Vấn đề nghiên cứu của hệ thống điện. Đường dây 500 kV

Bác Dương Quang Vinh nghe chừng là chuyên gia về điện. Bác có bản đồ của nhà máy thuỷ điện Hoà Bình thì tải lên cho mọi người cùng xem với. Mấy ngày nay ở HN tình hình điện đóm căng thằng, đài báo TV nói nhiều mà em vẫn chẳng hiểu gì cả. Cơ chế hồ Hoà Bình tích nước như thế nào, lúc nào thì dùng để phát điện, lúc nào dùng để điều tiết lũ hoặc xả nước chống hạn?

1. Công suất tự nhiên là gì.
Để tìm hiểu rõ về công suất tự nhiên, tôi thiết nghĩ rằng không cần thiết phải quá sâu trên diễn đàn này. Bạn nào muốn quan tâm xin tham khảo trong quyến sách "Lưới điện & Hệ thống điện tập 3" của thầy Trần Bách. Tuy nhiên tôi cũng xin được giải thích khái quát như sau:
Với mỗi một đường dây có một tổng trở sóng Zs. Công suất tự nhiên là công suất ở chế độ làm việc của đường dây dài khi tổng trwỏ thay thế của phụ tải ở cuối đường dây Zpt bằng tổng trở sóng Zs của đường dây.
Tổng trở thay thế của phụ tải được tính như sau
Zpt = U2 / I2
Với U2 điện áp pha, I2 Dòng điện dây cuối đường dây
Khi Zpt = Zs ta rút ra:
Zs = U2 / I2 hay I2 = U2/Zs
Với đường dây 500 kV, Zs khoảng 260 Ôm
Ở chế độ truyền tải với công suất tự nhiên chỉ có thành phần sóng thuận, không có sóng phản xạ ngược trở lại.
Góc pha giữa điện áp và dòng điện ở mọi điểm trên đường dây đều không dổi.
Phân bố điện áp trên đường dây bằng phẳng nhất.
Hiệu suất tải điện cao nhất. Các chế độ khác chế độ công suất tự nhiên do có sóng ngược nên một phần năng lượng truyền đến phụ tải phản xạ ngược trở lại mà không đi vào phụ tải. Hơn nữa do có sóng ngược nên điện áp trên đường dây lên cao kéo theo tổn thất vầng quang phụ thêm. Do vậy các chế độ này đều có hiệu suất kém hơn chế độ công suất tự nhiên.
Do đặc tính tốt trên đây đặc biệt là đặc tính san bằng điện áp, chế độ vận hành với công suất tự nhiên là chế độ thuân lợi và công suất tự nhiên được coi là thông số đặc trưng cho khả năng tải của đường dây tải điện đi xa.
Về hiện tượng phân bố điện áp khác nhau trên đường dây dài, các bạn tưởng tượng như hiện tượng giao thoa sóng dừng như ở sách Vật lý lớp 12.
CÒn ở trên, chỗ thì tôi ghi MVA, chỗ thì tôi ghi MW khác nhau ở chỗ này.
MVA được gọi là công suất biểu kiến, S = U.I. Điều này liên quan đến việc lựa chọn và sử dụng máy biến áp. Với máy biến áp, người ta quan tâm nhất đến điện áp và dòng điện của các cuộn dây. Điều này quyết định tới sự làm việc của máy biến áp.
MW được gọi là công suất tác dụng. Đây chính là năng lượng điện năng chuyển thành các dạng năng lượng khác (nhiệt, quang v.v...) P = U.I.Cosp.
Còn một đơn vị nữa hay được dùng trong truyền tải điện là MVar: Công suất phản kháng. Đây là thành phần công suất gây nên từ trường trong các máy điện quay. Với cuộn cảm thì tiêu thụ công suất phản kháng sinh ra từ trường. Với tụ điện thì phát ra công suâtphán kháng. Công suất phản kháng này là một thành phần quan trọng trong lưới điện. Nó giúp điều chỉnh điện áp trên hệ thống. Tụ điện hoặc cuộn dây được đặt ở các trạm bù. Tuỳ chế độ vận hành mà sử dụng. Khi điện áp tăng cao thì sử dụng cuộn kháng. Khi điện áp giảm thấp thì sử dụng tụ điện.
Nói thêm về công suất phản kháng. Với các xí nghiệm có cosp thấp, <0,85 Người ta yêu cầu phải bù (bù công suất phản kháng) Bằng cách nối vào lưới điện các bộ tụ bù để nâng cosp lên. Nếu không sẽ bị phạt cosp (đúng hơn là phải trả tiền cho lượng công suất phản kháng họ tiêu thụ. Cũng phải nói thêm, công suất phản kháng không sinh ra năng lượng, Bản chất của nó chỉ là sự lêch pha giữa U và I. Nó còn được goi là công suất vô công.

