hệ đơn vị tương đối ma trận tổng dẫn y

11/3/2015

1

HỆ ĐƠN VỊ TƯƠNG ĐỐI

MA TRẬN TỔNG DẪN YBUS

MA TRẬN TỔNG TRỞ ZBUS

1

Chương 5

1. Đơn vị tương đối

Lý do: trong HTĐ có nhiều cấp điện áp nên cần quy các giá trịtrở kháng tương ứng về cùng một cấp điện áp

2

,

,

,

11/3/2015

2

Đơn vị tương đối (per-unit system)

Tính toán: giá trị tương đối bằng giá trị có tên của đạilượng chia cho giá trị cơ bản của đại lượng

3

,

,

,

Giá trị thực (số thực / phức): S (MVA), U (kV), I (A, kA), Z ()

Giá trị cơ bản (số thực): thường chọn một Scb (3) SB và n Vcb (d)

Icb () và Zcb () tại n cấp điện áp trong HTĐ.

Ví dụ

Đơn vị tương đối

4

,

,

,

SB = 100 MVA; VB1 = 22 kV, VB2 = 220 kV, VB5 = 110 kV…

11/3/2015

3


5

,

,

,

Giá trị cơ bản (số thực): thường chọn một SB và n UB

IB và ZB tại n cấp điện áp trong HTĐ.


6

,

,

,

Khi đó các đại lượng (S, V, I, Z) pha và dây trong hệ ĐVTĐ là

giống nhau.

(3)

(3)

(1)

(1)

(d)

(d)

()

()

Nên không cần quan tâm đến các đại lượng pha hay dây.

11/3/2015

4


7

,

,

, Biểu diễn trở kháng tải với CS3 và điện áp pha trong hệ ĐVTĐ:

Thay đổi hệ cơ bản

8

,

,

, Lý do: trở kháng của máy phát, MBA được biểu diễn theo hệ đơn

vị tương đối với hệ cơ bản riêng của nhà sản xuất.

Cần phải quy các giá trị tương đối của MF, MBA… theo cùng

1 hệ cơ bản để giải tích HTĐ: phân bố CS, tính toán ngắn mạch ...

theo hệ

theo hệ

11/3/2015

5

Thay đổi hệ cơ bản

9

,

theo hệ

theo hệ

Từ đó:Nếu =

Ưu điểm hệ ĐVTĐ

10

,

,

, 1. Ý niệm rõ ràng về độ lớn ‘tương đối’ của các đại lượng khác

nhau (I, V, S, Z)

2. Tổng trở tương đối của các thiết bị (MF, MBA) cùng loại có

giá trị gần nhau, còn giá trị thực biến đổi lớn theo thông số

định mức.

3. Giá trị tương đối về Z, V, I của 1 MBA giống nhau khi quy về

sơ cấp hay thứ cấp khắc phục tính toán cho nhiều cấp đ/áp.

4. Hệ ĐVTĐ là lý tưởng cho phân tích và mô phỏng HTĐ dùng

máy tính

5. Cách tính toán mạch đơn giản do không xét hệ số 3 và 3.

11/3/2015

6

Ví dụ

Tính toán sơ đồ đơn tuyến với các tổng trở trong ĐVTĐvới SB (3) = 100 MVA và VB1 = 22 kV.

11

,

,

,

SLoad = 57 MVA,

HSCS 0.6 trễ ở 10.45 kV

Xline 1 = 48.4 ,

Xline 2 = 65.43 ,

Hướng dẫn

12

,

,

1. Tính các VBj, ZBk (đường dây)

2. Tính điện kháng G, T1, T2, T3, T4 (VB mới = VB cũ) (pu)

3. Tính điện kháng M (VB mới VB cũ) (pu)

4. Tính điện kháng đường dây 1 & 2 (pu)

5. Tính trở kháng tải () theo VL-L và S*L(3) ZLoad (pu)

11/3/2015

7

Ví dụ

13

,

,

MA TRẬN TỔNG DẪN YBUS

14

Mục đích: Giúp giải bài toán phân bố công suất trong HTĐ bằng máy tính

2. Ma trận tổng dẫn Ybus

11/3/2015

8

Ma trận tổng dẫn Ybus

15

Khảo sát HTĐ đơn giản với giá trị trong hệ đơn vị tương đối


16

Áp dụng định luật bảo toàn dòng (KCL) tại từng điểm nút:

