1.1. Tổng quan về hệ thống điện
Định nghĩa hệ thống điện (HTĐ): bao gồm các nhà
máy điện, trạm biến áp, các đường dây tải điện và các
thiết bị khác (các thiết bị điều khiển, tụ bù, thiết bị bảo
vệ ) nối liền với nhau thành hệ thống nhất làm nhiệm
vụ sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng.
Hệ thống cung cấp điện chỉ bao gồm khâu phân
phối, truyền tải và cung cấp điện năng cho các hộ tiêu
thụ điện.
418 trang |
Chia sẻ: hoang10 | Lượt xem: 726 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Chương 1: Tổng quan hệ thống điện, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
HỆ THỐNG ĐIỆN
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về hệ thống điện
Định nghĩa hệ thống điện (HTĐ): bao gồm các nhà
máy điện, trạm biến áp, các đường dây tải điện và các
thiết bị khác (các thiết bị điều khiển, tụ bù, thiết bị bảo
vệ) nối liền với nhau thành hệ thống nhất làm nhiệm
vụ sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng.
Hệ thống cung cấp điện chỉ bao gồm khâu phân
phối, truyền tải và cung cấp điện năng cho các hộ tiêu
thụ điện.
35-110-220 kV
110-220-500 kV
6-10-15-22-35 kV
220/380 V
6,3-10.5-13,8-15,75-36.75 kV
1.1. Tổng quan về hệ thống điện
Hệ Thống Điện Hiện Đại
Sản xuất điện năng:
- Các nhà máy điện
* Turbine & máy phát
* MBA tăng áp
Truyền tải điện năng
- Hệ thống truyền tải cao áp
- Các trạm biến áp
* Các máy cắt
* MBA
Phân phối điện năng
- Các trạm phân phối
* Các MBA hạ áp
- Các phát tuyến trung thế
* Các MBA phân phối
1.1. Tổng quan về hệ thống điện
Sản xuất điện năng
1.1. Tổng quan về hệ thống điện
Truyền tải và phân phối
Tập hợp các bộ phận của HTĐ bao gồm các đường
dây tải điện và các trạm biến áp được gọi là lưới điện.
TĐ
NĐ
TBK
TA
6-10-15-22-35 kV
HA
0,4 kV
TKV
TKV
TTG
TPP
TPP
Phụ tải
TA
Phụ tải
HA
NMĐ LHT
110-220-500 kV
LTT
35-110-220 kV
LPP
TKV
Lưới truyền tải (điện áp: 35, 110, 220 kV)
Tải điện từ các TKV đến các trạm trung gian
Lưới hệ thống (điện áp: 110 – 500 kV)
Bao gồm các đường dây tải điện và trạm biến áp
khu vực, nối liền với các nhà máy điện tạo thành HTĐ.
Lưới phân phối
Làm nhiệm vụ phân phối điện từ trạm trung gian
(TKV hay thanh cái nhà máy điện) đến phụ tải.
+ Phân phối trung áp (6, 10, 15, 22 và 35 kV)
+ Phân phối hạ áp (0,4/0,22 kV)
1.1. Tổng quan về hệ thống điện
Truyền tải và phân phối
1.1. Tổng quan về hệ thống điện
Hộ tiêu thụ điện
Theo điện áp định mức của thiết bị có thể phân ra:
- Uđm < 1000V
- Uđm > 1000V
Theo tần số có thể phân ra:
- Tần số công nghiệp (50 Hz).
- Tần số khác tần số công nghiệp.
1.1. Tổng quan về hệ thống điện
Hộ tiêu thụ điện
Theo nguồn cung cấp có thể chia ra:
- Xoay chiều ba pha và một pha
- Một chiều
Theo chế độ làm việc có thể chia ra:
- Dài hạn
- Ngắn hạn
- Ngắn hạn lặp lại
1.1. Tổng quan về hệ thống điện
Hộ tiêu thụ điện
Theo mức độ tin cây cung cấp điện
1.1. Tổng quan về hệ thống điện
Hộ tiêu thụ điện
MẠNG ĐIỆN
Mạng cao thế
- Lượng lớn công suất được truyền tải đi xa.