Khi nói về máy biến áp trên các trạm thì tôi nới MVA. CÒn khi nói công suất tải của đường dây thì nói MW. Đây là sự khác nhau.
CÒn trả lời câu hỏi, đường dây 2 mạch, khi sự cố một mạch thì mạch còn lại phải tải được dòng điện cho đường dây còn lại. ĐIều này hoàn toàn đúng với các đường dây 110 - 220 kV. Vì một điều đơn giản như thế này. Với đường dây 220 kV, công suất tự nhiên là 120 MW, với I = 300 A. Tuy nhiên khi làm việc thự tế có thể tải lớn hơn nhiều, đến 500 A.
Với đuờng dây 500 kV thì khác. Do chiều dài đường dây lớn, khoảng cách mỗi trạm > 300 km, Dòng điện trên đường dây cao. Dĩ nhiên còn lý do gì nữa thì mình cũng chịu, câu hỏi này háy đấy. Cần nghiên cứu thêm đã. he he. Tịt mất rồi.
Trả lòi câu hỏi cuối cùng. Mình chẳng phải A0 gì đâu, nói thế tổn thọ mất, Bắt đầu ti toe thí thôi. Toàn đọc sách mà viết ra, chẳng có gì là am hiểu cả đâu. Nói quá, mấy ông thầy nghe thấy, lòi ra bao nhiêu cái sai thì chit''. Nói bé thôi nhé.
Tài liệu tham khảo: Lưới điện & Hệ thống điện - Trần Bách-

1. Công suất tự nhiên là gì.
Để tìm hiểu rõ về công suất tự nhiên, tôi thiết nghĩ rằng không cần thiết phải quá sâu trên diễn đàn này. Bạn nào muốn quan tâm xin tham khảo trong quyến sách "Lưới điện & Hệ thống điện tập 3" của thầy Trần Bách. Tuy nhiên tôi cũng xin được giải thích khái quát như sau:
Với mỗi một đường dây có một tổng trở sóng Zs. Công suất tự nhiên là công suất ở chế độ làm việc của đường dây dài khi tổng trwỏ thay thế của phụ tải ở cuối đường dây Zpt bằng tổng trở sóng Zs của đường dây.
Tổng trở thay thế của phụ tải được tính như sau
Zpt = U2 / I2
Với U2 điện áp pha, I2 Dòng điện dây cuối đường dây
Khi Zpt = Zs ta rút ra:
Zs = U2 / I2 hay I2 = U2/Zs
Với đường dây 500 kV, Zs khoảng 260 Ôm
Ở chế độ truyền tải với công suất tự nhiên chỉ có thành phần sóng thuận, không có sóng phản xạ ngược trở lại.
Góc pha giữa điện áp và dòng điện ở mọi điểm trên đường dây đều không dổi.
Phân bố điện áp trên đường dây bằng phẳng nhất.
Hiệu suất tải điện cao nhất. Các chế độ khác chế độ công suất tự nhiên do có sóng ngược nên một phần năng lượng truyền đến phụ tải phản xạ ngược trở lại mà không đi vào phụ tải. Hơn nữa do có sóng ngược nên điện áp trên đường dây lên cao kéo theo tổn thất vầng quang phụ thêm. Do vậy các chế độ này đều có hiệu suất kém hơn chế độ công suất tự nhiên.
Do đặc tính tốt trên đây đặc biệt là đặc tính san bằng điện áp, chế độ vận hành với công suất tự nhiên là chế độ thuân lợi và công suất tự nhiên được coi là thông số đặc trưng cho khả năng tải của đường dây tải điện đi xa.
Về hiện tượng phân bố điện áp khác nhau trên đường dây dài, các bạn tưởng tượng như hiện tượng giao thoa sóng dừng như ở sách Vật lý lớp 12.
CÒn ở trên, chỗ thì tôi ghi MVA, chỗ thì tôi ghi MW khác nhau ở chỗ này.
MVA được gọi là công suất biểu kiến, S = U.I. Điều này liên quan đến việc lựa chọn và sử dụng máy biến áp. Với máy biến áp, người ta quan tâm nhất đến điện áp và dòng điện của các cuộn dây. Điều này quyết định tới sự làm việc của máy biến áp.
MW được gọi là công suất tác dụng. Đây chính là năng lượng điện năng chuyển thành các dạng năng lượng khác (nhiệt, quang v.v...) P = U.I.Cosp.
Còn một đơn vị nữa hay được dùng trong truyền tải điện là MVar: Công suất phản kháng. Đây là thành phần công suất gây nên từ trường trong các máy điện quay. Với cuộn cảm thì tiêu thụ công suất phản kháng sinh ra từ trường. Với tụ điện thì phát ra công suâtphán kháng. Công suất phản kháng này là một thành phần quan trọng trong lưới điện. Nó giúp điều chỉnh điện áp trên hệ thống. Tụ điện hoặc cuộn dây được đặt ở các trạm bù. Tuỳ chế độ vận hành mà sử dụng. Khi điện áp tăng cao thì sử dụng cuộn kháng. Khi điện áp giảm thấp thì sử dụng tụ điện.
Nói thêm về công suất phản kháng. Với các xí nghiệm có cosp thấp, <0,85 Người ta yêu cầu phải bù (bù công suất phản kháng) Bằng cách nối vào lưới điện các bộ tụ bù để nâng cosp lên. Nếu không sẽ bị phạt cosp (đúng hơn là phải trả tiền cho lượng công suất phản kháng họ tiêu thụ. Cũng phải nói thêm, công suất phản kháng không sinh ra năng lượng, Bản chất của nó chỉ là sự lêch pha giữa U và I. Nó còn được goi là công suất vô công.

