Hệ thống điện - VH song song 2 MBA

Bác Vinh,
Tối qua đi chợ Tết giờ còn chưa tỉnh nên không biết đọc bài của bác có chính xác không?
Khi 2 máy mắc // có nghĩa là 2 điểm A,B của 2 đầu có cùng thế điện. Để hiểu trường hợp này cứ nghĩ 2 MBA là 1 điểm trong cái mạch // đó. Bây giờ trên nhánh A, tại máy 2 ở cuộn thứ cấp ta nâng TAP lên 1 tý. Đây là tác động từ bên ngoài và điều này sẽ thay đổi mạch song song. Để có thể tưởng tượng ra trường hợp này thì phải xem đây là hệ thống linear có nghĩa là khoan tính đến sự đảo chiều của AC và degree của hệ thống là 1, có nghĩa là thuần trở. Chỉ khi đó mới có thể áp dụng những công thức cơ bản như Ohm law cho lump circuit. Lúc đó gọi điểm ngay đầu ra cuộn thứ máy 2 là B1 và điểm ngay đầu ra máy 1 là A1. Nếu hai máy có hạ áp đồng thế thì 3 điềm B1, B và A1 trong mạch // sẽ chỉ là 1 điểm (bỏ qua sự hao hụt không đáng kể vì khoảng cách B1-B hay A1-B đều rất nhỏ). Khi chuyển TAP giả sử tăng thế như đã nói trên thì lúc này 3 điểm sẽ không còn có thể xem là 1 điểm mà lúc đó thế điện tại B1 > B > A1. Theo suy nghĩ thông thường thì tải sẽ hút điện nhưng thật tế bản chất dòng điện di chuyển từ thế cao sang thấp giống nhu nước chảy dưới sự chênh lệch áp suất. Do bản chất này nên dù 2 máy cấp điện cho tải thì dòng lẩn quẩn bên trong mạch // có vẫn sẽ xuất hiện và chạy trong loop // bất chấp điều kiện của tải mà chỉ ngưng khi thế điện ở tải cao hơn thế điện ở hạ áp cuộn 1. Điều này chỉ xảy ra khi hạ áp ở máy 2 bằng hay thấp hơn. Nếu hạ thấp hơn thì dòng lẫn quẩn sẽ chạy ngược lại và chỉ dừng khi 3 điểm B1, B, A1 cùng thế và lúc đó chỉ có dòng tải vì dòng lẩn quẩn bị triệt tiêu. Vấn đề này hơi trù tưọng nhưng được giải thích nhiều trong các sách về hệ thống điện. Vì vậy mà rất ít khi các hãng truyền tải lạm dụng vấn đề lệch thế trong độ cho phép vì nó không có tạo ra nhiều lợi ích kinh tế mà tiềm ẩn nguy hiểm cao hơn.
Chúng ta có thể thiết kế mọi thế điện cho MBA nhưng có 1 vấn đề không bao giờ thay đổi đó là mối liên hệ giữa thế điện và tỷ lệ cuộn dây. Vì số lượng dây dẫn quyết định giá trị tỷ lệ hay giá trị impedance của máy nhìn từ cuộn chính hay cuộn thứ nên 2 đại luợng đó chính là giá trị xác định công xuất của máy thụ 1 cách thụ động trong thiết kế máy. Cảm ứng hay tự ngẩu cũng không thay đổi những giá trị liên hệ trên. Sự khác biệt giữa 2 power trans và Auto Trans chỉ là 2 cuộn dây hay 1 cuộn dây. Auto Trans được xem là 1 thể loại đặc biệt và giá trị của nó là tỉ lệ a=N1/N2 lớn hơn 4. Thông thường thì ta nghĩ rằng power trans điện chỉ chạy 1 chiều trong khi Auto Trans điện duy chuyển 2 chiều. Nhưng đó chỉ đúng ở operational vì bất kỳ thiết kế nào máy đều có thể chuyển điện thừ cao xuống thấp hay từ thấp lên cao. Chỉ là ở power trans thì step-up hay step-down đưọc xác định khi mắc vào mạng trong khi Auto trans cho phép chuyển dòng đến nơi cần thiết mọi lúc. Trên cơ bản thì ở cuộn thứ có 2 đầu dây ra nhưng không có nghĩa là không thể lấy ra 3, 6 nhánh. Vì vậy dù cảm ứng hay tự ngẫu vẫn có thể thiết kế 3 winding.
Giờ trở lại điều kiện bác đưa ra là cảm ứng 3 widing. Như đã nói truớc bác muốn lấy ra bao nhiêu ở đầu ra cũng được miễn sao quấn dây theo tỷ lệ đúng thì sẽ cho ra đúng giá trị mong muốn. Giả sử tỷ lệ công suất 100/100/100 thì tỉ lệ cuộn dây lúc này sẽ là gì nếu xét cùng base? Không cần tính có thể thấy N1/N2 = N1/N3 hay N2=N3. Hoàn toàn chính xác với những lập luận Cao, Trung, Hạ mà bác đưa ra. Tuy nhiên khi bác cần tải 100MVA qua cuộn 1 và cuộn hay có khả năng vận chuyển hết 100MVA vậy thì cuộn ba để làm gì? Với giá trị bằng 0 lại phải tốn cho nó 1 lượng dây thì có đáng không? Nếu bây giờ tôi bỏ cuộn ba ra và ở 1 điểm nào đó ở cuộn 2 tôi lấy 1 đầu ra có gì thay đổi giá trị cuộn 2 không? Giả sử điểm tôi chia cuộn 2 là ở 1/5 và tách ra hoàn toàn. Lúc đó khả năng chịu tải ở cuộn 2 lớn sẽ bằng 4/5 giá trị ban đầu và cuộn 2 nhỏ là 1/5 giá trị ban đầu. Lúc này nếu tôi cùng phục vụ 100% công suất ở cuộn 1 thì có gì thay đổi không? Nếu tôi muốn phục vụ 80% cho 1 nhánh và 20% cho 1 nhánh khác có gì thay đổi không? Sự thay đổi lúc này là dù tôi vẫn tải 100% qua máy nhưng chỉ cần dùng 1/2 số lượng dây ở cuộn thứ và cuộn 2 nhỏ có thể mắc delta để làm đường dẫn cho excited current. Theo bác thì khi thiết kế máy họ sẽ chọn cách nào? Giá trị của MBA nằm ở số giây hao tốn nên cho dù ta có muốn thiết kế bất kỳ giá trị nào cũng đuợc nhưng thiết kế như thế nào cho hợp lý thì lại có những điều kiện rõ ràng.
Về Auto Trans thì càng đơn giản hơn. Cuộn dây trong máy Auto sẽ đuợc electrically connected và có hiệu ứng couple do mutual flux. Đây chính là điểm dẫn đến sai lầm mà bác đưa ra a=0.5. Giả sử N1 là số dây cuộn 1 và N2 là số dây cuộn 2. Tất nhiên ở đây N1 và N2 nối seri với nhau nhưng điện chạy nghịch chiều. Lúc đó V1=I1 trên cuộn N1 và V2= I1 trên cuộn N1 + I2 trên cuộn N2 vì Iin=I1+I2. Nếu xét a=N1/N2 thì giá trị a=1. Giả sử trên máy cảm ứng V1=0.5V2 thì N2=2N1. Có nghĩa là để truyền tải công suất theo V1 x I1* thì máy cảm ứng sẽ tốn 3N1 dây dẫn trong khi ở Auto Trans chỉ tốn N1+N2 = 2 N1. Có nghĩa là ở đây sẽ không có a=0.5 mà là để truyền cùng công suất trên thì Auto Trans sẽ giúp tiết kiệm 1/3 số dây.
Những vấn đề này tôi thấy nói rõ nhất trong cuốn Power System Analysis của John J. grainger và William D. Stevenson, JR. Trong số sách mà tôi đọc thì có lẽ cuốn này viết hay nhất vì tác giả không chỉ là professor mà còn là người sáng lập Electric Power Research Center at North Carolina State University. Ngoài 2 tác giả trên thì nó còn đuợc chỉnh sửa bởi một số giáo sư khác mà họ đều là những người đang giảng dạy cũng như soạn thảo tài liệu học và thi Practical/Professonal Electrical Engineer. Thật ra tôi cũng chưa có thời gian đọc hết cuốn này vì đang phải ngốn một số sách khác....mà dạo này lại làm biếng hết chơi game lại chơi cá. Không biết nó có version ebook không nhưng nếu bác tìm nhà xuất bản international của McGraw Hill tại Đài Loan có thể giá chỉ bằng 1/5 so với giá bìa cứng ở Mỹ.
===========================

