IV. TÍNH TOÁN CÁC THAM SỐ CỦA MẠNG ĐIỆN 4. Tổng tở và tổng dẫn của đường dây 4.. Cấu tạo dây dẫn tên không ACSR (Aluminum Conductos Steel Reinfoced) AAC (All-Aluminum Conducto) AAAC (All-Aluminum-Alloy Conducto) ACAR (Aluminum Conducto Aluminum Alloy Reinfoced) ACCC (Aluminum Conduto composite Coe) GTACSR (Gap type themal-esistant aluminum alloy conduto steel einfoced) GZTACSR (Gap type supe themal-esistant aluminum alloy conduto steel einfoced)
IV. TÍNH TOÁN CÁC THAM SỐ CỦA MẠNG ĐIỆN 4. Tổng tở và tổng dẫn của đường dây 4.. Cấu tạo dây dẫn tên không GTACSR GZTACSR
IV. TÍNH TOÁN CÁC THAM SỐ CỦA MẠNG ĐIỆN 4. Tổng tở và tổng dẫn của đường dây 4.. Cấu tạo dây dẫn tên không ACCC
4. Tổng tở và tổng dẫn của đường dây 4.. Cấu tạo dây dẫn tên không Ký hiệu dây dẫn: -ây Pháp: ây hợp kim nhôm dùng ở Pháp có tên Almelec được tiêu chuẩn bằng ký hiệu AGS/L -ây Nga: được ký hiệu bằng chữ cái và chữ số: +Chữ cái dùng chỉ vật liệu làm a dây đó. M: đồng, A: nhôm, AC: nhôm lõi thép, ACY: nhôm lõi thép tăng cường, ПC: thép +Chữ số chỉ tiết diện của dây dẫn (mm ) -ây Mỹ: đơn vị đo lường của Mỹ khác với đơn vị đo lường quốc tế +Cicula mil (CM) dùng làm đơn vị của tiết diện dây, là tiết diện tòn có đường kính mil hay 0,00inch. CM=05,067x0-4mm =5x0-4mm. Bội số của CM là MCM, MCM=000CM 0,5mm. +V: ây ACSR 759MCM=759x0,5=379x0,5mm tương đương với dây ACO400 hay ACY400 của Nga 0 Jan 0 4
. CÁC THÔNG SỐ ĐƯỜNG ÂY TRUYỀN TẢI TRÊN KHÔNG
. Các phần từ chính của Đ tuyền tải tên không 4.. Điện tở dây dẫn Điện tở C của dây dẫn R dc, T T. l A ü Hình xoắn ốc các sợi dây ü Nhiệt độ ü Tần số (hiệu ứng bền mặt) ü Cường độ dòng điện Những sợi dây dẫn được quấn theo hình xoán ốc thì nó làm thay đổi hướng, tăng chiều dài dây dẫn từ -% so với chiều dài thực tế. o đó, điện tở dc của sợi dây dẫn có giá tị lớn hơn thực tế -% Điện tở AC thường cao hơn điện tở C: đối với hệ thống có tần số 60 Hz thì điện tở AC cao hơn C khoảng % Ảnh hưởng của nhiệt độ lên dây dẫn Nếu điện tởdây dẫn là R t ờ nhiệt độ t 0 C biết tước, điện tờ R t ở nhiêt độ t 0 C Có thể tính bằng biểu thức ( với α ở 0 0 C được cho ở bảng sau) R / t R / t 0 0, hoặc R R 0 t 0 C 0
. Các phần từ chính của Đ tuyền tải tên không 4.. Điện tở dây dẫn Điện tở C của dây dẫn R dc, T T. l A ü Hình xoắn ốc các sợi dây ü Nhiệt độ ü Tần số (hiệu ứng bền mặt) ü Cường độ dòng điện Những sợi dây dẫn được quấn theo hình xoán ốc thì nó làm thay đổi hướng, tăng chiều dài dây dẫn từ -% so với chiều dài thực tế. o đó, điện tở dc của sợi dây dẫn có giá tị lớn hơn thực tế -% Điện tở AC thường cao hơn điện tở C: đối với hệ thống có tần số 60 Hz thì điện tở AC cao hơn C khoảng % Ảnh hưởng của nhiệt độ lên dây dẫn R / t R / t 0 0 R, R : điện tở dây dẫn tại nhiệt độ t, t ( 0 C), hoặc R R 0 t 0 C 0 T: nhiệt độ không đổi phụ thuộc vào vật liệu chế tạo dây dẫn, dây nhôm T 8
