæng nganh cäng nghiãp khac, san xuát âiãn nàng co
nhæng âàc âiãm chu yãu sau:
1. Âàc âiãm quan trong nhát la viãc san xuát, truyãn tai, phán phäi va sæ dung
âiãn nàng bao giå cung tiãn hanh cung mät luc. Nghéa la å moi thåi âiãm phai co sæ cán
bàng chênh xac giæa âiãn nàng san xuát ra va âiãn nàng tiãu thu cäng våi tän thát trãn læåi
truyãn tai va phán phäi. Nãu sæ cán bàng trãn khäng âam bao thç cac chè tiãu chát læång
âiãn nàng chu yãu la tán sä va âiãn ap trong hã thäng se lãch ra khoi pham vi cho phep.
2. Âàc âiãm thæ hai la cac qua trçnh qua âä trong hã thäng âiãn diãn ra rát nhanh
cho nãn phai sæ dung cac ky thuát tæ âäng âã âiãu khiãn cac qua trçnh nay chæ khäng thã
thao tac bàng tay.
3. Âàc âiãm thæ ba la âiãn nàng co liãn quan chàt che våi tát ca cacnganh kinh tã
quäc dán va moi hoat âäng cua con ngæåi. Cho nãn âoi hoi âä tin cáy cung cáp âiãn phai
rát cao vç moi sæ cä trong hã thäng dán âãn thiãu hut cäng suát se anh hæång âãn nãn
kinh tã quäc dán.
Do nhæng âàc âiãm trãn nãn âäi våi san xuát âiãn nàng co nhæng yãu cáu cå ban
sau:
1. Phai âam bao âä tin cáy cung cáp âiãn liãn tuc cho cac hä tiãu thu theo tênh
chát tæng loai hä trãn tiãu thu cu thã (loai I, loai II, loai III).
2. Âam bao chát læång âiãn nàng cu thã la âiãn ap tai cac nut trong læåi va tán sä
chung cua hã thäng khäng âæåc lãch ra khoi pham vi cho phep.
3. Âam bao gia thanh san xuát âiãn nàng re nhát (phu thuäc vao kháu thiãt kã va
ván hanh hã thäng âiãn).
Âã thæc hiãn tät cac yãu cáu trãn ngæåi ta phai xáy dæng nhæng hã thäng âiãn lån
liãn kãt nhiãu nha may va khu væc khac nhau, ngay nay ngæåi ta âa xáy dæng âæåc nhæng
hã thäng âiãn liãn quäc gia. Cac æu âiãm chênh cua viãc xáy dæng nhæng hã thäng âiãn
lån la:
1. Náng cao âä tin cáy cung cáp âiãn liãn tuc cho phu tai.
2. Sæ dung håp ly cac nguän nàng læång, thæc hiãn âæåc viãc phán phäi täi æu
cäng suát giæa cac nha may âiãn dán âãn giam gia thanh âiãn nàng.
85
Nhom Nha may âiãn - Bä män Hã thäng âiãn - ÂHBK Âa Nàng
.
Män hoc: Ván hanh Hã thäng âiãn
3. Giam täng cäng suát dæ træ cua hã thäng va co kha nàng tàng cäng suát âån vë
cac tä may, cho phep xáy dæng cac nha may âiãn cäng suát lån náng cao âæåc hiãu qua
kinh tã trong san xuát âiãn nàng.
4. Giam trë sä cæc âai cua âä thë phu tai täng cua hã thäng âiãn.
Khi xáy dæng cac hã thäng âiãn lån thç viãc kiãm tra âiãu khiãn cac qua trçnh
trong hã thäng rát phæc tap. Âã thæc hiãn viãc nay phai xáy dæng cac trung tám âiãu âä
våi cac thiãt bë thäng tin hiãn âai. Trung tám âiãu âä co nhæng nhiãm vu chu yãu sau:
1. Âam bao viãc san xuát va tiãu thu âiãn nàng våi san læång cao nhát.
2. Âam bao cung cáp âiãn liãn tuc cho phu tai, muän váy phai luän luän duy trç
mät læång cäng suát dæ træ nhát âënh trong hã thäng.
3. Âam bao chát læång âiãn nàng trong hã thäng khäng lãch ra khoi cac gia trë cho
phep.
4. Âam bao tênh kinh tã lån nhát trong pham vi toan hã thäng, nghéa la âam bao
chi phê san xuát âiãn nàng be nhát.
6.2. ÂÀC TÊNH TÉNH CUA PHU TAI
Âàc tênh ténh cua phu tai å mät nut nao âo la quan hã giæa cäng suát tac dung va
cäng suát phan khang cua phu tai âäi våi âiãn ap tai nut âo khi tán sä cho biãt hoàc âäi
våi tán sä khi âiãn ap cho biãt. Så dé goi la âàc tênh ténh vç phu tai âæåc xet å chã âä lam
viãc xac láp.
Nãu phu tai å chã âä qua âä con phai xet âãn täc âä biãn âäi cua cac thäng sä va
ta se co nhæng âæång âàc tênh âäng cua phu tai.
Âàc tênh âäng cua phu tai la quan hã giæa cäng suát phu tai âäi våi tán sä, âiãn ap
va cac âao ham cua chung.