Em vẫn chưa thoả mãn bác ạ.
Cuộn sơ cấp không bàn nữa!
Cuộn thứ cấp, làm sao lấy một phần ra được. Chỉ có thể lấy một số vòng dây của cuộn thứ cấp (tương ứng với cấp điện áp) trong trường hợp tổ đấu dây là Y. Như vậy nhất thiết cuộn sơ cấp phải là tam giác. Đã số trường hợp các máy giảm áp sẽ có tổ đấu dây Y/y/d. Như vậy không thể lấy một số vòng dây của cuộn thứ cấp được mà phải là 2 cuộn thứ cấp riêng biệt.
Trường hợp tự ngẫu. Em đồng ý với số vòng dây N1 - N2 như bác đã trình bày. Xong còn một điểm bác chưa nói. Đó là công suất từng cuộn dây (hay chính là tiết diện dây quấn).
Với máy cảm ứng 220/110/xx thì tiết diện dây cuốn 110 kV hiển nhiên phải gấp đôi so với cuộn 220 kV. Trong khi với máy tự ngẫu cảm ứng, tiết diện là không đổi và bằng tiết diện cuộn 220 kV.
Dĩ nhiên ưu thế tuyệt đối của MBA tự ngẫu là đã được xác nhận.
Em đúng là có sự nhầm lẫn giữa Un% và đầu phân áp. Xong chưa rõ quan hệ giữa đầu phân áp và Un%. Bác giải thích giúp em được không?
Nếu điều chỉnh được Un% tức là đã điều chỉnh được phân bố công suất trong 2 máy. Nhưng nếu chuyển nấc phân áp, có nghĩa là đã thay đổi được Un% rồi còn gì nữa nhỉ! Chỗ này em thấy lủng củng bác ạ.
Cuối cùng bây giờ, muốn chủ động phân bố công suất trong 2 MBA vận hành song song, cần phải làm gì?

