xác định số lượng và công suất của các máy biến áp ở các trạm biến áp phụ tải, sơ đồ nối dây các trạm, sơ đồ nối dây toàn hệ thống

Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, các mạng điện vàcác hộ tiêu thụ điện đợc liên kết với nhau thành một hệ thống để thực hiện quá trìnhsản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ đi

Lời nói đầu

Điện năng là dạng năng lợng đợc sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các lĩnh vựchoạt động kinh tế và đời sống của con ngời Nhu cầu sử dụng điện ngày càng cao,chính vì vậy chúng ta cần xây dựng thêm các hệ thống điện nhằm đảm bảo cung cấp

điện cho các hộ tiêu thụ Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, các mạng điện vàcác hộ tiêu thụ điện đợc liên kết với nhau thành một hệ thống để thực hiện quá trìnhsản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng Mạng điện là một tập hợp gồm cócác trạm biến áp, trạm đóng cắt, các đờng dây trên không và các đờng dây cáp Mạng

điện đợc dùng để truyền tải và phân phối điện năng từ các nhà máy điện đến các hộtiêu thụ

Bản đồ án này bao gồm hai phần: Phần thứ nhất có nhiệm vụ thiết kế mạng điệnkhu vực gồm hai nhà máy nhiệt điện điện, một trạm biến áp trung gian và 10 phụ tải.Phần thứ hai có nhiệm vụ tính toán ổn định của hệ thống vừa đợc thiết kế

Nhờ sự chỉ bảo, góp ý của các thầy, cô giáo và mọi ngời quan tâm nên em đãhoàn thành đồ án này Tuy đã nỗ lực rất nhiều nhng do thiếu kinh nghiệm thực tế vàkiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy em rất mong nhận

đợc các ý kiến đánh giá, chỉ bảo của các thầy cô giáo để em đợc mở rộng, nâng caokiến thức

Qua đây em xin chân thành cảm ơn các thầy, các thầy cô giáo trong bộ môn HệThống Điện, đặc biệt là thầy giáo TS Nguyễn Lân Tráng đã tận tình giúp đỡ em trongthời gian vừa qua Em rất mong muốn sẽ tiếp tục nhận đợc sự giúp đỡ của các thầy, côgiáo trong quá trình công tác sau này

1

CHƯƠNG 2: dự kiến các phơng án nối dây của mạng điện 8

so sánh các phơng án về mặt kỹ thuật

2.2 Tính toán lựa chọn Uđm và chọn tiết diện dây dẫn 13

biến áp ở các trạm biến áp phụ tải, sơ đồ nốidây các trạm, sơ đồ nối dây toàn hệ thống 4.1 Xác định số lợng và công suất của các máy biến áp ở các trạm 33 biến áp phụ tải

suất, tổn thất điện năng trong toàn lới điện

Trang

chọn phơng thức điều áp cho mạng điện

2

7.2.1 Phơng pháp chung lựa chọn đầu phân áp 99

8.2 Tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong toàn mạng điện 115

1.1 Phân tích nguồn cung cấp điện và phụ tải.

Phân tích nguồn và phụ tải của mạng điện là một phần quan trọng trong tínhtoán thiết kế

Tính toán thiết kế có chính xác hay không hoàn toàn phụ thuộc vào mức độchính xác của công tác thu thập phụ tải và phân tích nó

Phân tích nguồn là một việc làm cần thiết nhằm định hớng phơng thức vận hànhcủa nhà máy điện, phân bố công suất giữa các tổ máy, hiệu suất, cos và khả năng điềuchỉnh

Các thông số của phụ tải và nguồn điện:

67,2 67,2

52,8

68,8

68,8 49,6

49,6

49,6 78,4

84,8

84,8

81,6

100,8 56

35,2

36,8

35,2

38,4 49,6

Tmax = 5500h

Phụ tải cực tiểu bằng 60% phụ tải cực đại

Hệ số đồng thời k = 1

Các phụ tải đều là phụ tải loại 1

Phụ tải 1, 6, 7 yêu cầu điều chỉnh điện áp thờng, các phụ tải còn lại yêu cầu điềuchỉnh điện áp khác thờng