11/3/2015

9

17

Biến đổi tương đương:

18

Nếu đặt:

11/3/2015

10

19

Phương trình các dòng điện vào nút trở thành:

Y14 = Y41 = 0

Y24 = Y42 = 0

20

Viết dạng ma trận tổng quát cho HTĐ n nút:

Ibus là vectơ các nguồn dòng bơm vào nút (quy ước dấu +)

11/3/2015

11


Tính các phần tử trên đường chéo chính:

(tổng các tổng dẫn nối đến nút i)

Tính các phần tử còn lại trong ma trận: (i≠j)

(tổng dẫn nhánh nối nút i-j)

21

Mạng điện n nút: Ybus là ma trận vuông, đối xứng bậc nxn

Ma trận tổng trở Zbus

22

Nghịch đảo của Ybus là ma trận tổng trở nút Zbus:

Zbus

11/3/2015

12


Ví dụ 1: Tính Ybus của HTĐ với sơ đồ trở kháng

23

24

11/3/2015

13



25

26

11/3/2015

14



27

28

11/3/2015

15

3. Ma trận tổng trở Zbus

Ma trận tổng trở Zbus

29

. .* *11 1

1

. .* *1

n

BUS BUS

n nn

Z Z

Z Y

Z Z

Ma trận tổng trở

Lập ZBUS: Thành lập ma trận tổng trở nút bằng cáchmỗi lần thêm một nhánh cho đến khi nối thành hệ thốngđiện đầy đủ. Mỗi lần thêm một nhánh sẽ tương ứng vớimột bước triển khai của ma trận tổng trở nút và mỗi lầnthêm một nhánh sẽ rơi vào nột trong 4 trường hợp sau:(tham khảo thêm sách mạng truyền tải và phân phối)

a. Thêm một nhánh từ nút mới đến nút chuẩn

b. Thêm một nhánh từ nút mới đến nút cũ

c. Thêm một nhánh từ nút cũ đến nút chuẩn

d. Thêm một nhánh từ nút cũ đến nút cũ

30

11/3/2015

16

a. Thêm nhánh từ nút mới đến nút chuẩn

31

11 12 13

21 22 23

31 32 33

0

0

0

0 0 0

BUS

nhanh

Z Z Z

Z Z ZZ

Z Z Z

z

Thêm nhánh từ nút mới đến nút chuẩn, có tổng trở nhánh Znh

Chọn nút chuẩn (nút gốc) gọi là nút 0. Ma trận tổng trở nút của một nhánh là ma trận 1x1 có phần tử Z11 = Znh

b. Thêm nhánh từ nút mới đến nút cũ

32

11 12 13 13 14

21 22 23 23 24

31 32 33 33 34

41 14 42 24 43 34 33

BUS

nhanh

Z Z Z Z Z

Z Z Z Z ZZ

Z Z Z Z Z

Z Z Z Z Z Z Z z

Nối một nút mới q đến nút cũ p (khác 0) qua tổng trở nhánh Znh = Zpq

ví dụ: Nối nút mới 4 vào nút 3 của mạng điện có sẵn

Mới

11/3/2015

17

c. Thêm nhánh từ nút cũ đến nút chuẩn

33

11 12 13 13 14

21 22 23 23 24

31 32 33 33 34

41 14 42 24 43 34 33

BUS

nhanh

Z Z Z Z Z

Z Z Z Z ZZ

Z Z Z Z Z

Z Z Z Z Z Z Z z

Thêm nhánh từ nút cũ đến nút chuẩn thì ma trận không tăng bậc.Do đó, ta phải tiến hành khử mạch vòng, đưa về ma trận bậcnxn như trước.

11 2 4 3. .BUSZ Z Z Z Z

Mới

Mới

Cũ

d. Thêm nhánh từ nút cũ đến nút cũ

34

11 12 13 14 12 13

21 22 23 24 22 23

31 32 33 34 32 33

41 42 43 22 33 23

BUS

nhanh

Z Z Z Z Z Z

Z Z Z Z Z ZZ

Z Z Z Z Z Z

Z Z Z Z Z z Z

11 2 4 3. .BUSZ Z Z Z Z

Sau khi thêm nhánh loại d phải tiến hành khử mạch vòng

Mới

Mới

Giả sử nối nút 2 và nút 3 qua tổng trở nhánh Znh

2

hệ đơn vị tương đối ma trận tổng dẫn y

Documents