- Chia sẻ các nguồn điện
* Độ tin cậy được cải thiện
* Lợi ích kinh tế cho hệ thống lớn
Mạng trung thế
- Phân bố công suất cục bộ
- Có nhiều hệ thống
* Lợi ích kinh tế về sự đơn giản hóa
* Vận hành độc lập
Tải
- Tải công nghiệp và thương mại
- Tải hộ gia đình
ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
Bảo vệ mạng điện
- Thiết bị đóng cắt
* Các MBA công cụ
* Máy cắt
* Dao cách ly
* Cầu chì
* Chống sét
* Relay bảo vệ
Hệ thống quản lý năng lượng
- Trung tâm điều khiển
* Điều khiển máy tính
* SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition
BẢO VỆ RƠLE
Đối với các trạm biến áp, đường dây cao thế, cũng
như trong quá trình vận hành HTĐ nói chung có thể
xuất hiện tình trạng sự cố, hoặc chế độ làm việc bất
thường của các phần tử trong HTĐ.
Các sự cố thường kèm theo hiện tượng dòng điện
tăng lên khá cao và điện áp giảm thấp.
Các chế độ làm việc không bình thường làm cho
dòng, điện áp và tần số lệch khỏi giới hạn cho phép.
→ Nếu để tình trạng này kéo dài, thì có thể sẽ xuất
hiện sự cố lan rộng.
Muốn duy trì hoạt động bình thường của HTĐ và các
hộ tiêu thụ khi xuất hiện sự cố, cần phải phát hiện càng
nhanh càng tốt nơi sự cố và cách ly các phần tử bị sự cố.
Nhờ vậy các phần còn lại sẽ duy trì được hoạt động
bình thường, đồng thời cũng giảm được mức độ hư hại
của phần tử bị sự cố. Làm được điều này chỉ có các thiết
bị tự động mới thực hiện được. Các thiết bị này gọi
chung là rơle bảo vệ (RLBV).
BẢO VỆ RƠLE
Trong HTĐ, RLBV sẽ theo dõi liên tục tình trạng và
chế độ làm việc của tất cả các phần tử trong HTĐ. Khi
xuất hiện sự cố, RLBV sẽ phát hiện và cô lập phần tử bị
sự cố nhờ máy cắt điện thông qua mạch điện kiểm soát.
Khi xuất hiện chế độ làm việc không bình thường,
RLBV sẽ phát tín hiệu và tuỳ theo yêu cầu cài đặt, có
thể tác động khôi phục chế độ làm việc bình thường
hoặc báo động cho nhân viên vận hành.
BẢO VỆ RƠLE
Tuỳ theo cách thiết kế và lắp đặt mà phân biệt RLBV
chính, RLBV dự phòng:
- BV chính là BV tác động nhanh khi có sự cố xảy ra
trong phạm vi giới hạn được BV.
- BV dự phòng là BV thay thế cho BV chính trong
trường hợp BV chính không tác động hoặc trong tình
trạng sửa chữa nhỏ. BVDP cần phải tác động với thời
gian lớn hơn thời gian tác động của BV chính, nhằm để
cho BV chính loại phần tử bị sự cố trước (khi BV này
tác động đúng).