4. Tổng tở và tổng dẫn của đường dây 4.. Điện tở dây dẫn Hoặc Kim loại Điện tở suất Hệ số nhiệt điện tở α ( 0 C - ) ở 0 0 C Nhôm,83 0,0039 Đồng cứng,77 0,0038 Đồng thường,7 0,00393 Sắt 0,00 0,005 Thép -88 0,0-0,005 Bạc,53 0,0038 Đồng thau 6,4-8,4 0,00 R : Điện tở của dây dẫn ở.t 0 C R 0 : Điện tở của dây dẫn ở.0 0 C α 0 : hệ số nhiệt điện tở của dây dẫn ở 0 0 C Rt R0 0t
. Các phần từ chính của Đ tuyền tải tên không.. Điện tở dây dẫn Hiệu ứng mặt ngoài của dây dẫn do tần số Khi dòng AC đi qua dây dẫn, dòng điện sẽ phân bố không đều tên tiết diện dây dẫn, mật độ dòng điện ở mặt ngoài sẽ cao hơn mật đọ dòng điện ở tung tâm dây dẫn tổn thất công suất lớn hơn khi dòng điện qua dây dẫn là dòng điện C có cùng cường độ dòng điện Điện tở AC thường cao hơn điện tở C: đối với hệ thống có tần số 60 Hz thì điện tở AC cao hơn C khoảng % Điện tở hiệu dụng xoay chiều của dây dẫn được tính như là tổn thất công suất tung bình tong dây dẫn chia cho dòng điện cùng pha R U I
. Các phần từ chính của Đ tuyền tải tên không.. Điện cảm và cảm kháng dây dẫn Điện cảm của Đ tuyền tải phụ thuộc vào vị tí giữa các dây dẫn và kích thước dây dẫn Từ tường H ở khoảng cách x tính từ tâm dây dẫn mang dòng I(A) I H ( A.vòng / m ) x Mật độ từ cảm dọc theo dây dẫn được xác định [webes/m ] Và mật độ từ thông dọc bề mặt tự do là: 7.0 I B (Wb / m ) x là độ từ thẩm tung bình Mặt khác, từ cảm B được sinh a và tỉ lệ thuận với dòng điện và được xác định như sau Li
. Các phần từ chính của Đ tuyền tải tên không.. Điện cảm và cảm kháng dây dẫn Từ thông móc vòng của dây dẫn thẳng dài vô hạn Giả sử dây dẫn thẳng dài vô hạn có bán kính, mật độ điện phân bố đều tong dây dẫn và có tổng dòng điện là i. Theo tính chất vật lý cơ bản chúng ta biết những đường từ thông có dạng những đường tòn đồng tâm. Giả sử dòng điện tong dây dẫn đi a ngoài của mặt tang giấy. Hướng của từ thông theo quy tắc vặn nút chai Từ thông móc vòng tên một mét chiều dài của dây bằng tổng từ thông móc vòng bên ngoài và bên tong dây dẫn ng t i 4 R.0 i 0 7 4 R y dl x
. Các phần từ chính của Đ tuyền tải tên không.. Điện cảm và cảm kháng dây dẫn Từ thông móc vòng đối với dây cáp nhiều sợi Khảo sát tính toán từ thông móc vòng của sợi tới bán kính R từ góc tọa độ Sợi bị ảnh hưởng bởi sợi, 3,, n Tất cả từ thông tạo a bởi dòng điện i k đi qua giữa điểm b và điểm c của tục x Từ thông móc vòng của sợi chịu ảnh hưởng bởi dòng điện ik được xác định: 0ik Rk k d k i 3 Sợi Tổng từ thông móc vòng của cuộn tới bán kính R từ sợi 0 R R R i i in 4 d d i i i k d k d k b 3 4 5 a i 4 n n R k i n c R R
