Bài giảng Giải tich hệ thống điện - Bài 2: Thông số đường dây truyền tải điện - Cô Thái

Nội dung text: Bài giảng Giải tich hệ thống điện - Bài 2: Thông số đường dây truyền tải điện - Cô Thái

1. 2.1 Các phần tử chính của đường dây 2 Dây chống sét Cách điện Dây dẫn Trụ điện * Thông số đường dây: R, L, C
2. 2.2 Điện trở 4 o Điện trở một chiều r l r - điện trở suất (Ω.m), RDC (  ) l - chiều dài (m), F F - tiết diện dây dẫn (m2) * Ảnh hưởng của nhiệt độ - hệ số nhiệt điện trở ở 20ºC Rt - điện trở ở tºC Rt R20 C [1 ( t - 20)] R20ºC - điện trở ở 20ºC Kim loại r (Ω.m) (1/ºC) Đồng thường 1,72×10-8 0,00393 Ở 20ºC Đồng cứng 1,77×10-8 0,00382 Nhôm 2,83×10-8 0,00390 Thép 12,88×10-8 0,001-0,005
3. 2.3 Điện cảm 6 o Xem xét một dây dẫn bán kính r mang dòng điện I, mật độ từ thông (Wb/m2) bên trong và bên ngoài dây dẫn: 2 10-7 Ix B B ( x r ) ng x I Khoảng cách o Điện cảm: tr  ng L r I x D
4. 2.3 Điện cảm 8 o GMD tự thân của dây dẫn bện nhiều sợi với số sợi khác Dây dẫn nhau GMD 1 (dây tròn đặc ruột) 0,779R 7 0,726R 19 0,758R 37 0,768R 61 0,772R 91 0,774R 127 0,776R Với R là bán kính ngoài của dây dẫn R R Cáp 3 sợi Cáp 7 sợi
5. 2.3 Điện cảm 10 o Trường hợp 2: đường dây 3 pha đối xứng DAB = DBC = DCA. Điện cảm ba pha giống nhau và điện cảm một pha (thí dụ pha A) là IA D -7 D LA 2 10 ln ( H m) r IC IB r IA + IB + IC = 0 Giống với điện cảm của đường dây 1 pha có cùng khoảng cách và kích cỡ dây dẫn
6. 2.3 Điện cảm 12 Trường hợp 4: Đường dây 3 pha bố trí nằm ngang  D D D a -7 m (H/m) La 2.10 . ln Ia r ' (Ω/m) XL . L 2. . f . L 12
7. 2.3 Điện cảm 14 o Trường hợp 5: đường dây 3 pha lộ kép (có hoán vị). -7 Dm Lộ 1 Lộ 2 LA 2 10 ln ( H m) D s a’ a’’ b’’ b’ c’ c’’ r
8. 2.3 Điện cảm 16 Bán kính trung bình hình học Ds: Với: 16
9. 2.3 Điện cảm 18 o Chú ý: công thức tổng quát tính điện cảm của đường dây truyền tải trên không: -7 Dm L 2 10 ln ( H m) Ds Trong đó Dm và Ds phụ thuộc và kích thước dây dẫn và cách bố trí dây dẫn o Cảm kháng XL 2 fL (  m)
10. 2.3 Điện cảm 20 o BT2.1: cho đường dây 3 pha hoán vị đầy đủ được bố trí như hình vẽ. Mỗi dây dẫn được bện từ 7 sợi và đường kính ngoài là của dây dẫn là 15 mm. Tính điện cảm trên từng km mỗi pha. A 4 m 6 m 9 m B C ĐS: L= 1,4×10-3 H
11. 2.3 Điện cảm 22 o BT2.3: cho đường dây 3 pha lộ kép có hoán vị được cho như hình vẽ. Đường kính mỗi dây là 5 cm. Tính toán cảm kháng trên 1 km mỗi pha biết tần số của hệ thống là 50 Hz. A B C 30 cm 5 m A’ B’ C’ 5 m 5 m
12. 2.4 Điện dung 24 o Trường hợp 1: đường dây 1 pha 2 dây dẫn bán kính r cách nhau một khoảng D D * Điện dung giữa dây dẫn A và B B A q1 q2 1 q + q = 0 C ( F m) r 1 2 AB D 36 109 ln r * Điện dung giữa bất kỳ một dây dẫn và trung tính 1 CC 2 ( F m) AN AB D 18 109 ln r
13. 2.4 Điện dung 26 o Trường hợp 4: đường dây 3 pha không đối xứng có hoán vị 1 C ( F m) A AN D 18 109 ln m r B C r 3 Với DDDDm AB BC CA
14. 2.4 Điện dung 28 o Chú ý: Sự phụ thuộc của điện dung C với đường kính dây dẫn, và khoảng cách pha. (μF/km) (μF/km) C C Đường kính dây Khoảng cách pha thay đổi thay đổi Khoảng cách dây Dm () cm Đường kính dây d() cm o Nếu bỏ qua từ thông bên 1 1 LC 2 2 trong dây dẫn 3.108 c
15. 2.5 Vầng quang điện 30 o Ở điện thế giới hạn (điện trường giới hạn), không khí bao quanh dây dẫn bị ion hóa mạnh do vạ chạm và coi như dẫn điện, làm cho dây dẫn trở nên có điện trở lớn hơn. Do đó, tổn hao đường dây tăng lên. o Sự xuất hiện vầng quang phụ thuộc chủ yếu vào cường độ điện trường cục bộ trên bề mặt dây dẫn. Điện trường này bị ảnh hưởng bởi điều kiện bề mặt của dây dẫn: độ nhám, ẩm ướt,
16. 2.5 Vầng quang điện 32 • d: mật độ không khí 3,92b d 273 t b: áp suất không khí, cmHg t: nhiệt độ (0C)
17. 2.6 Cáp 34 o Giá trị điện cảm của cáp 1 lõi:  R L 0 ln 1 (H/m) 2. R2 o Giá trị điện cảm của cáp 3 lõi: K.D K L 0.05 0.2ln (H/m) R Tam giác đều Nằm ngang 3.3 2.3
18. 2.6 Cáp 36 o Giá trị điện dung cáp 3 lõi: C1 C2 C2 C 1 C1 C2
19. 2.6 Cáp 38 Giá trị điện dung cáp 3 lõi: a  ' C1 (F/m) 9 R1 18.10 .ln CC1 3 2 R2 CC 3  '' 1 2 3C2 (F/m) 9 D 18.10 .ln m b c CC1 3 2 Ds