Tổng công suất lúc phụ tải cực đại là:

)(354

10 1 max

6,

0 10

1 max

1.1.2 Nguồn điện.

Mạng điện thiết kế gồm hai nguồn cung cấp:

 Nguồn thứ nhất là trạm trung gian có công suất vô cùng lớn, cos = 0,85 và

Uđm = 220 kV

 Nguồn thứ hai là nhà máy thuỷ điện có thông số máy phát:

P = 490 (MW)cos = 0,85

10 5 max MW

10 5 min MW



Ta cho nhà máy thuỷ điện hoạt động với 2 tổ máy và 80% công suất định mức

1.2 Cân bằng công suất trong mạng điện.

Nh ta đã biết điện năng do các nhà máy điện sản xuất ra trong hệ thống điệnluôn cân bằng với điện năng tiêu thụ của các phụ tải

Cân bằng công suất trong hệ thống điện trớc hết xem khả năng cung cấp điện vàtiêu thụ trong hệ thống điện có cân bằng không Sau đó sơ bộ định hớng phơng thứcvận hành cho nhà máy điện.Trong các chế độ vận hành lúc cực đại, cực tiểu hay sự cốdựa vào khả năng cấp điện của từng nguồn điện

Cân bằng công suất tác dụng nhằm để giữ tần số của hệ thống nằm trong phạm

vi cho phép

4

Cân bằng công suất phản kháng nhằm để giữ điện áp ở các nút nằm trong giớihạn cho phép.

Ppt: tổng phụ tải tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ

Pmd: tổng tổn thất công suất tác dụng trên đờng dây và máy biến áp

Ptd: tổng công suất tự dùng của nhà máy điện

Pdt: tổng công suất dự trữ, Pdt = 0 vì hệ thống điện có công suất vôcùng lớn

Do hệ thống điện có công suất vô cùng lớn nên ta không cần cân bằng công suấttác dụng Căn cứ vào việc phân tích nguồn cung cấp điện và vị trí phụ tải ta cho nhàmáy điện hoạt động với ba tổ máy, mỗi tổ phát 80% công suất định mức

Công suất phát của nhà máy thuỷ điện:

PFTĐ = 0,8.3.90 = 216 MWCông suất phụ tải cực đại:

Pmax = Ppt = 354 MWTổng tổn thất công suất:

Pmd = 10%Ppt = 35,4 MWCông suất tự dùng của nhà máy điện:

Ptd = 1%.(Ppt + Pmd ) = 0,01.(354 +35,4) = 3,89 MW

Công suất tác dụng nhận từ hệ thống điện:

PFHT = 354 + 35,4 + 3,89 - 216 = 177,29 MW

Q Q

i i

i pt

.

10 1

Trong khi tính toán sơ bộ, một cách gần đúng ta lấy QL = QC

Qba: tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp của hệthống

Qba = 15%Qpt = 36,44 MVAr

Qtd = Ptd.tg(arccos0,75) = 0,882.3,89 = 3,43 MVAr

Vậy tổng công suất phản kháng yêu cầu của lới điện là:

5

Công suất bù sơ bộ cho phụ tải thứ i đợc tính toán nh sau:

Chơng 2

Dự kiến các phơng án nối dây của mạng điện

so sánh các phơng án về mặt kỹ thuật.