Khi chã âä cua Hã thäng âiãn thay âäi thç trong phu tai cung xay ra cac qua trçnh
qua âä. Cac qua trçnh nay thæång khäng âæåc xet riãng cho tæng thiãt bë dung âiãn riãng
biãt ma âæåc xet chung cho tæng nhom lån phu tai cung âæåc cung cáp âiãn tæ mät nut
phu tai nao âo. Mäi nut phu tai nhæ váy la mät phu tai täng håp bao gäm nhiãu loai phu
tai khac nhau nhæ: âäng cå khäng âäng bä, âäng cå âäng bä, may bu âäng bä, tu âiãn,
anh sang, lo âiãn....Cac thanh phán trung bçnh cua cac loai thiãt bë dung âiãn trong mät
nut phu tai täng håp 110KV tênh theo phán tràm cäng suát nhæ trong bang 6-1.
Bang 6-1
Tãn phu tai
- Âäng cå khäng âäng bä
- Âäng cå âäng bä
- Chiãu sang
- Chènh læu, lo âiãn va âät nong
- Tän thát trong mang âiãn
Thanh phán (%)
48
10
25
10
7
86
.
Nhom Nha may âiãn - Bä män Hã thäng âiãn - ÂHBK Âa Nàng
Män hoc: Ván hanh Hã thäng âiãn
Viãc xáy dæng âàc tênh phu tai täng håp rát kho khàn, cho nãn ngæåi ta chè xáy
dæng cac âæång âàc tênh gán âung dæa vao cac âàc tênh cua tæng loai phu tai va tè lã tham
gia cua no vao âä thë phu tai täng. Træåc khi tçm cac âæång âàc tênh ténh cua nut phu tai
täng håp, ta khao sat cac âæång âàc tênh ténh cua cac phu tai thanh phán.
a. Phu tai thàp sang:
Cäng suát tac dung tiãu thu båi cac âen nung nong do âiãn trå tac dung cua âen
thay âäi theo nhiãt âä, do âo co quan hã våi âiãn ap theo biãu thæc sau:
P = KU1,6
(6-1)
Âäi våi âen äng cäng suát phu thuäc rát êt vao âiãn ap.
b. Âäng cå âiãn khäng âäng bä:
Så âä thay thã cua âäng cå khäng âäng bä
I2
Xr
nhæ trãn hçnh 6-1, tæ så âä thay thã viãt âæåc cac
biãu thæc cho cäng suát tac dung va phan khang:
U
Iµ
Xµ
R2/s
U 2
R2
R2
P = I22
=
(6 − 2)
X r2 + (R2 / s)2
s
s
U 2
Hçnh 6-1
Q =
+ I22 X r = Qµ + Qs
(6 − 3)
X µ
ω0 −ω
ω0
s =
s la hã sä træåt cua âäng cå, trong âo ω0 la täc âä âäng bä, ω la täc âä thæc cua
âäng cå. Khi momen cua may cäng tac la hàng sä thç cäng suát tac dung cua âäng cå
khäng âäng bä la hàng sä.
c. Âäng cå âiãn âäng bä va may bu âäng bä
* Âäng cå âäng bä
Âàc tênh cäng suát tac dung va phan khang cua âäng cå âäng bä co dang:
UEq
P =
Q =
sinδ
X d
U 2
(6 − 4)
UEq
−
cosδ
X d
X d
* May bu âäng bä
May bu âäng bä khäng tiãu thu cäng suát tac dung cho nãn goc δ = 0 do âo âàc
tênh cäng suát phan khang co dang:
U 2
UEq
Q =
−
(6 − 5)
X d
X d
87
.
Nhom Nha may âiãn - Bä män Hã thäng âiãn - ÂHBK Âa Nàng
Män hoc: Ván hanh Hã thäng âiãn
d. Tu âiãn ténh
Tu âiãn ténh la thiãt bë bu phat cäng suát phan khang. Âàc tênh cäng suát phan
khang co dang:
U 2
XC
1
Q = −
;
XC =
(6 − 6)
ωC
e. Âæång âàc tênh ténh cua phu tai täng håp
Trong hã thäng âiãn phu tai täng håp tai cac nut phán lån la âäng cå, cho nãn âàc
tênh cua phu tai täng håp co dang gán giäng âàc tênh cua âäng cå va co dang nhæ trãn
hçnh 6-2 va hçnh 6-3.
Qft
Pft
-
+
0
0
f
+
-
f
U
U
Hçnh 6-2
Hçnh 6-3
Cäng suát tac dung cua âäng cå chu yãu phu thuäc vao cäng suát cac may bë, con
khäng phu thuäc (âäng cå âäng bä) hoàc phu thuäc rát êt (âäng cå khäng âäng bä ) vao
âiãn ap. Cho nãn âàc tênh ténh cua phu tai täng Ppt(U) (hçnh 6-2) co âä däc tæång âäi be
vç thanh phán chu yãu cua no la âäng cå.
Våi mät trë sä nhát âënh nao âo cua âiãn ap, cho tán sä f tàng lãn, âäng cå se quay
nhanh hån (ω = 2π f) nhæng vç momen quay cua âäng cå gia thiãt khäng âäi nãn ta co:
Ppt = Mω ≈ ω
(6-7)
Nghéa la khi f tàng dán âãn ω tàng va cäng suát phu tai Ppt cung tàng nãn ta co chiãu mui
tãn chè f tàng theo hæång Ppt tàng (nhæ hçnh 6-2).