Y-D connection được sử dụng ở Distribution nhằm cho phép sự lệch pha lớn thường xảy với đặc tính 30 độ lệch. Tuy nhiên cơ bản có đến 6 cách kết nối ở LV trong khi open delta gần như không thấy ở Transmission. Central Tap không khác biệt cho dù là Delta hay Y vì tuy D không có Neutral wire nhưng thế điện vẫn lấy chuẩn ở zero (0). Tuy nhiên bác cho rằng HL và Tertiary là 2 cuộn riêng biệt chứ không phải là được lấy ra từ 2 điểm của 1 cuộn hoàn toàn chính xác. Tôi sử dụng hình cách đó để bác có thể thấy mối liên hệ thế điện của chúng có thể hình tượng hoá bằng công thức voltage devider. Nếu bác xem lại bài trước thì tôi viết rất rõ là đối với loại 3 cuộn dây thì HV ở 1 phía còn LV và Tertiary ở một phía. Chính vì nó có 3 cuộn nên mới gọi là 3 winding. Nếu nó được thiết kế central tap thì vẩn chỉ là 2 winding. Thậm chí còn có thể thiết kế multi-tap. Số Legs không phản ánh số cuộn dây một cách nhất định.
Nếu tính chi tiết các giá trị thì sẽ rất phức tạp, nên tuỳ thuộc vào mục đích mà mô hình có thể sử dụng để phân tích. Ở đây lõi thép có giá trị impedance thường rất nhỏ so với cuộn dây cũng như thế điện liên quan đến cuộn dây mà ít bị ảnh hưởng bởi lõi thép. Vì vậy tên gọi dùng để chỉ tính chất vật lý trong thiết kế nhưng tính chất điện thì không mấy khác biệt giữa 1 hay 2 cuộn dây trường hợp này mà là số lượng dây quấn của mỗi cuộn. Tuy nhiên nó phản ánh 1 điều là khi 2 cuộn này nằm cùng trên 1 lõi thép nhưng cung cấp điện ở cuộn Tertiary sẽ dẫn đến giá trị cường độ dòng nghịch nhau ở đây.
Về tiết diện dây ở đây bác muốn nói đến tiết diện dây dẫn hay tiết diện cuộn dây? Trong MBA tiết diện dây dẫn không có giá trị sử dụng vì mối liên hệ thế điện lệ thuộc vào số vòng dây quấn chứ không phải tiết diện dây quấn. Nếu nói tiết diện cuộn dây thì lại càng đi xa hơn vì tiết diện gấp đôi có nghĩa là số luợng dây sẽ lớn hơn so với 2 lần số dây theo công thức tính diện tích hình tròn.
Khi bác nói công suất ở HV là 100%, LV là 100%, Tertiary là 100% trên thực tế nó chứa đựng những thông tin khác. Ở đây cần lưu ý là có đến 3 thế điện nên sẽ không thể có cái nhìn riêng lẻ từng cuộn dây mà là tỉ lệ 100% trên 1 nền chung. Thường thì cái portion này sẽ được tính trên 1 base voltage, có nghĩa là công suất phân bố của cả 3 cuộn đều được tính trên 1 giá trị voltage đồng nhất theo tỉ lệ phần trăm. Khi nói đến tỷ lệ % có thể nhớ đến khái niệm per unit. Và đó mới là giá trị thường sử dụng để sát định công suất phân bổ đồng nhất của hệ thống. Dù muốn dù không thiết kế của máy luôn phân bổ sau cho tổng luợng vào bằng tổng luợng và giá trị của máy liên quan đến số lượng dây sử dụng.
Real-Power qua máy lệ thuộc vào dòng hút từ tải và impedance của máy ở hướng tải. Khi 2 máy mắc // thì external force đặt lên 2 máy phải bằng nhau. Nếu xem hệ thống // này là 1 black-box thì nó có thể xem như 1 transfer function H(s). Thay đổi thế điện bằng Tap ở 1 máy sẽ làm thay đổi H(s). Lúc đó giá trị H(s) có nằm trong miền ổn định hay không? Theo chứng minh ở trên thì chuyển Tap chỉ thay đổi Q. Q quá thừa hay quá thiếu đều đưa hệ thống vào tình trạng bất ổn. Trong khi đó H(s) đã đuợc xác định miền ổn định mà trong đó thế điện chênh lệch là 1 yếu tố quan trọng. Vì vậy không thể nói là mạnh dạng tăng hay giảm thế điện để có hiệu quả kinh tế mà phải xác định độ lệch cho phép để giữ H(s) trong miền ổn định. Đó là lý do tiêu chuẩn vận hành được đưa ra dựa trên khoa học và thật tiễn. Nếu có thể chứng minh đuợc sự hữu ích để mở rộng miền xác định của Q mà không ảnh hưởng đến H(s) thì có thể thay đổi được tiêu chuẩn hiện hành. Đó là điều khó nhưng là cái mà hàng ngày người ta vẫn làm.
===================