Khi nói về máy biến áp trên các trạm thì tôi nới MVA. CÒn khi nói công suất tải của đường dây thì nói MW. Đây là sự khác nhau.
CÒn trả lời câu hỏi, đường dây 2 mạch, khi sự cố một mạch thì mạch còn lại phải tải được dòng điện cho đường dây còn lại. ĐIều này hoàn toàn đúng với các đường dây 110 - 220 kV. Vì một điều đơn giản như thế này. Với đường dây 220 kV, công suất tự nhiên là 120 MW, với I = 300 A. Tuy nhiên khi làm việc thự tế có thể tải lớn hơn nhiều, đến 500 A.
Với đuờng dây 500 kV thì khác. Do chiều dài đường dây lớn, khoảng cách mỗi trạm > 300 km, Dòng điện trên đường dây cao. Dĩ nhiên còn lý do gì nữa thì mình cũng chịu, câu hỏi này háy đấy. Cần nghiên cứu thêm đã. he he. Tịt mất rồi.
Trả lòi câu hỏi cuối cùng. Mình chẳng phải A0 gì đâu, nói thế tổn thọ mất, Bắt đầu ti toe thí thôi. Toàn đọc sách mà viết ra, chẳng có gì là am hiểu cả đâu. Nói quá, mấy ông thầy nghe thấy, lòi ra bao nhiêu cái sai thì chit''. Nói bé thôi nhé.
Tài liệu tham khảo: Lưới điện & Hệ thống điện - Trần Bách-

Bạn nào muốn tìm hiểu về nhà máy điện Hoà Bình thì xem trang web này: http://www.evn.com.vn/hoabinhpp/. Hoặc vào trang web: www.evn.com.vn để xem. Vào mục các trang web đơn vị thành viên.
Tôi có một sơ đồ mặt cắt nhà máy nhưng lâu rồi không đông jđến. Bạn nào muốn xem, làm một chuyến du lich đến nhà máy điện Hoà Bình alf có thể mua được quyến sách giới thiệu về nhà máy. Đi cũng hay lám.

Bạn nào muốn tìm hiểu về nhà máy điện Hoà Bình thì xem trang web này: http://www.evn.com.vn/hoabinhpp/. Hoặc vào trang web: www.evn.com.vn để xem. Vào mục các trang web đơn vị thành viên.
Tôi có một sơ đồ mặt cắt nhà máy nhưng lâu rồi không đông jđến. Bạn nào muốn xem, làm một chuyến du lich đến nhà máy điện Hoà Bình alf có thể mua được quyến sách giới thiệu về nhà máy. Đi cũng hay lám.