2.1 Dự kiến các phơng án nối dây.

Từ việc phân tích các phụ tải và các nguồn điện ở chơng 1 ta thấy:

 Các phụ tải đều là hộ tiêu thụ loai 1 nên yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điệncao do đó phải sử dụng đờng dây lộ kép, hoặc mạch vòng để cung cấp điện cho các phụtải

 Các phụ tải 5, 6, 7, 8, 9, 10 gần nhà máy thuỷ điện do vậy sẽ đ ợc cung cấp

điện từ nhà máy Các phụ tải 1, 2, 3, 4 ở gần hệ thống điện nên sẽ đợc cung cấp điện từ

4

2

5HTĐ

4

2

5HTĐ

2

5HT§

4

2

5HT§

2

5HT§

4

2

5HT§

4

2

5HT§

2

5HT§

4

2

5HT§

2.1.10 Phơng án 10.

2.2 Tính toán lựa chọn Uđm và chọn tiết diện dây dẫn.

2.2.1 Phơng pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn và Uđm.

Điện áp của mạng điện đợc chọn theo công thức kinh nghiệm sau:

) ( 16

34 ,

Trong đó:

Ui: điện áp đờng dây thứ i

li: chiêù dài đờng dây thứ i

Pi: công suất tác dụng truyền tải trên đờng dây thứ i (MW)Nếu kết quả tính toán đợc là: 70 (kV) < U < 160(kV) ta sẽ chọn điện áp danh

Fi: tiết diện dây dẫn

Iimax: dòng điện cực đại chạy trên đờng dây

dm

i

U n

S I

3

10

max max 

Smax: công suất lớn nhất truyền tải trên đờng dây

n: số lộ đờng dây

Jkt: mật độ dòng kinh tế

Với Tmax = 5500 h, tra bảng ta có: Jkt = 1 A/mm2.Trong mạng điện ta sử dụng dây nhôm lõi thép, khoảng cách trung bình hiìnhhọc giữa các pha là 5m

Để đảm bảo điều kiện chống tổn thất vầng quang thì mạng điện 110kV dây dẫnnhỏ nhất là AC-70

4

2

5HTĐ

Sau khi chọn đợc tiết diện dây dẫn ta sẽ tiến hành kiểm tra lại dòng điện làmviệc xem có chịu dòng điện sự cố không theo điều kiện sau:

Để có thể sơ bộ loại một số phơng án mà không cần phải tính toán chi tiết ta cóthể dùng mômen phụ tải P.L để phân tích Dùng mômen phụ tải có thể nói lên đợc khốilợng kim khí máu và tổn thất điện năng trong mạng đó

1 Tính toán các dòng công suất chạy trên các lộ đờng dây của từng trờng hợp.

S2-7 = S7 - STĐ-7

S2-7 = 35 + j21,66 - 13,01 -j18,99

S2-7 = 21,99 + j2,67 MVADòng công suất chạy rên doạn HT-2 là:

Tính toán tơng tự ta có trị số các dòng công suất chạy trên các lộ đờng dây củatừng phơng án nh sau:

2 Dùng mômen phụ tải để phân tích các phơng án.

Khối lợng kim khí màu sử dụng cho mạng điện là:

.

3

3 3

U J

L P J

L I L

F V

kt

i i kt

i i i

i

 Phơng án 1:

) (

65

,

423

9 , 0 8 , 60 38 85

, 0 4 , 38 36 85

, 0 8 , 68 35 57

, 0 6 , 49 01 , 13 9

, 0 8 , 84 42 85

, 0 8 , 68 30

99 , 0 6 , 49 99 , 21 85

, 0 8 , 52 38 85

, 0 2 , 67 40 93

, 0 8 , 60 99 , 47 90

, 0 8 , 68 34

3

3 1

1

m V

31

,

498

9 , 0 6 , 49 38 88

, 0 4 , 38 74 85

, 0 8 , 68 35 57

, 0 6 , 49 01 , 13 9

, 0 2 , 35 42 88

, 0 8 , 68 72

99 , 0 6 , 49 99 , 21 85

, 0 8 , 52 38 93

, 0 8 , 60 99 , 47 85 , 0 56 40 87

, 0 8 , 68 74

.