Hết sức cám ơn 2 bác, tôi đã nghiệm ra được nhiều thứ.
Nhưng trong thực tế, ở VN: P đôi khi chưa được cung cấp đủ cho phía phụ tải. Nên chỉnh TAP chỉ ảnh hưởng Q có còn đúng không ?.
Thực tế VH của tôi là tăng TAP --> giảm thế (giảm số vòng dây) và ngược lại cho cả 2 máy. Trở lại Vấn đề gút mắc của tôi lúc đầu, hành động tăng/ giảm TAP là hoàn toàn khác nhau, nhưng tôi nhận được kết quả như nhau ở 2 thời điểm khác nhau. Tôi nghĩ là do Q, các bác có thể giúp tôi thêm vấn đề này nhé.
Được 3inst3in sửa chữa / chuyển vào 13:15 ngày 04/02/2008

Bác Vinh,
Tôi không biết khi đặc câu hỏi này bác nghĩ gì, nhưng cũng xin trả lời bác như sau:
- MBA là 1 dummy equipment hay có thể xem như passvice device. Có nghĩa là nó không được thiết kế để làm nv cung cấp hay kiểm soát mà là làm cầu nối để chuyển năng lượng từ A sang B bằng cách thay đổi thế điện trong sự tổn thất năng lượng nhỏ nhất.
- Hai (2) hay nhiều nhánh điện được xem là // khi và chỉ khi 2 đầu của mọi nhánh có cùng thế điện. Nếu lấy delta là 1 số rấ nhỏ gần bằng không thì tại một thời điểm nào đó, thế điện tại điểm cuối trừ cho delta về các nhánh đều có giá trị gần bằng nhau và sự sai lệch có xuất hiện nhưng đủ nhỏ để không thay đổi định nghĩa bang đầu. Nói cách các vector cường độ đi vào điểm cuối thuận với nhau.
Từ 2 khái niệm cơ bản trên có thể thấy câu trả lời là:
- Thay MBA bằng 1 synchronus motor hay một control device.
- Để các máy hoạt động independently thì tách mối liên hệ chúng ra bằng cách phá vỡ hệ //.
Nói cách khác, khi bác muốn cung cấp hay kiểm soát điện điện năng thì không nên dùng MBA mà hãy tìm đúng thiết bị được thiết kế để làm nhiệm vụ đó. Khi muốn 2 nhánh hoạt động không lệ thuộc vào thế điện thì sử dụng phương pháp non-// cho nhánh. Ngược lại khi muốn truyền tải điện thụ động và nối mạch // thì nên tuân thủ các giá trị cơ bản.
TAP được gắn vào máy không phải để kiểm soát lượng điện năng cung cấp hay tiêu thụ nên việc sử dụng TAP để tạo ra hiệu ứng kinh tế về truyền tải rất mơ hồ. TAP được sử dụng để ổn định thế điện theo yêu cầu hoạt động của hệ thống trong 1 miền mà điện thế giao động tương đối nhỏ. Nói cách khác chúng ta có thể dùng giấy bạc để thay thế cầu chì trong sinh hoạt gia đình như những năm trước 80s nhưng giấy bạc không được xem là 1 đơn vị bảo vệ lưới điện sinh hoạt dù nó có thể hoạt động tương đối giống trong 1 điều kiện nào đó.
=========================