Cäng suát phan khang cua phu tai xac âënh chu yãu båi cäng suát tæ hoa cua âäng
cå khäng âäng bä va may biãn ap. Chung ta biãt cäng suát tæ hoa bàng
U 2
Qµ =
(6-8)
X µ
Do âo luc âiãn ap giam thç cäng suát tæ hoa giam tæång âäi nhanh nghéa la âæång
âàc tênh ténh Qpt (U) co âä däc lån hån so våi âæång âàc tênh ténh Ppt(U).
Våi mät trë sä nhát âënh cua âiãn ap, cho tán sä f tàng lãn dong âiãn tæ hoa cua
âäng cå khäng âäng bä va may biãn ap se giam xuäng vç âiãn khang tæ hoa Xµ se tàng
lãn khi tán sä tàng. Cäng suát tæ hoa chiãm phán lån trong täng cäng suát cua phu tai nãn
88
Nhom Nha may âiãn - Bä män Hã thäng âiãn - ÂHBK Âa Nàng
.
Män hoc: Ván hanh Hã thäng âiãn
khi tán sä f tàng Qpt se giam, trãn hçnh 6-3 chiãu mui tãn chè f tàng hæång theo chiãu giam
Qpt.
6.3. QUAN HÃ GIÆA TÁN SÄ VA ÂIÃN AP ÂÄI VÅI CÁN BÀNG CÄNG SUÁT
6.3.1 Xet tai mät nut
Trë sä cäng suát tac dung va phan khang âi tåi mät nut nao âo khäng nhæng phu
thuäc biãn âä U va goc pha δ cua âiãn ap å nut âo ma con phu thuäc vao biãn âä va pha
cua âiãn ap å cac nut lán cán va âiãn khang cua âæång dáy å cac âoan nay.
Theo âiãu kiãn cán bàng cäng suát tac dung va phan khang: Täng cac dong cäng
suát tac dung va phan khang âi tåi nut (PF , QF) phai bàng täng cäng suát tac dung va phan
khang cua phu tai tai nut âo (Ppt va Qpt). Våi mät tán sä xac âënh nao âo ta co:
P
(
(
U
U
)
)
= PF
(
(
U,δ
)
)
⎧
pt
⎪
(6-9)
⎨
Q
= QF
U,δ
⎪
pt
⎩
Âáy la hã 2 phæång trçnh hai án sä U va δ se giai tçm âæåc Upt tai nut khao sat. Do
kho xac âënh Ppt(U) va Qpt(U), nãn ta sæ dung phæång phap giai têch âä thë âã giai tçm gêa
trë Upt cua nut khao sat.
P
Q
Qft(U)
QF(U)
PF(U,δ)
δ5
Pft(U)
δ4
δ3
δ2
δ1
δ2
δ3
δ1
QF(U,δ)
δ4
δ5
U1
U2 U3 U4 U5
U1
U2 U3 U4 U5
U
U
Hçnh 6-4
Hçnh 6-5
Trãn hçnh 6-4 ve âæång âàc tênh Ppt = ϕ1(U) æng våi mät trë sä f xac âënh cho
træåc va ho âæång âàc tênh PF = ψ(U, δ) æng våi tán sä f nhæ âa cho nhæng våi cac trë sä δ
khac nhau.
Dæa vao âiãu kiãn cán bàng cäng suát tac dung PF = Ppt, tæ cac giao âiãm cua âàc
tênh Ppt = ϕ1(U) va ho âæång PF = ψ1(U,δ) co thã xac âënh âæåc quan hã δ = ϕ(U).
Trãn hçnh 6-5 ve âàc tênh Qpt = ϕ2(U) va ho âæång âàc tênh QF = ψ2(U,δ) æng våi
cung mät trë sä f nhæng δ khac nhau. Dung quan hã δ = ϕ (U) âa tçm âæåc å trãn âã xac
âënh cac âiãm nàm trãn âàc tênh QF = ψ (U) tæ cac âæång cua ho âæång QF = ψ2(U,δ), näi
tát ca cac âiãm nay lai ta âæåc âàc tênh QF = ψ (U) æng våi cán bàng cäng suát tac dung.
Dæa vao âiãu kiãn cán bàng cäng suát phan khang ta co Qpt = QF ,cho nãn giao
âiãm cua hai âæång Qpt(U) va QF(U) se cho gia trë âiãn ap thæc tã Upt (U4) tai nut khao sat.
Trçnh tæ giai bàng giai têch âä thë co thã tom tàt nhæ sau :
89
Nhom Nha may âiãn - Bä män Hã thäng âiãn - ÂHBK Âa Nàng
.
Män hoc: Ván hanh Hã thäng âiãn
Trãn hçnh 6-4 xac âënh âæåc quan hã δ(U), dung quan hã nay xac âënh QF(U) trãn
hçnh 6-5, giao âiãm cua hai âæång Qpt(U) va QF(U) cho âiãn ap tai nut khao sat.
6.3.2 Xet trong pham vi toan hã thäng
Ta xet hai træång håp âiãn hçnh gáy nãn biãn âäi tán sä va âiãn ap trong hã thäng.