3

3 2

2

m V

90

,

549

85 , 0 6 , 49 36 88

, 0 4 , 38 74 9

, 0 8 , 84 42 88

, 0 8 , 68 77 85

, 0 6 , 49 35 43

, 0 8 , 68 51 , 7

99 , 0 6 , 49 49 , 22 85

, 0 8 , 52 38 93

, 0 8 , 60 49 , 48 9

, 0 56 34 87

, 0 2 , 67 74

3

3 3

3

m V

) (

28

,

480

9 , 0 6 , 49 38 88

, 0 4 , 38 74 85

, 0 8 , 68 35 85

, 0 6 , 49 35 9

, 0 8 , 84 42 43

, 0 8 , 68 51 , 7

99 , 0 6 , 49 49 , 22 85

, 0 8 , 52 38 93

, 0 8 , 60 49 , 48 85 , 0 56 40 87

, 0 8 , 68 74

3

3 4

4

m V

9,0

6,49.3888,0

4,38.7485,0

8,68.3585,0

6,49.359

,0

8,84.4243

,0

8,68.51,7

99,0

8,100.49,2285,0

8,52.3885,0

2,35.4085,0

8,60.669

,0

8,68.34

.3

3 5

5

m V

U J

08

,

489

9 , 0 8 , 60 38 85

, 0 4 , 38 36 9

, 0 8 , 84 42 88

, 0 8 , 68 77 85

, 0 6 , 49 35 43

, 0 8 , 68 51 , 7

99 , 0

8 , 100 49 , 22 85

, 0 8 , 52 38 85

, 0 2 , 35 26 85

, 0 2 , 67 66 9

, 0 8 , 68 34

.

3

3 6

6

m V

58

,

419

9 , 0 8 , 60 38 85

, 0 4 , 38 36 85 , 0 8 , 68 35 53

, 0 8 , 36 01 , 11 76

, 0 6 , 49 01 , 46 9

, 0 8 , 84 42

1 8 , 100 99 , 18 85 , 0 8 , 52 38 85

, 0 2 , 67 40 85

, 0 8 , 60 26 9

, 0 8 , 68 34

.

3

3 7

89

,

508

9 , 0 8 , 60 38 88

, 0 4 , 38 74 9

, 0 8 , 84 42 88

, 0 8 , 68 77 53

, 0 8 , 36 01 , 11 76

, 0 6 , 49 01 , 46

1 8 , 100 99 , 18 85 , 0 8 , 52 38 85

, 0 2 , 35 40 85

, 0 8 , 60 66 9

, 0 8 , 68 34

.

3

3 8

82

,

425

9 , 0 8 , 60 38 85

, 0 4 , 38 36 85

, 0 8 , 68 35 85

, 0 6 , 49 35 82

, 0 8 , 68 71 , 53 9

, 0 2 , 35 42

1 8 , 100 29 , 18 85 , 0 8 , 52 38 85

, 0 2 , 35 40 85

, 0 8 , 60 26 9

, 0 8 , 68 34

.

3

3 9

95

,

464

9 , 0 8 , 60 38 88

, 0 4 , 38 74 85

, 0 8 , 68 35 85

, 0 6 , 49 35 82

, 0 8 , 68 71 , 53 9

, 0 2 , 35 42

1 8 , 100 29 , 18 85 , 0 8 , 52 38 85

, 0 2 , 35 40 85

, 0 8 , 60 66 9

, 0 8 , 68 34

3

3 10

10

m V

3 Chän Udm vµ tiÕt diÖn d©y dÉn cho c¸c ph¬ng ¸n 1, 5, 7, 9, 10.

Dùa vµo c«ng thøc ë phÇn 2.2.2 vµ kÕt qu¶ tÝnh to¸n ë môc 1 phÇn 2.2.2 ta cãb¶ng tæng kÕt vÒ lùa chän ®iÖn ¸p vµ tiÕt diÖn d©y dÉn cho m¹ng ®iÖn

Nh vËy víi m¹ng ®iÖn nµy ta chän cÊp ®iÖn ¸p: Udm = 110 kV

KiÓm tra l¹i dßng sù cè:

Nh vËy víi m¹ng ®iÖn nµy ta chän cÊp ®iÖn ¸p: Udm = 110 kV.