Tôi không hiểu được câu hỏi ở đây. Bác cứ nói về những gì bác nghĩ và phân tích tình trạng thực tế có thể giúp tôi hiểu rõ hơn.
==============================

Cảm ơn bác 7604 rất nhiều. Các câu hỏi của em đều mong nhận được câu trả trả lời chứ không có ý vặn vẹo người hỏi đâu bác ạ. Hiện nay tạm gọi là "gián tiếp ăn công điểm" nên vẫn phải tham khảo các bài viết. Chúc bác 7604 và các anh chị em năm mới tốt đẹp!

1 Bác từng nói thế nên tôi cảm thấy trường hợp của mình hơi khác khác mà không lý giải được. Vì tôi nghĩ rằng khi nguồn đủ, chuyển TAP - thay đổi số vòng dây - chỉ ảnh hưởng đến Q là đúng. Nhưng ở VN, có khi phụ tải chưa đạt được công suất cần thiết (P) - người dân vẫn hay nói là điện yếu - thì khi chuyển TAP trong trường hợp này có đúng là chỉ ảnh hưởng Q?
2. Tôi VH bằng tay 2 MBT //, (như điều kiện của câu hỏi đầu tiên) trước đây tôi giảm TAP MBT 2 sẽ san tải, nhưng hiện này thì ngược lại tăng TAP MBT 2T sẽ san tải. Đúng là kỳ lạ phải không (tăng TAP = giảm thế và ngược lại).

Bác Vinh,
Tôi ngạc nhiên khi thấy bác đặt vấn đề cung cấp và kiểm soát vốn không phải là bản chất của MBA trên đường truyền cũng như mạch // nên muốn thật sự biết lý do đưa đến suy nghĩ của bác chứ không phải là vấn đề bác có vặn vẹo gì không.
Tết nhất rồi đốt pháo đi cho vui nhà vui cửa
www.dotphao.com/dotphao
=================================

Bác 3inst3in,
Tôi ngồi Mỹ với những điều kiện bác đưa ra thì trả lời chỉ mang tính tham khảo hơn là kỷ thuật.
Tải chỉ như con bạch tuột mà hút năng lượng từ đường truyền nên khi phụ tải (P) lớn hơn khả năng cung thì nó vẫn cứ hút cho đến khi nào cung không nổi nửa thì hoặc là lưới ngừng trước hoặc nó phải ngừng trước.
Khi nói đến hay đại lượng P và Q trên hệt thống điện thì nói đến sự liên hệ với speed và voltage. Vì vậy để đảm bảo speed và voltage trong khoảng hoạt động cho phép 2 thiết bị được sử dụng là speed regulation và voltage regulation. Đại lượng speed ở đây chính là tần số của hệ thống. Vì vậy nếu Q có liên hệ với V thì P sẽ có liên hệ tới f. Những gì chúng ta nói ở trước là diễn ra bên trong mạch // hay nói đúng hơn là bên trong MBA. Ngược lại ở đây bác nói đến sự ảnh hưởng từ bên ngoài. Khi P không cung cấp đủ thì tải sẽ quay chậm lại nhưng theo tôi nghĩ bác nói đến thực tế voltage fluctuation thì đúng hơn. Lúc đó tăng TAP hay giảm TAP đều thay đổi power factor và tuỳ thuộc vào giá trị tăng giảm của Q so với giá trị của reactive power ở tải mà nó gần hay xa giá trị unit về phía phải hay phía trái. Lúc đó cả 2 hiện tượng mà bác diễn tả đều có thể xảy ra.
========================]