BẢO VỆ RƠLE
- 21, 44: Rơle khoảng cách
- 25: Rơle đồng bộ
- 26: Rơle nhiệt độ (dầu)
- 27: Rơle điện áp thấp
- 32: Rơle định hướng công suất
- 33: Rơle mức dầu
- 49: Rơle nhiệt độ
CHỈ DANH CỦA RƠLE TRONG HTĐ
- 50,51: Rơle quá dòng tức thì, định thì
- 55: Rơle hệ số công suất
- 59: Rơle quá áp
- 62: Rơle thời gian
- 63: Rơle áp suất
- 64: Rơle chạm đất
- 67: Rơle quá dòng có hướng
CHỈ DANH CỦA RƠLE TRONG HTĐ
- 79: Rơle tự đóng lại (máy cắt điện)
- 81: Rơle tần số
- 85: Rơle so lệch cao tần
- 87: Rơle so lệch dọc
- 96: Rơle hơi (máy biến áp)
CHỈ DANH CỦA RƠLE TRONG HTĐ
Tuỳ theo phạm vi, mức độ và đối tượng được bảo vệ,
chỉ danh rơle có thể có phần mở rộng. Sau đây là một số
chỉ danh rơle có phần mở rộng thông dụng:
- 26.W: Rơle nhiệt độ cuộn dây MBA
- 26.O: Rơle nhiệt độ dầu (MBA, bộ đổi nấc MBA)
- 51P, 51S: Rơle quá dòng định thì sơ, thứ cấp MBA
CHỈ DANH CỦA RƠLE TRONG HTĐ
- 50REF: Rơle quá dòng tức thì chống chạm đất
trong thiết bị (MBA)
- 67N: Rơle quá dòng chạm đất có hướng chống
chạm đất
- 87B: Rơle so lệch dọc bảo vệ thanh cái
- 87T: Rơle so lệch dọc bảo vệ máy biến áp
- 96-1: Rơle hơi cấp 1 (chỉ báo tín hiệu)
- 96-2: Rơle hơi cấp 2 (tác động cắt máy cắt điện).
CHỈ DANH CỦA RƠLE TRONG HTĐ
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
Căn cứ vào đặc điểm địa lí, kỹ thuật của nước ta,
HTĐ nước ta được chia thành 3 HTĐ:
- HTĐ miền Bắc: bao gồm các tỉnh miền Bắc từ Hà
Tĩnh trở ra
- HTĐ miền Trung: bao gồm các tỉnh duyên hải
miền Trung từ Quãng Bình đến Khánh Hoà và 3 tỉnh
Tây Nguyên: Kon Tum, Gia Lai và Đắc Lắc (nay gồm
Đắc Lắc và Đắc Nông)
- HTĐ miền Nam: các tỉnh còn lại của miền Nam.
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
- Lưới điện 500 kV, 220 kV và 1 số lưới điện 110 kV
quan trọng do 4 Công ty Truyền tải điện 1, 2, 3 và 4
quản lý và vận hành thuộc TCT Truyền tải điện Q gia.
- Hầu hết lưới điện 110 kV do các Công ty lưới điện
cao thế quản lý trên địa bàn của mình.
- Hiện tại EVN có 5 Tổng Công ty điện lực kinh
doanh điện năng đến khách hàng là TCT Điện lực Miền
Bắc, TCT Điện lực Miền Nam, TCT Điện lực Miền
Trung, TCT Điện lực TP. Hà Nội, TCT Điện lực TP. Hồ
Chí Minh.
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
NGUỒN ĐIỆN
Hệ thống điện Việt Nam được chia thành 3 miền và
liên kết bởi hệ thống truyền tải điện 500 kV. Tổng công
suất đặt nguồn điện toàn hệ thống năm 2010 là 21542
MW, tổng công suất khả dụng vào khoảng 19735 MW.
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
NGUỒN ĐIỆN
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
NGUỒN ĐIỆN
Tổng kết lượng công suất đặt theo đơn vị chủ sở
hữu trong hệ thống điện Việt Nam
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
NGUỒN ĐIỆN
Tỉ trọng các loại hình sản xuất điện năng trong HTĐ
Việt Nam
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
NGUỒN ĐIỆN
Vấn đề huy động nguồn điện để đáp ứng phủ tải HTĐ
Quốc gia trong giai đoạn hiện nay được thực hiện theo
nguyên tắc (sắp xếp theo thứ tự ưu tiên):
1. Huy động theo các yêu cầu kỹ thuật (bù điện áp,
chống quá tải...)