à à, theo em hiểu thì công suất tự nhiên do tổng trở sóng quy định đúng không, còn tổng trở sóng lại do chiều dai f đường dây, vậy thì ở đây có một câu hỏi: chiều dài đường dây bao nhiêu là dài?
Được fade_away sửa chữa / chuyển vào 06:38 ngày 26/05/2005

à à, theo em hiểu thì công suất tự nhiên do tổng trở sóng quy định đúng không, còn tổng trở sóng lại do chiều dai f đường dây, vậy thì ở đây có một câu hỏi: chiều dài đường dây bao nhiêu là dài?
Được fade_away sửa chữa / chuyển vào 06:38 ngày 26/05/2005

fade_away nói như thế là không phải. Tổng trở sóng là thông số đặc trưng của một đường dây. Nó không phụ thuộc vào chiều dài.
Zs = Sqrt[(Ro + jXo)/(Go + jBo)].
Với Ro: Điện trở trên một đơn vị dài (Ôm/km)
Xo: Cảm khángtrên một đơn vị dài (Ôm/km)
Go: Điện dẫn trên một đơn vị dài (Siemen/km
Bo: Dung dẫnên một đơn vị dài
j: đơn vị ảo
Nếu bỏ qua điện trở của đường dây ( nhỏ so với Xo) và điện dẫn Go. Tổng trở sóng lúc này là Zs = sqrt(Xo/Bo) (sqrt: khai căn bậc 2)
Như vậy, tổng trở sóng của đường dây phụ thuộc vào điện cảm và điện dung trên đường dây.
Ta có thể có một ví dụ đơn giản như sau:
Đường dây đơn: U** = 500 kV, dài L=500 km, mỗi pha có n = 4 sợi AC 300 đặt trên khung hình vuông, cạnh a = 400 mm, đường kính một sợn dây: d = 25 mm, bán kính r = 12,5 mm. Khoảng cách trung bình giữa các pha: Dtb = 14 m
Giải thích
Vì đường dây có điện áp cao, để tránh hiện tượng phóng điện vầng quang trên đường dây, người ta chia 1 pha thành 3-5 dây được gắn trên một khung. Như chúng ta biết, với một góc càng nhỏ thì tập trung càg nhiều điện tích (cột thu sét có đầy nhọn). Do đó, nếu tiết diện dây nhỏ sẽ hình thành nên điện trwưòng mạnh xung quanh dây dân, làm ion hoá không khí xung quay gây ra hiện tượng phóng điện vầng quang, sinh ra tổn thất công suất. Do đó, đường dây 500 kV ở nước ta 1 pha được chia làm 4 sợi đặt trên giá hình vuông.
AC 300. Đây là kí hiệu của Nga đã được Việt hoá. A: Dây nhôm, C: Có lõi thép. 300: tiết diện phần nhôm 300 mm2.
Dtb = 14m. Đường dây 500 kV ở nước ta được đặt 3 pha song song với mặt đất trên một mặt phẳng. Do đó có thể thích được khoảng cách trung bình. Từ đây tính ra được điện dung giữ các pha và giữa các pha với đất.
Tính toán.
Lo = (1/2n + 4.6.lg(Dtb/Rtb)).10^-4 = 0,0008786 H/km
Điện kháng đơn vị
Xo = 2.pi().Lo = 0,275866 Ôm/km
Điện dung đơn vị
Co = 0,01275.10^-6 F/km
+ Bo = 2.pi().Co = 4,02607.10^-6 1/Ôm.km
Bỏ qua điện dẫn Go = 0.
Zs = sqrt(Xo/Bo) = sqrt(,.275866/4.02607.10^-6) = 265 Ôm
Từ đây, dùng các công thức trên ta sẽ tính được công suất tự nhiên của đường dây.
CÒn đường dây như thế nào gọi là đường dây dài.
Ta biết rằng, tần số của lưới điện trên thế giới nói chung có hai loại: 50 Hz và 60 Hz
Với nước ta, tần số là 50 HZ. Vận tốc dòng điện lấy bằng vận tốc ánh sáng 300.000 km/s. Vậy ta có thể tính được bước sóng của dòng điện là bằng 6000 km. Vậy, với đường dây nào có chiều dài đáng kể so với 6000 km được gọi là đường dây dài. Đặc biệt với đường dây 500 kV của nước ta có chiều dài 1487 km. Đúng 1/4 bưóc sóng. Bạn có thể vẽ một sóg hình sin ra, ta se thấy, với chiều dài này là chiều dài nguy hiểm nhất. Theo lý thuyết, điện áp cuối đường dây sẽ là vô cùng. Truy nhiên. Với một đường dây có chiều dài cỡ 300 km có thể coi là đường dây dài. Và lúc này phải dùng sơ đồ thông số rải để tính toàn. Không thể dùng sơ đồ tập trung để tính đưọc nữa. Có thể gây sai số lơn.