KiÓm tra l¹i dßng sù cè:

KiÓm tra l¹i dßng sù cè:

KiÓm tra l¹i dßng sù cè:

Nh vËy víi m¹ng ®iÖn nµy ta chän cÊp ®iÖn ¸p: Udm = 110 kV

KiÓm tra l¹i dßng sù cè:

Nh vậy các dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện sự cố.

2.3 Tính toán tổn thất điện áp cho mạng điện.

2.3.1 Phơng pháp tính toán tổn thất điện áp.

Sau khi chọn đợc dây dẫn ta sẽ tiến hành tính toán tổn thất điện áp trên các lộ ờng dây trong các chế độ vận hành bình thờng và sự cố

dm

U

X Q R P





Usc% = 2.Ubt% ( đờng dây lộ kép )

 Kiển tra kết quả tính toán đợc theo các tiêu chuẩn kỹ thuật:

% 20

%

%

% 10

%

% max

btcp bt

U U

U U

Chú ý nếu hộ tiêu thụ ở xa nhất dự kiến dùng máy biến áp điều áp dới tảithì vì máy biến áp này có phạm vi điều chỉnh rộng nên có thể xét theo điều kiện sau:

% 25 20

%

%

% 20 15

%

% max

btcp bt

U U

U U

2.3.2 Tính toán cụ thể cho các phơng án.

Nh vậy tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ làm việc bình thờng của mạng

điện là: Umaxbt% = UmaxbtTĐ-6% = 6,99%

Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố là:

Umaxsc% = 2.UmaxbtTDD-6% = 13,98%

Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ làm việc bình thờng của mạng điện là:

Umaxbt% = UmaxbtHT-2% + Umaxbt2-3%

= 7,02 + 3,01 = 10,12%

Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố là:

Umaxsc% = 2.UmaxntHT-2% + Umaxbt2-3%

Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ làm việc bình thờng của mạng điện là:

Umaxbt% = UmaxbtHT-2%

= 6,99%

Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố là:

Umaxsc% = 2.UmaxbtHT-2% = 13,98%

Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố là:

Umaxsc% = 2.UmaxbtTĐ-5% + Umaxbt5-6%

Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ làm việc bình thờng của mạng điện là:

Umaxbt% = UmaxbtHT-2% + Umaxbt2-3%

= 7,02 + 3,10 = 10,12%

Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố là:

Umaxsc% = 2.UmaxbtHT-2% + Umaxbt2-3%

Chơng 3

so sánh các phơng án về mặt kinh tế.

Việc quyết định bất kỳ một phơng án nào của hệ thống điện cũng phải dựa trêncơ sở so sánh về mặt kỹ thuật và kinh tế, nói cách khác đi là dựa trên nguyên tắc đảmbảo cung cấp điện và kinh tế để quyết định sơ đồ nối dây Khi so sánh các phơng án sơ

đồ nối dây của mạng điện thì cha cần đề cập đến các trạm biến áp vì coi các trạm biến

K: là vốn đầu t của mạng điện Trong vốn đầu t chỉ kể những thành phầnchủ yếu nh đờng dây, máy cắt phía cao áp Nếu không cần chi tiết ta có thể bỏ qua máycắt

Ki = k0j.lj

k0j: là giá 1km đờng dây, nếu đờng dây lộ kép đi song song nhau thì tanhân thêm hệ số 1,6

lj: chiều dài đờng dây j

avh: là hệ số khấu hao, tu sửa thờng kỳ và phục vụ các đờng dây mạng

U

Q P P

28

Chơng 4

Xác định số lợng và công suất của các máy biến áp

ở các trạm biến áp phụ tải, sơ đồ nối dây các trạm, sơ đồ nối dây toàn hệ thống.