2. Huy động theo các yêu cầu khách quan khác (tưới
tiêu, giao thông vận tải ...)
3. Huy động theo các ràng buộc trong hợp đồng mua
bán điện
4. Huy động theo tính toán tối ưu và tính toán thị
trường điện
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
NGUỒN ĐIỆN
Tham khảo Qui hoạch điện 7 (các công trình đưa
vào vận hành trong các năm)
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI - PHÂN PHỐI
Hệ thống truyền tải điện bao gồm các cấp điện áp 500
kV, 220 kV và 110 kV.
Hệ thống truyền tải điện 500kV với tổng chiều dài
3890 km từ Bắc tới Nam tạo điều kiện truyền tải trao đổi
điện năng giữa các miền Bắc, Trung và Nam. Mạch 1 của
đường dây 500 kV được đưa vào vận hành tháng 9 năm
1994, mạch 2 được đưa vào vận hành vào cuối năm 2005.
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
Năm 2010 lưới truyền tải 500 kV Bắc - Nam vận
hành tương đối ổn định và luôn truyền tải công suất cao
từ Nam ra Bắc, tổn thất trên HTĐ 500 kV đạt 4.47%
giảm 0.50% so với năm 2009 (4.97%).
HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI - PHÂN PHỐI
Do điều kiện lịch sử để lại, hiện nay hệ thống lưới
điện phân phối của Việt Nam bao gồm nhiều cấp điện
áp khác nhau (66, 35, 15, 10 và 6 kV), cả ở thành thị và
nông thôn.
EVN đã thực hiện đồng bộ hóa hệ thống điện phân
phối với cấp điện áp 22 kV cho khu vực đô thị và cấp
điện áp 35 kV cho khu vực nông thôn và miền núi. Đối
với điện hạ áp sử dụng cấp điện áp 220 V cho toàn bộ
đất nước.
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI - PHÂN PHỐI
Hệ thống phân phối điện mặc dù trong điều kiện
tương đối tốt vẫn còn có tổn thất điện năng cao.
- Đường dây bị quá tải, máy biến áp vận hành với
hiệu suất chưa cao, cáp điện có chất lượng kém là
những nguyên nhân chính gây ra tổn thất cao.
- Ngoài ra, công tơ không chính xác, gian lận và
trộm cắp điện cũng đã góp phần vào việc thất thoát
doanh thu đáng kể cho EVN.
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI - PHÂN PHỐI
Tổn thất truyền tải và phân phối đã được giảm dần
trong thập kỷ qua, từ 22,5 % trong năm 1994 giảm
xuống 12,09 % trong năm 2004. EVN có kế hoạch tiếp
tục giảm tỷ lệ tổn thất hệ thống xuống dưới 10 % vào
năm 2010 và các năm tiếp theo.
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI - PHÂN PHỐI
Do những đặc điểm về địa lý, thổ nhưỡng, khí hậu,
phụ tải hệ thống điện Việt Nam phân tách thành 3 miền
với những nét đặc trưng rõ rệt. Những đặc điểm khác
biệt của từng miền ảnh hưởng rất mạnh đến biểu đồ phụ
tải của cả hệ thống điện Quốc gia.
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
PHỤ TẢI ĐIỆN
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
PHỤ TẢI ĐIỆN
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
PHỤ TẢI ĐIỆN
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
PHỤ TẢI ĐIỆN
Trong năm 2010, điện năng sản xuất toàn HTĐ Quốc
Gia 100071 GWh (cả sản lượng điện bán cho Campuchia,
chưa tính sản lượng bị tiết giảm), tổng phụ tải của HTĐ
Quốc Gia là 99771 GWh, tăng 14,37% so với năm 2009
(năm 2009: 86647 GWh).
Mức tăng trưởng này cao hơn tốc độ tăng trung bình
các năm gần đây (tốc độ tăng trưởng trung bình từ năm
1999 đến 2009 là 13.84%).