fade_away nói như thế là không phải. Tổng trở sóng là thông số đặc trưng của một đường dây. Nó không phụ thuộc vào chiều dài.
Zs = Sqrt[(Ro + jXo)/(Go + jBo)].
Với Ro: Điện trở trên một đơn vị dài (Ôm/km)
Xo: Cảm khángtrên một đơn vị dài (Ôm/km)
Go: Điện dẫn trên một đơn vị dài (Siemen/km
Bo: Dung dẫnên một đơn vị dài
j: đơn vị ảo
Nếu bỏ qua điện trở của đường dây ( nhỏ so với Xo) và điện dẫn Go. Tổng trở sóng lúc này là Zs = sqrt(Xo/Bo) (sqrt: khai căn bậc 2)
Như vậy, tổng trở sóng của đường dây phụ thuộc vào điện cảm và điện dung trên đường dây.
Ta có thể có một ví dụ đơn giản như sau:
Đường dây đơn: U** = 500 kV, dài L=500 km, mỗi pha có n = 4 sợi AC 300 đặt trên khung hình vuông, cạnh a = 400 mm, đường kính một sợn dây: d = 25 mm, bán kính r = 12,5 mm. Khoảng cách trung bình giữa các pha: Dtb = 14 m
Giải thích
Vì đường dây có điện áp cao, để tránh hiện tượng phóng điện vầng quang trên đường dây, người ta chia 1 pha thành 3-5 dây được gắn trên một khung. Như chúng ta biết, với một góc càng nhỏ thì tập trung càg nhiều điện tích (cột thu sét có đầy nhọn). Do đó, nếu tiết diện dây nhỏ sẽ hình thành nên điện trwưòng mạnh xung quanh dây dân, làm ion hoá không khí xung quay gây ra hiện tượng phóng điện vầng quang, sinh ra tổn thất công suất. Do đó, đường dây 500 kV ở nước ta 1 pha được chia làm 4 sợi đặt trên giá hình vuông.
AC 300. Đây là kí hiệu của Nga đã được Việt hoá. A: Dây nhôm, C: Có lõi thép. 300: tiết diện phần nhôm 300 mm2.
Dtb = 14m. Đường dây 500 kV ở nước ta được đặt 3 pha song song với mặt đất trên một mặt phẳng. Do đó có thể thích được khoảng cách trung bình. Từ đây tính ra được điện dung giữ các pha và giữa các pha với đất.
Tính toán.
Lo = (1/2n + 4.6.lg(Dtb/Rtb)).10^-4 = 0,0008786 H/km
Điện kháng đơn vị
Xo = 2.pi().Lo = 0,275866 Ôm/km
Điện dung đơn vị
Co = 0,01275.10^-6 F/km
+ Bo = 2.pi().Co = 4,02607.10^-6 1/Ôm.km
Bỏ qua điện dẫn Go = 0.
Zs = sqrt(Xo/Bo) = sqrt(,.275866/4.02607.10^-6) = 265 Ôm
Từ đây, dùng các công thức trên ta sẽ tính được công suất tự nhiên của đường dây.
CÒn đường dây như thế nào gọi là đường dây dài.
Ta biết rằng, tần số của lưới điện trên thế giới nói chung có hai loại: 50 Hz và 60 Hz
Với nước ta, tần số là 50 HZ. Vận tốc dòng điện lấy bằng vận tốc ánh sáng 300.000 km/s. Vậy ta có thể tính được bước sóng của dòng điện là bằng 6000 km. Vậy, với đường dây nào có chiều dài đáng kể so với 6000 km được gọi là đường dây dài. Đặc biệt với đường dây 500 kV của nước ta có chiều dài 1487 km. Đúng 1/4 bưóc sóng. Bạn có thể vẽ một sóg hình sin ra, ta se thấy, với chiều dài này là chiều dài nguy hiểm nhất. Theo lý thuyết, điện áp cuối đường dây sẽ là vô cùng. Truy nhiên. Với một đường dây có chiều dài cỡ 300 km có thể coi là đường dây dài. Và lúc này phải dùng sơ đồ thông số rải để tính toàn. Không thể dùng sơ đồ tập trung để tính đưọc nữa. Có thể gây sai số lơn.

Này các bác, có bác nào nghiên cứu rơ le đóng lặp lại LFAA102 không? Tui có tài liệu nhưng sơ sài quá không đủ làm, bác nào có tài liệu gì liên quan hay kinh nghiệm gì post lên cho anh em học hỏi với.
Chào, chúc sức khoẻ và 01 weekend vui vẻ.