1. Træång håp thæ nhát
Nãu thay âäi læång håi vao turbin cua mät tä may phat nao âo thç goc lãch cua
räto may phat âo se thay âäi. Trong toan bä hã thäng se xay ra biãn âäi tán sä, ca pha va
biãn âä cua âiãn ap å tát ca cac nut. Tát ca nhæng biãn âäi nay se diãn ra cho âãn luc xac
láp cán bàng måi trong hã thäng. Qua trçnh diãn ra rát phæc tap, vê du: giam læång håi
næåc vao turbin cua tä may 1, täc âä cua tä may âo se quay chám lai, goc lãch cua räto se
giam xuäng do âo cäng suát tac dung do no phat ra P = (EUsinδ)/X se giam va yãu cáu
cäng suát tac dung cua cac may phat khac phai tàng lãn âã âam bao cán bàng cäng suát
trong hã thäng. Trãn truc cua cac may phat nay se xuát hiãn mát cán bàng va bàt âáu bë
ham. Goc lãch räto cua chung se giam va cäng suát tac dung do no phat ra lai giam theo
do âo may 1 lai bë ham. Vç phai nhán thãm cäng suát ma cac may phat kia phat ra khäng
âu. Kãt qua tát ca cac may phat âãu bë ham do âo tán sä chung cua hã thäng bë gèam
xuäng. Luc tán sä giam cäng suát tac dung cua phu tai å cac nut cung giam theo cac âàc
tênh ténh vã tán sä, con cäng suát tac dung cua cac may phat âiãn thç tàng lãn do tac dung
cua cac bä tæ âäng âiãu chènh täc âä. Ca hai yãu tä nay se dán âãn cán bàng å truc mäi
may phat âiãn. Tán sä se khäng giam næa va se än âënh å mät tán sä måi.
Màc khac khi tán sä giam se lam biãn âäi sæc âiãn âäng cua tát ca cac may phat
âiãn va âiãn khang cua tát ca cac nhanh va do âo se lam biãn âäi âiãn ap å tát ca cac nut
trong hã thäng. Âiãn ap biãn däi se dán âãn biãn âäi cäng suát tac dung va phan khang
cán cung cáp cho cac phu tai theo âàc tênh ténh vã âiãn ap. Tom lai qua trçnh diãn ra rát
phæc tap.
2. Træång håp thæ hai
Gia sæ dong âiãn kêch tæ å mät tä may lån nao âo cua hã thäng giam xuäng, cäng
suát phan khang do tä may phat âo phat ra giam xuäng va lam cho âiãn ap å cac nut lán
cán giam xuäng. Så dé âiãn ap phai giam xuäng la âã âam bao cán bàng cäng suát phan
khang vç ta biãt theo âàc tênh ténh cua phu tai vã âiãn ap, luc âiãn ap giam thç cäng suát
cung cáp cho phu tai cung giam. Âiãn ap giam lai lam cho phu tai tac dung å cac nut
giam xuäng theo âàc tênh ténh cua phu tai vã âiãn ap. Do âo se xuát hiãn mát cán bàng
cäng suát tac dung trãn truc cac may phat âiãn dán âãn goc lãch räto va täc âä quay cua
cac may phat âiãn tàng lãn, cho âãn luc co cán bàng måi tao nãn båi sæ tàng phu tai tac
dung cua hã thäng theo âàc tênh ténh vã tán sä cua cac phu tai. Tán sä tàng se lam biãn
âäi sæc âiãn âäng cac may phat âiãn va âiãn khang cac nhanh va do âo se lam biãn âäi
âiãn ap å cac nut.
90
Nhom Nha may âiãn - Bä män Hã thäng âiãn - ÂHBK Âa Nàng
.
Män hoc: Ván hanh Hã thäng âiãn
Hai træång håp trãn la qua trçnh liãn quan phæc tap giæa cac biãn âäi cua tán sä,
âiãn ap, cäng suát tac dung va cäng suát phan khang. Âã âån gian trong thæc tã ngæåi ta
thæång gia thiãt.
a. Moi biãn âäi vã cán bàng cäng suát tac dung cua may phat va phu tai dán âãn
sæ biãn âäi vã tán sä.
b. Moi biãn âäi vã cán bàng cäng suát phan khang chè dán âãn biãn âäi âiãn ap.
Tom lai cac âiãu kiãn cán thiãt âã âam bao gia trë cua tán sä va âiãn ap trong hã
thäng la:
1. Cäng suát tac dung cua cac may phat âiãn phai âu âã cung cáp toan bä cho phu
tai tac dung cua hã thäng va tän thát cäng suát tac dung trong mang trong âiãu kiãn lam
viãc âënh mæc cua âiãn ap va tán sä.
2. Cäng suát phan khang cua cac may phat âiãn va may bu âäng bä phai âu âã
cung cáp cho toan bä phu tai phan khang cua hã thäng va tän thát cäng suát phan khang
trong mang trong âiãu kiãn lam viãc âënh mæc cua âiãn ap va tán sä.
3. Phán bä cäng suát phan khang cua cac may phat âiãn va may bu âäng bä trong
hã thäng phai âam bao sao cho læång cäng suát phan khang truyãn trãn ac âæång dáy liãn
lac giæa cac khu væc la be nhát nhàm giam tän thát âiãn ap va âiãn nàng trong mang.
6.4. ÂIÃU CHÈNH TÁN SÄ TRONG HÃ THÄNG ÂIÃN
6.4.1 Nguyãn ly âiãu chènh
Âiãu chènh tán sä trong cac hã thäng âiãn læc hiãn âai la mät trong nhæng nhiãm
vu quan trong nhát cua âiãu khiãn hã thäng. Trong hã thäng cán phai giao nhiãm vu âiãu
chènh tán sä cho mät sä nha may âiãn nhát âënh (lam viãc å phán âènh phu tai).