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
PHỤ TẢI ĐIỆN
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
ĐIỀU HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA
Việc điều hành HTĐ quốc gia được chia thành 3 cấp
điều độ:
- Điều độ HTĐ quốc gia
- Điều độ HTĐ miền
- Điều độ lưới điện phân phối
Trên cơ sở phân cấp này, hệ thống điều độ được tổ
chức thành các Trung tâm điều độ tương ứng nhằm mục
tiêu điều hành vận hành hệ thống điện Việt Nam an
toàn, liên tục và kinh tế.
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
ĐIỀU HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA
Ngoài ra, Trung tâm Điều độ HTĐ quốc gia có
nhiệm vụ thực hiện việc chào giá cạnh tranh các NMĐ
để tiến tới vận hành hoạt động của Thị trường điện.
Trung tâm Điều độ HTĐ quốc gia có trách nhiệm
điều khiển và thao tác các nhà máy điện, lưới điện 500
kV; kiểm tra và giám sát các trạm biến áp đầu cực của
các nhà máy điện, các trạm 220 kV và các đường dây
110 kV nối nhà máy điện với hệ thống.
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
ĐIỀU HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA
Trung tâm Điều độ HTĐ miền điều hành lưới điện
220 kV và 110 kV ở ba khu vực Bắc, Trung và Nam
Trung tâm Điều độ phân phối điều hành vận hành
lưới điện phân phối các tỉnh, thành phố trực thuộc trung
ương.
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
ĐIỀU HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA
Sơ đồ phân cấp điều độ hệ thống điện
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
ĐIỀU HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA
Sơ đồ phân cấp điều độ hệ thống điện
QUYỀN ĐIỀU KHIỂN QUYỀN KIỂM TRA
ĐIỀU
ĐỘ
QUỐC
GIA
-- Các NMĐ lớn
-- HTĐ 500 kV
-- Tần số HT, điện áp các
nút chính
- Các NMĐ không thuộc quyền
điều khiển
- Lưới điện 220 kV
-Trạm phân phối NMĐ lớn
- Ðường dây nối NMĐ với
HTĐ
ĐIỀU ĐỘ
MIỀN
-- Các NMĐ đã được phân cấp
theo quy định riêng
-- Lưới điện truyền tải 220 -110
- 66kV
-- Công suất vô công NMĐ
-- Các nhà máy điện nhỏ, các
trạm Diezel, bù trong miền
-- Các trạm, ĐD phân phối
110 - 66kV phân cấp cho
điều độ lưới điện phân phối
điều khiển
-- Các hộ sử dụng điện quan
trọng trong lưới điện phân
phối
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
ĐIỀU HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA
Sơ đồ phân cấp điều độ hệ thống điện
ĐIỀU ĐỘ
LƯỚI ĐIỆN
PHÂN PHỐI
- - Các trạm, ĐD phân phối 110 - 66
kV phân cấp cho điều độ lưới điện
phân phối điều khiển
- - Lưới điện phân phối
- - Các trạm thuỷ điện nhỏ, các trạm
điezel, trạm bù trong lưới điện phân
phối.
1.2. Hệ thống điện Việt Nam
ĐIỀU HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA
Sơ đồ phân cấp điều độ hệ thống điện
BẢN ĐỒ PHÂN VÙNG QUẢN LÝ CỦA CÁC CÔNG TY ĐIỆN LỰC
Một phương án cung cấp điện được gọi là hợp lý
phải kết hợp hài hoà một loạt các yêu cầu như:
• Độ tin cây (xác suất mất điện nhỏ).
• Phải đam bảo được chất lượng điện năng trong
phạm vi cho phép (kỹ thuật).
• An toàn và tiện lợi cho việc vận hành thiết bị.
• Tính kinh tế (vốn đầu tư nhỏ).