n n d i d i i, 0 Tong đó bán kính đẳng tị của dây dẫn 4 /, e Tong tường hợp tổng quát khi, nhưng tong tường hợp thực tế, chúng ta quan tâm đến những dòng điện tức thời tong dây dẫn R Từ thông móc vòng tên một mét chiều dài của sợi thứ k là kn n k k k k d i i d i, 0 (*).. Điện cảm và cảm kháng dây dẫn. Các phần từ chính của Đ tuyền tải tên không
. Các phần từ chính của Đ tuyền tải tên không.. Điện cảm và cảm kháng dây dẫn Ví dụ Cho đường dây tuyền tải 3 pha có khoảng cách các đường dây bằng nhau và bán kính của sợi. Giả sử có như tình bày ở hình bên dưới. Tính độ từ cảm tên m chiều dài của mỗi pha tong hệ thống 3 pha tên.
Giải Sử dụng công thức (*) cho pha a ta có, 0, 0, 0 i i i i i i a a a c b a a o đó, 7, 0 0 i l a a a Hỗ cảm của pha a chỉ phụ thuộc vào dòng điện tên pha a. Điều này cũng đúng với pha b và c, 0 l l l c b a.. Điện cảm và cảm kháng dây dẫn. Các phần từ chính của Đ tuyền tải tên không
. Các phần từ chính của Đ tuyền tải tên không Đường dây tuyền tải phân pha Để giảm hỗ cảm giảm khoảng cách giữa những đường dây và tăng bán kính cáp Khi giảm khoảng cách giữa các pha nên chú ý đến sự đánh thủng cách điện do quá điện áp. Nói cách khác, chi phí đầu tư, tọng lượng và sự mềm dẻo của cáp cũng là vấn đề cần quan tâm khi tăng bán kính cáp. Tong thực tế điện áp từ 0 kv tở lên thì đường dây tuyền tải được phân pha, nghĩa là đường dây tuyền tải của từng pha được chia làm nhiều cáp có bán kính đặt cách nhau một khoảng a và đặt tên khung định vị để giảm tổn thất vầng quang, giảm điện kháng X 0, tăng khả năng tải đường dây 4 3 8 7 5 6 9 0
. Các phần từ chính của Đ tuyền tải tên không Đường dây tuyền tải phân pha (tt) l a l 4 0 R 7 b 0 R b GMR phải được xác định phù hợp với sợi cáp phân pha tong búi dây. Giả sử có b sợi cáp tong búi dây, Rb được xác định như sau R b, / b ( d,, d ) b b
. Các phần từ chính của Đ tuyền tải tên không Đường dây tuyền tải phân pha (tt) a) Nếu chúng ta xem búi dây tương đương với một cáp ỗng bên tong, nhằm làm tăng bán kính của cáp b) Đối với đường dây cao áp (từ 0 kv tở lên) thì tường điện từ sinh a lớn xung quanh cáp. Nếu tường điện từ này đủ lớn sẽ gây a hiện tượng ion hóa vùng không khí đó. Điều không mong muốn này gọi là hiện tượng coona. Hiện tượng coona cũng là một tong những nguyên nhân gây a tổn thất tên đường dây tuyền tải, nhiễu adio và gây ồn. Nếu bán kinh dây dẫn lớn sẽ làm giảm từ tường sinh a xung quanh bề mặt dây dẫn. Tong thực tế, người ta dùng đường dây phân pha cho hệ thống tuyền tải cao áp nhằm làm tăng bán kính dây dẫn. c) So với hệ thống tuyền tải dùng một cáp có cùng diện tích mặt cắt ngang của búi dây nhiều sợi cáp thì diện tích tiếp xúc dây dẫn với không khí sẽ lớn hơn nên giải nhiệt tốt hơn, do đó có thể tuyền tải dòng điện lớn hơn giới hạn nhiệt của cáp.