P
PF
c
Pft
b
Pft0
a
P0
o
Turbin
PF0
f
f2 f0
f1
MF
Hçnh 6-7
Hçnh 6 - 6
Trãn hçnh 6-6 ve så âä nguyãn ly âiãu chènh tán sä may phat âiãn, trãn hçnh 6-7
ve cac âæång âàc tênh tán sä cua thiãt bë tæ âäng âiãu chènh täc âä cua turbin (PF0) va âàc
tênh tán sä cua phu tai täng cua hã thäng co xet âãn tän thát cäng suát trong mang (Ppt0).
Giao âiãm cua hai âæång âàc tênh nay xac âënh tán sä lam viãc cua hã thäng f0.
91
Nhom Nha may âiãn - Bä män Hã thäng âiãn - ÂHBK Âa Nàng
.
Män hoc: Ván hanh Hã thäng âiãn
Gia sæ phu tai täng trong hã thäng tàng lãn va ta co âæång âàc tênh Ppt. Nãu khäng
co thiãt bë tæ âäng âiãu chènh täc âä tæc cäng suát cua may phat âiãn khäng âäi (bàng P0)
thç hã thäng se chuyãn sang lam viãc tai âiãm a va tán sä se giam xuäng trë sä f1. Khi co
âiãu chènh täc âä tæc co âiãu chènh så cáp thç hã thäng se lam viãc tai âiãm b va tán sä se
giam xuäng trë sä f0 > f2 > f1. Khi co thiãt bë tæ âäng âiãu chènh tán sä tæc co âiãu chènh
thæ cáp thç âæång âàc tán sä cua may phat se dëch chuyãn lãn thanh âæång (PF) va hã
thäng se lam viãc tai âiãm c æng våi no ta co tán sä f0’ = f0 .
Co thã chia qua trçnh âiãu chènh tán sä thanh ba giai âoan nhæ sau:
1. Luc âáu khi phu tai tàng âät ngät tán sä chæa këp biãn âäi nãn thiãt bë tæ âäng
âiãu chènh täc âä va tán sä chæa tac âäng. Cäng suát tàng se do mäi tä may phat ganh
mät phán, nhiãu êt tuy theo sæc âiãn âäng va goc pha cua chung va cac âiãn khang trong
EU
mang ( P =
sinδ ). Trong luc âo cäng suát cua turbin ván chæa tàng do âo cac may
Z12
phat bë ham va tán sä trong hã thäng giam xuäng.
2. Khi âä lãch cua tán sä væåt qua vung khäng nhay cua thiãt bë tæ âäng âiãu
chènh täc âä cua turbin (khoang 0,05% fâm âäi våi turbin håi va 0,02% fâm âäi våi turbin
næåc) thç cac bä âiãu chènh täc âä bàt âáu lam viãc. Nhæng vç no co quan tênh nãn tac
âäng chám trã khoang (1 ÷ 2 sec), sau khi tac âäng læång håi (næåc) vao turbin tàng va
tán sä bàt âáu tàng (âoan ab trãn âàc tênh Ppt).
3. Khi âä lãch cua tán sä væåt qua vung khäng nhay cua thiãt bë tæ âäng âiãu
chènh tán sä (khoang 0,02%) thç no bàt âáu tac âäng va lam dëch chuyãn âæång âàc tênh
âiãu chènh täc âä cua turbin. Täc âä dëch chuyãn tæång âäi chám qua trçnh âiãu chènh
chiãm khoang (30 ÷ 40 sec) måi phuc häi âæåc tán sä âënh mæc.
6.4.2 Biãu thæc tênh toan
Khi co thiãt bë tæ âäng âiãu chènh täc âä, âæång âàc tênh tán sä cua âiãu chènh täc
âä PF(f) va âæång âàc tênh ténh cua phu tai Ppt(f) co täc âä âæåc xac âënh nhæ sau:
∆PF
∆f
KF =
:
(6-10)
PFdm fdm
∆Ppt
∆f
Kpt =
:
(6-11)
Ppt fdm
Trong âo :
- PFâm la cäng suát âënh mæc täng cac may phat âiãn
- Pprâm la täng cäng suát phu tai va tän thát trong mang
Tæ (6-10) va (6-11) ta rut ra âæåc:
∆f
∆PF = −PFdm
.KF
(6-12)
(6-13)
fdm
∆f
fdm
∆Ppt = Ppt
K pt
92
.
Nhom Nha may âiãn - Bä män Hã thäng âiãn - ÂHBK Âa Nàng
Män hoc: Ván hanh Hã thäng âiãn
Dáu træ å cäng thæc (6-12) chè ràng khi tán sä giam (∆f < 0) thç cäng suát cac may
phat âiãn tàng lãn (∆PF > 0). Ngæåc lai å cäng thæc (6-13) khi tán sä tàng (∆f > 0) thç
cäng suát cua phu tai cung tàng.
Ta goi ρ la hã sä dæ træ:
PFdm
ρ =
(6-14)
Ppt
Khi trong hã thäng co biãn âäi vã cán bàng cäng suát mät læång:
∆P = ∆PF - ∆Ppt
(6-15)
se lam cho tán sä biãn âäi mät læång la ∆f, xac âënh båi phæång trçnh sau:
∆f
fdm
∆P = ∆PF − ∆Ppt = −Ppt
(
ρkF + k pt
)
(6-16)
(6-17)
∆f
fdm
∆P
ρkF + k pt
Suy ra :
= −
Ppt
(
)
Tæ cäng thæc (6-17) ta tháy ràng khi âä däc KF cang lån nghéa la âæång âàc tênh
PF(f) cang däc thç tán sä cang än âënh. Âä däc âàc tênh cua may phat tæång âäi lån
KF=(15 ÷ 20) âäi våi may phat turbin håi va KF = (25 ÷ 50) âäi våi may phat turbin næåc.