1.3. Những yêu cầu đối với phương án cung cấp điện
Độ tin cậy cung cấp điện
Đó là mức đảm bảo liên tục cung cấp điện tùy thuộc
vào tính chất của phụ tải dùng điện. Độ tin cậy cung
cấp điện tuỳ thuộc vào hộ tiêu thụ thuộc loại nào.
Trong điều kiện cho phép người ta cố gắng chọn
phương án cung cấp điện có độ tin cậy càng cao càng
tốt.
1.3. Những yêu cầu đối với phương án cung cấp điện
Chất lượng điện
Chất lượng điện năng được đánh giá bằng hai chỉ tiêu
là tần số và điện áp.
1.3. Những yêu cầu đối với phương án cung cấp điện
Điện áp đặt lên đầu cực thiết bị điện so với điện áp
định mức của nó không được vượt quá giới hạn cho phép.
Quy định như sau:
- Phụ tải động lực: [U%] = 5%.
- Phụ tải chiếu sáng: [U%] = 2,5%.
Trong trường hợp khởi động động cơ hoặc mạng đang
ở trong tình trạng sự cố thì độ lệch điện áp cho phép có
thể tới - 10%Uđm.
Chất lượng điện
Chất lượng tần số được đánh giá bằng: độ lệch tần số
so với tần số định mức. Qui định bằng 0,5Hz
Chỉ tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điện
điều chỉnh chỉ có những hộ tiêu thụ lớn mới phải quan
tâm đến chế độ vận hành của mình sao cho hợp lý để góp
phần ổn định tần số của hệ thống điện.
1.3. Những yêu cầu đối với phương án cung cấp điện
An toàn điện
Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối
với người và thiết bị. Muốn đạt được yêu cầu đó, người
thiết kế phải chọn sơ đồ cung cấp điện hợp lý, rõ ràng,
mạch lạc để tránh được nhầm lẫn trong vận hành, các
thiêt bị điện phải được chọn đúng chủng loại, đúng công
suất.
Cuối cùng việc vận hành quản lý hệ thống điện có vai
trò đặc biệt quan trọng. Người sữ dụng phải tuyệt đối
chấp hành nhữnh qui định về an toàn sử dụng điện.
1.3. Những yêu cầu đối với phương án cung cấp điện
Kinh tế
Khi đánh giá so sánh các phương án cung cấp điện, chỉ
tiêu kinh tế chỉ được xét đến khi các chỉ tiêu kỹ thuật nêu
trên phải được đảm bảo.
Chỉ tiêu kinh tế được đánh giá qua: tổng số vốn đầu tư,
chi phí vận hành và thời gian thu hồi vốn đầu tư.
Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thông qua tính toán
và so sánh giữa các phương án từ đó mới có thể đưa ra
phương án tối ưu.
1.3. Những yêu cầu đối với phương án cung cấp điện
Những yêu cầu trên thường mâu thuẩn với nhau nên
người thiết kế cân nhắc và kết hợp hài hòa tùy thuộc vào
hoàn cảnh cụ thể.
Ngoài ra, khi thiết kế cung cấp điện cũng phải chú ý
đến những yêu cầu khác như: yêu cầu phát triển phụ tải
về sau, rút ngắn thời gian xây dựng
1.3. Những yêu cầu đối với phương án cung cấp điện
Nội dung chính của Học phần
1. Tổng quan hệ thống điện
2. Những nguyên lý cơ bản
3. Các thông số của đường dây
4. Mô hình đường dây
5. Mô hình máy biến áp
6. Mô hình máy phát
7. Điều khiển điện áp hệ thống
8. Những ma trận mạng
9. Phân tích dòng công suất
HỆ THỐNG ĐIỆN I
Chương II:
NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN
KÍ HIỆU
Các đại lượng điện trong HTĐ: điện áp (U hoặc
V) và dòng điện (I), công suất (S, P, Q), tổng trở (Z),
cảm kháng (x0), dung dẫn (b0)
Ta có các qui ước như sau:
- Giá trị tức thời hay hàm theo biến số thời gian:
“u” và “i”.