. Các phần từ chính của Đ tuyền tải tên không Tính toán điện kháng của dây dẫn Cảm kháng l 0 R m b 0 7 R m b [H/m] Điện cảm kháng X l f l L
. Các phần từ chính của Đ tuyền tải tên không Tính toán điện kháng của dây dẫn (tt) Hỗ cảm phụ thuộc độ dài, khoảng cách giữa các dây dẫn, do đó hỗ cảm giữa các dây dẫn khác nhau là khác nhau. Điều náy sẽ gây a không đối xứng về dòng điện, điện áp tong lưới điện. o đó, khắc phục nhược điểm náy người ta hoán vị dây dẫn sao cho mỗi pha của đường dây lần lượt ở 3 vị tí khác nhau A C B B C A A B l /3 l / 3 l / 3 (a) C B C A B A B A C B C B B C 3 (b)
. Các phần từ chính của Đ tuyền tải tên không Tính toán điện kháng của dây dẫn (tt)
. Các phần từ chính của Đ tuyền tải tên không Xác định điện dung Tính toán điện dẫn C [ F / m ] m Xác định dung dẫn B f.c.c [ / m ] 0 0 0 Xác đinh dung kháng X C,7790 6 m B f [ mi]
. Các phần từ chính của Đ tuyền tải tên không Tổn thất vầng quang Tổn thất vầng quang cường độ điện tường vượt qua ngưỡng nhất định ion hóa không khí xung quanh dây dẫn điện năng thoát a ngoài không khí phát a tiếng ồn và ánh sáng Tổn thất vầng quang xác định bằng thực nghiệm tên các đường dây phụ thuộc vào thời tiết và cấu túc đường dây Tong tính toán sơ bộ phục vụ quy hoạch dùng công thức thực nghiệm. Công thức Maye là một tong những công thức được dùng 350.E tđ 5 PVQ n.k. f..e tđ ( Etđ E VQ )(,3. ).0, kw/km.pha f. E E tb tđ E max U E tb n..( / tđ ) f ây không phân pha: E max = E tb (+/) ây phân ba: E max = E tb ( +./) ây 4: E max = E tb ( + 3./) n: số dây dẫn tong pha f: tần số [Hz] : bán kính dây [cm] E VQ : cường độ điện tường bắt đầu phát sinh vầng quang E tđ : cường độ điện tường tương đương có tị số bằng a: khỏang cách tung bình giữa các dây tong một pha, [cm] : khỏang cách tung bình giữa các pha, [cm] k: hệ số ảnh hưởng của thời tiết Khi thời tiết tốt k = 44 và E VQ = 7 [kv/cm] Khi thời tiết xấu k = 35, và E VQ = [kv/cm]
. Tổng tở và tổng dẫn của cáp ngầm.. Điện tở cảm kháng của cáp ngầm Điện tở C của cáp ngầm phụ thuộc vào nhiệt độ cáp -l: chiều dài (m) - : điện tở suất (Ω.m) l R, s Rt R0 0 t 0, -R t = điện tở dây dẫn ở t o C (Ω) -R 0 = điện tở dây dẫn ở 0 o C (Ω) -α 0 = hệ số nhiệt điện tở của dây dẫn ở 0 o C. -t= nhiệt độ của dây dẫn ( o C) 0 Jan 0 5
. Tổng tở và tổng dẫn của cáp ngầm.. Điện tở và cảm kháng của cáp ngầm Điện dung của cáp một lõi. : bán kính lõi. R: bán kính từ tâm đến màn chắn (m). Từ thông từ tâm lõi đến điểm x cho bởi: q x, coulomb / m x Cường độ từ tường tại bán kính x x E x = o x o -ε o : hằng số điện môi của chân không, 0-9 /36π -ε : hằng số điện môi tương đối của cách điện q 0 Jan 0 6