Khi cäng suát tä may khäng âäi tæc khäng co thiãt bë tæ âäng âiãu chènh täc âä, âä däc
cua âàc tênh KF = 0).
Khi co nhiãu tä may trong hã thäng thç cán phai xac âënh âä däc trung bçnh KFtb
cho tát ca cac tä may.
Âäi våi mäi tä may ta co:
∆f
fdm
∆Pfi = −PFidm
.K fi
(6-18)
Cäng lai se co :
Hay :
n
∆f
∆PF = −
fdm
.
P
Fidm .KFi
∑
i=1
n
∆f
∆PF = −
fdm
.KFtb
P
∑
Fdm
1
n
P
Fidm KFi
∑
i=1
Suy ra :
KFtb =
(6-19)
n
P
∑
Fi
i=1
Vê du :
Gia sæ trong hã thäng co 50% sä tä may tai âáy tæc phat hãt cäng suát. 25% sä tä
may nhiãt âiãn co dæ træ cäng suát 10% va co âä däc KF = 16,6. 25% sä tä may con lai la
93
Nhom Nha may âiãn - Bä män Hã thäng âiãn - ÂHBK Âa Nàng
.
Män hoc: Ván hanh Hã thäng âiãn
thuy âiãn co dæ træ cäng suát 20% va co âä däc KF = 27. Âä däc cua âàc tênh phu tai láy
bàng 1,5. Hay xac âënh khi phu tai tàng lãn bao nhiãu thç tán sä giam 1%.
Giai:
Theo cäng thæc (6-19) ta co :
0,5x0 + 0,25x16,6 + 0,25x27
KFtb =
=
10,4
1
Theo (6-14) ta co :
1+ 0,5x0 + 0,25x0,1+ 0,25x0,2
ρ =
= 1,075
1
Theo cäng thæc (6-17) ta tênh âæåc biãn âäi tán sä hã thäng nhæ sau:
∆f
fdm
∆P
1
∆P
Pft 12,68
1
= −
x
= −
x
Pft 1,075x10,4 +1,5
Nhæ váy khi phu tai tàng lãn 12,68% thç tán sä hã thäng se giam xuäng 1%.
Nãu hã thäng hoan toan khäng co dæ træ tæc ta co: KFtb = 0 va ρ = 1, khi âo ta
∆f
fdm
∆P
Pft 1,5
1
= −
x
tênh âæåc:
Nghéa la khi phu tai tàng 1,5% thç tán sä hã thäng se giam 1%. Luc nay biãn âäi
cua tán sä chè phu thuäc vao âä däc cua âæång âàc tênh ténh cua phu tai.
6.5.ÂIÃU CHÈNH ÂIÃN AP TRONG HÃ THÄNG ÂIÃN
6.5.1 Nguãn ly chung:
Âã âiãu chènh âiãn ap ta co thã sæ dung cac phæång phap sau :
a/ Âiãu chènh âiãn ap may phat âiãn bàng cach âiãu chènh dong âiãn kêch tæ may
phat.
b/ Âiãu chènh âiãn ap ra cua may biãn ap tàng ap va ha ap bàng cach âàt âáu phán
ap cä âënh hoàc âiãu ap dæåi tai.
c/ Âiãu chènh âiãn ap trãn âæång dáy tai âiãn bàng may biãn ap âiãu chènh va biãn
ap bä trå.
d/ Âàt cac thiãt bë bu ngang co âiãu chènh âã thay âäi tän thát âiãn ap trãn âæång
dáy co thã dung bä tu âiãn, may bu âäng bä, âäng cå âiãn âäng bä co âiãu chènh kêch tæ
hoàc thiãt bë khang bu nhanh (SVC)
e/ Âàt thiãt bë bu doc trãn âæång dáy âã thay âäi âiãn khang âæång dáy nhàm thay
âäi tän thát âiãn ap.
94
Nhom Nha may âiãn - Bä män Hã thäng âiãn - ÂHBK Âa Nàng
.
Män hoc: Ván hanh Hã thäng âiãn
Theo ban chát vát ly, chè co hai phæång phap cå ban âã âiãu chènh âiãn ap la:
hoàc tàng thãm nguän cäng suát phan khang (cac phæång phap a, d) hoàc phán bä lai
cäng suát phan khang trong mang âiãn (cac phæång phap con lai), phæång phap sau chè
co hiãu qua khi hã thäng âiãn co âu cäng suát phan khang. Khi hã thäng âiãn thiãu cäng
suát phan khang phæång phap duy nhát âã âiãu chènh âiãn ap la tàng thãm cac nguän
cäng suát phan khang.
6.5.2 Cac thiãt bë âiãu chènh âiãn ap:
Cac thiãt bë sæ dung âã âiãu chènh âiãn ap gäm co :
-
-
-
-
-
-
Âáu phán ap cua may biãn ap
May biãn ap âiãu ap dæåi tai
Bä âiãu chènh âæång dáy
Bä tu âiãn co diãu chènh
May bu âäng bä
Âäng cå âäng bä co âiãu chènh kêch tæ
o
o
a. Âáu phán ap cua may biãn ap (MBA)
Å âáu dáy cao ap cua may biãn ap ngoai âáu
ra chênh con co cac âáu ra phu goi la âáu phán ap.