- Giá trị hiệu dụng hoặc biên độ các đại lượng
phức: U”, “I” hay “Z”, “Y”...
KÍ HIỆU
Ta có các qui ước như sau:
- Đại lượng phức:
- Phần thực hay phần ảo của số phức X:
“Re{X}” và “Im{X}”.
+
U ,
I ,
S (biến đổi theo thời gian).
+
Z ,
Y
KÍ HIỆU
Kí hiệu đơn vị của các đại lượng điện:
- Điện áp: V, kV
- Dòng điện: A, kA
- Công suất biểu kiến: VA, kVA, MVA...
- Công suất tác dụng: W, kW, MW
- Công suất phản kháng: Var, kVar, MVar
Số phức
(r, q)
Qj
R
jq
r
Tại sao sử dụng số phức trong tính tóan mạch điện AC?
Tổng trở
Điện trở
Điện kháng
Các nhà tóan học, vật lý học người ta dùng i ký hiệu số ảo
Các người kỹ sư điện lại ký hiệu số ảo là j
?25
525125)1(25 j
?16
416116 j
Số phức
Số phức
+
-
1
2
3
4
5
6
7
8
9 1
2
3
4
5
6
7
8
9
(a) (b)
anglephase
magnitudephasor
:
:
RR
Qj
Qj
5
34 j
4
09,36
3
Chuyển đổi số phức từ dạng đại số (rectangular) sang dạng
mũ (phasor)
jqr
)/arctan(
22
rq
qr
Chuyển đổi số phức từ dạng mũ (phasor) (rectangular) sang
dạng đại số
jqr
sin
cos
q
r
Số phức
Số phức
Phép cộng số phức
108
65
43
j
j
j
Phép trừ số phức
166
)49(
1215
j
j
j
Phép nhân số phức
7221081512)54)(23( 2 jjjjjj ?)54)(23( jj
Phép chia số phức
000 3015)205)(103( ?)205)(103( 00
?)65()43( jj
?
12
1015
j
j
18
5
540
14
)12)(1015(
12
1015
2
j
j
j
jj
j
j
000
0
0
103)1020()5/15(
)105(
)2015(
?
)105(
)2015(
0
0
Số phức liên hợp
jbaCC
Phép cộng và trừ số phức liên hợp
aCCC 2Re2
bjCjCC 2Im2
Phép nhân số phức liên hợp
222. baCCC
Số phức
Biểu diễn các đại lượng điện ở dạng số phức
Áp dụng số phức
sinjV
cosV Real axis
Imaginary axis
V
retangular
polarlexponentia
sincos jVVVVeV j
Ví dụ
)60cos(7.169)( 0 ttv
Vmax = 169.7 [V]
060
)45cos(100)( 0 tti
Biểu diễn dòng điện ở dạng phasor
50507.70457.70 450 jeI j
RI
RV
R
V
IR
RI V
LjjX L V
LI
L
L
jX
V
I
V
LI
V
Cj
jXC
1
C
L
jX
V
I
V
CI
CI
Quan hệ của điện áp và dòng điện ở dạng phasor
Biểu diễn các đại lượng điện ở dạng số phức
Công suất
Công (Work)
Work = Force x Distance [N.m]
Công để duy chuyển một điện tích
Công suất (Power)
Công suất: sự chuyển đổi năng lượng (công) trong một đơn vị thời gian
W
s
mN
t
Work
Power
.
Công suất của động cơ điện: sự chuyển đổi điện năng sang cơ năng
VIP ]AVW[
1 hp (horsepower) = 736 W
There is a metric horsepower rating,
although it is rarely used. The two methods
are close, with one SAE horsepower equal
to 1.0138697 metric horsepower
Tam giác công suất
S
Q
P
22 Q PS
PF
P
S
cos
Động cơ điện: PF = 0,5 – 0,95