. Tổng tở và tổng dẫn của cáp ngầm.. Điện tở và cảm kháng của cáp ngầm sự thay đổi điện thế tên một đoạn dx: dv = -E x dx Điện áp giữa dây dẫn và lớp cách điện ngoài: q dx q R x e R o x R o V E dx log, v Điện dung của cáp tên một m chiều dài cho bởi: q.0 v log R 36 log R 9 o C = F / m e hay C F / km 8 d - = đường kính ngoài cách điện (m) ε XLPE =,3 0 Jan 0 - = đường kính dây dẫn (m) 6 e
4. Tổng tở và tổng dẫn của cáp ngầm.. Điện tở và cảm kháng của cáp ngầm Đối với cáp 3 lõi ( 3 pha) bao gồm điện dung giữa hai lõi cáp với nhau và điện dung giữa lõi và vỏ cáp Xem như lõi cáp bố tí tên định của tam giác đều, biến đổi tam giác sao ta có -C = điện dung của võ với lõi cáp 0 Jan 0 -C = điện dung giữa lõi với nhau 6
. Tổng tở và tổng dẫn của cáp ngầm.. Điện tở và cảm kháng của cáp ngầm Tính toán các biểu thức điện dung C, C R= bán kính lõi cáp. R = bán kính vỏ cáp ' C F / m 9 8.0 R R '' 3C F / m 9 8.0 m - s = = bán kính lõi cáp - m = khoảng cách tung bình hình học giữa các lõi cáp -ε,ε = hằng số điện môi tương đối giữa lõi cáp so với vỏ bọc bên ngoài và giữa cáp với nhau 0 Jan 0 6 s
. Tổng tở và tổng dẫn của cáp ngầm.. Điện tở và cảm kháng của cáp ngầm Điện cảm tên một đơn vị chiều dài của cáp một lõi R o L H / m R Điện cảm tính tên chiều dài mỗi pha -K =, cáp đặt dạng tam giác -K =,6, cáp đặt nằm ngang -s = khoảng cáchgiữa các tâm dây dẫn (mm). - = bán kính dây dẫn (mm) K.s L 0,05+0, H / km Điện kháng của cáp X f. / km 0 Jan 0 6 L 000
.3 Sự tổn thất điện môi và nhiệt của cáp Đối với đường dây cáp, tổn thất nhiệt thông qua RI của dây dẫn và lớp màng phân cách của các lớp điện môi và tổn thất điện môi của cách điện. Điện dung cáp có thể xem như bị suy hao và xuất hiện thêm một điện tở tổn thất R như hình vẽ. CS tổn thất tên R P V R Gọi δ là góc tổn thất. Φ là góc công suất không tải như hình vẽ ta có: P CV tg CV Sự gần đúng tong công thức tên khi δ nhỏ R tg = 0 Jan 0 6 I I C V / R CV
.3 Sự tổn thất điện môi và nhiệt của cáp òng điện ò thường xuất hiện tên đường dây cáp và có hướng đi qua tâm cáp và xuyên qua lớp điện môi cách điện. Bản chất của dòng điện ò này bọ giới hạn bới cách điện của cáp Gọi ρ là suất điện tở của lớp điện môi cách điện của cáp. Xét tên một đơn vị chiều dài d của lớp điện môi có chiều dài l, khi đó điện tở dr i của lớp điện môi: dr i d i l Vậy điện tở cách điện của điện môi: R d R Ri l l R i i R 0 Jan 0 6