Cac âáu phán ap cho phep thay âäi sä vong dáy cuän
cao cua MBA va do âo thay âäi hã sä biãn ap cua
MBA (hçnh 6-8).
UH
UC
o
5 o
o
4
o
o
o
o
3
2
1
(Giai thêch nguyãn ly lam viãc)
Hçnh 6-8
b. May biãn ap âáu ap dæåi tai
May biãn ap âáu ap dæåi tai la loai may biãn ap co thã thay âäi âáu phán ap khi
âang mang tai.Så âä nguyãn ly cua mät sä loai may biãn ap âiãu ap dæåi tai nhæ hçnh 6-9.
o
o
o
o
UH
UH
o
o
UC
UC
o
MC1
MC2
o
o
o
+2
+1
0
-1
-2
4
3
2
1
0
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
MC3
MC4
Hçnh 6 - 9a
Hçnh 6 - 9b
95
Nhom Nha may âiãn - Bä män Hã thäng âiãn - ÂHBK Âa Nàng
.
Män hoc: Ván hanh Hã thäng âiãn
o
o
o
UH
o
o
MBA Chênh
UC
MBA Âiãu chènh
o
+4
+3
+2
+1
0
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
-1
-2
MBA Bä trå
-3
-4
Hçnh 6 - 9c
(Giai thêch nguyãn ly lam viãc)
c. Bä âiãu chènh âæång dáy
Co så âä nguyãn ly nhæ trãn hçnh 6-10, gäm co may biãn ap âiãu chènh co cac âáu
phán ap phu âiãu ap dæåi tai va may biãn ap bä trå näi vao âæång dáy, âiãn ap tàng thãm
nay âæåc âiãu chènh bàng cach thay âäi âáu phán ap cua may biãn ap âiãu chènh khi
mang tai. Bä nay co thã âàc å âáu hoàc cuäi âæång dáy tai âiãn træåc khi vao tram biãn
ap.
MBA Bä trå
MBA Âiãu chènh
+2
o
+1
o
0
o
-1
o
-2
o
Hçnh 6 - 10
(Giai thêch nguyãn ly lam viãc)
96
Nhom Nha may âiãn - Bä män Hã thäng âiãn - ÂHBK Âa Nàng
.
Män hoc: Ván hanh Hã thäng âiãn
6.5.3 Âiãu chènh âiãn ap å nha may âiãn
a. Âiãu chènh âiãn ap å may phat âiãn
Âiãn ap å thanh cai may phat co thã âiãu chènh âæåc trong khoang ± 5% so våi âiãn
ap âënh mæc cua no. Å chã âä phu tai cæc âai do tän thát trong mang lån nãn âã âam bao
chát læång âiãn nàng âiãn ap å may phat cán giæ cao. Ngæåc lai trong chã âä phu tai cæc
tiãu, tän thát âiãn ap trong mang âiãn nho cán phai giam tháp âiãn ap âáu cæc may phat.
b. Âiãu chènh å may biãn ap tàng ap
Yãu cáu âiãn ap å thanh cai cao ap
cua MBA tàng ap âæåc xac âënh båi sæ cán
bàng cäng suát phan khang cua hã thäng âiãn
trong cac chã âä cæc âai va cæc tiãu. Âã âam
bao âiãn ap yãu cáu chung ta cán phai chon
âáu phán ap thêch håp. Trãn hçnh 6-11 ve så
âä may biãn ap tàng ap.
UF
UR
MBA
~
MF
Hçnh 6-11
Nãu ta âàt å âáu vao cua MBA mät gia trë bàng âiãn ap âënh mæc cua cuän ha ap
UH thç âiãn ap å âáu ra khi khäng tai la Upa va khi co tai la Upa - ∆UB. Trong âo Upa la âiãn
ap cua âáu phán ap cán chon va ∆UB la tän thát âiãn ap trong MBA.
Khi âiãn ap vao UV(UF ) khac våi UH(UFâm) thç âiãn ap Ur cung phai khac âi våi
cung mät tè lã
Váy ta co biãu thæc :
UV
UF
UR
=
=
UH UFdm U pa − ∆UB
Tæ âo suy ra âæåc:
UR
UF = UFdm
−
(6-20)
U pa − ∆UB
Khi biãt âiãn ap yãu cáu chênh la UR trong cac chã âä phu tai va biãt ∆UB thç theo
(6-20) ta co thã læa chon âáu phán ap Upa phäi håp våi UF âã âiãu chènh âiãn ap.
6.5.4 Âiãu chènh âiãn ap bàng cach âàt thiãt bë bu ngang
Thiãt bë bu thæång âæoc sæ dung âã âiãu chènh âiãn ap khi sæ dung cac phæång
tiãn khac khäng âam bao tiãu chuán vã chát læång âiãn nàng. Thiãt bë bu thæång dung la
tu âiãn ténh, may bu âäng bä hoàc cac âäng cå âäng bä co thã âiãu chènh kêch tæ. Viãc sæ
dung thiãt bë bu con co låila náng cao tênh kinh tã cua mang âiãn.
Ta xet så âä nhæ hçnh 6-12, âã âam bao âiãn ap yãu cáu å thanh cai ha ap UB, ta
cán âàt å âáy thiãt bë bu våi dung læång Qb.
97
Nhom Nha may âiãn - Bä män Hã thäng âiãn - ÂHBK Âa Nàng
.
Män hoc: Ván hanh Hã thäng âiãn
UA
UB
UA
UB
X
R
MBA
P - jQ
Hçnh 6-12
-
Træåc khi âàt thiãt bë bu âiãn ap å thanh cai UA co gia trë :
PR + QX
U A = UB0
+
(6-21)
UB0
Trong âo :
UA la âiãn ap å âáu nguän,
UB0 âiãn ap thanh cai B qui âäi vã phêa cao ap,
P, Q : cäng suát tac dung va phan khang cua phu tai,
X, R : Thäng sä âæång dáy va may biãn ap.
Træåc khi âàt bu doc ta co :
Sau khi âàt thiãt bë bu ta co :
-
PR + (Q − Qb )X
U A = UB +
(6-22)
UB
Trong âo :
UB âiãn ap thanh cai B qui âäi vã phêa cao ap.
Cán bàng (6-21) va (6-22) ta co:
PR + (Q − Qb )X
PR + QX
UB0
+
= UB +
UB0
UB
Tæ âo suy ra:
Co thã xem:
Do âo ta co:
Qb X
PR + QX PR + QX
= UB −UB0
+
−
UB
UB
UB0
PR + QX PR + QX
≈
UB0
UB
UB (UB −UB0 )
Qb =
(6-22)
X
Theo (6-22) khi thay UB, X, UB0 å cac chã âä phu tai khac nhau ta xac âënh âæåc
dung læång bu cán thiãt å moi chã âä ván hanh cua mang âiãn. Vç UB phu thuäc vao hã sä
biãn ap cua MBA nãn co thã âàt âáu phán ap håp ly sao cho dung læång bu cán âàt la be
nhát.
98
Nhom Nha may âiãn - Bä män Hã thäng âiãn - ÂHBK Âa Nàng
.
Män hoc: Ván hanh Hã thäng âiãn
6.5.5 Âiãu chènh âiãn ap bàng cach âàt thiãt bë bu doc
Âã âiãu chènh âiãn ap co thã âàt thiãt bë bu doc bàng cach màc näi tiãp tu âiãn
trãn âæång dáy nhæ trãn hçnh 6-13.
UB
UB
UA
UA
UA
UA
UB1
UB2
UB1
UB2
a/
b/
- UB1: Khi co âàt tu bu doc
- UB2: Khi khäng âàt tu bu doc
Hçnh 6 - 13
Bä tu co tac dung lam giam âiãn khang âæång dáy, do âo lam cho tän thát âiãn ap
giam âi.
Træåc khi âàt thiãt bë bu doc ta co tän thát âiãn ap:
PR + QX
∆U =
U
Sau khi âàt thiãt bë bu doc tän thát âiãn ap:
PR + Q(X − XC )
∆U =
U
Ro rang la tän thát âiãn ap trãn âæång dáy giam xuäng khi ta âàt tu bu doc.
Gia thiãt ràng bä tu bu co m nhanh va mäi nhanh co n tu âiãn våi âiãn ap âënh
mæc U0 va cäng suát âënh mæc Q0 cua mäi tu. Cán xac âënh sä læång m va n.
- Sä tu âiãn trong mät nhanh n phai thoa man âiãu kiãn âiãn ap :
nU0 ≥ Ut
Ut la âiãn ap thæc tã trãn cæc cua bä tu
S
Ut = IXC =
.XC .10−3 [KV]
3.Udm
Trong âo : I, S : dong âiãn va cäng suát âi qua bä tu
Suy ra
Ut
S
n ≥
=
.XC .10−3
(6-23)
U0
3.U0Udm
- Sä nhanh m phai thoa man âiãu kiãn dong âiãn :
mI0 ≥ I
99
.
Nhom Nha may âiãn - Bä män Hã thäng âiãn - ÂHBK Âa Nàng
Män hoc: Ván hanh Hã thäng âiãn
Trong âo : I0 la dong âiãn cho phep cua tu âiãn
Q0
I0 =
[A]
U0
SU0
nX0
XC
I
Suy ra:
m =
=
=
(6-24)
I0
3.UdmQ0
Trong âo:
- X0: Âiãn khang cua tu
U02
- X0 =
.103 [Ω]
Q0
Qua hçnh 6-13 ta tháy nåi âàt tu co anh hæång âãn phán bä âiãn ap trãn âæång
dáy. Nãu mang chè co mät phu tai å cuäi âæång dáy thæång âàt tu å ngay tram biãn ap
phán phäi. Khi mang co nhiãu phu tai phán bä doc âæång dáy thç cán phai cán nhàc âã
læa chon âiãm âàt tu cho phu håp. Noi chung âiãm âàt cang gán vã phêa nguän cang cán
êt tu âiãn va mæc âiãn ap cang än âënh.
100
.
Nhom Nha may âiãn - Bä män Hã thäng âiãn - ÂHBK Âa Nàng
16 trang
21580
Free
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Vận hành hệ thống điện - Chương 6: Chất lượng điện năng và vấn đề điều chỉnh tần số, điện áp trong hệ thống điện", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_van_hanh_he_thong_dien_chuong_6_chat_luong_dien_n.pdf