4.1 Xác định số lợng và công suất của các máy biến áp ở các trạm biến áp phụ tải.

4.1.1 Nguyên tắc lựa chọn số lợng, công suất máy biến áp.

Số lợng máy biến áp ở các trạm biến áp phụ tải phụ thuộc vào loại phụ tải

 Với hộ loại I ta chọn hai máy biến áp vận hành song song

 Với hộ loại III ta chọn một máy biến áp

Việc xác định công suất của các máy biến áp là một vấn đề hết sức quan trọng,

nó ảnh hởng đến độ tin cậy cung cấp điện Để chọn lựa công suất của các máy biến áp

ta cần căn cứ vào công suất cực đại của các phụ tải Mạng điện thiết kế có cấp điện áp110kV và điện áp thứ cấp là 22kV Nh vậy ở trạm biến áp phụ tải ta chọn máy biến áp

ba pha hai dây quấn có tỉ số biến áp là: 110/22

Ta coi các máy biến áp đã đợc nhiệt đới hoá do vậy không cần phải hiệu chỉnhcông suất của chúng theo nhiệt độ nữa

Công suất của máy biến áp đợc chọn theo điều kiện:

tt

n k

max

Trong đó:

n: là số máy biến áp (n = 2)

Smax: là công suất phụ tải ở chế độ cực đại

Stt: là công suất tính toán của máy biến áp

k: là hệ số quá tải của máy biến áp ( k = 1,4 )Công suất của máy biến áp phải đảm bảo:

 Cung cấp điện trong tình trạng làm việc bình thờng

 Khi có 1 máy biến áp bất kì nghỉ, các máy biến áp còn lại với khả năng quá tải

sự cố cho phép phải đảm bảo đủ công suất cần thiết

4.1.2 Lựa chọn công suất máy biến áp cho các trạm biến áp

 Chọn công suất máy biến áp cho các trạm biến áp phụ tải:

Với phụ tải 1

S1max = 37,78 MVAPhụ tải 1 là hộ tiêu thụ loại I nên ta chọn hai máy biến áp vận hành song song.Công suất của máy biến áp đợc chọn nh sau:

tt

dm S

S 

) ( 99 , 26 4

, 1

78 , 37 ) 1 2 (

4 , 1

8 41,18 29,41 2 TPDH - 32000/110/22

 Với nhà máy điện ta sẽ lựa chọn sơ đồ nối điện theo sơ đồ bộ Máy phát

điện _ Máy biến áp

Do vậy ở trạm tăng áp của nhà máy ta sẽ chọn 4 máy biến áp tăng áp hai dâyquấn Công suất của các máy biến áp đợc chọn nh sau:

) ( 88 , 105 85 , 0 90

cos

MVA S

P S

dmBA

F dmBA

09 , 181 4

, 1

S

Chọn 2 máy biến áp tự ngẫu loại: ATDЦЦTH-160000/220/110

4.2 Chọn sơ đồ nối dây cho các trạm biến áp.

4.2.1 Chọn sơ đồ nối dây cho trạm tăng áp của nhà máy thuỷ điện.

Trạm tăng áp của nhà máy thuỷ điện ta sử dụng sơ đồ hai hệ thống thanh góp có

ba máy cắt trên hai mạch (sơ đồ một rỡi)

30

F

F

F

FPhụ tải 5

Phụ tải 7 Phụ tải 6 Phụ tải 8 Phụ tải 9 Phụ tải 10

4.2.2 Chọn sơ đồ nối dây cho trạm trung gian của hệ thống điện.

31Phụ tải 1

220kV

110kV

4.2.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện cho các trạm hạ áp của các phụ tải.

Với yêu cầu đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho các phụ tải do vậy việc chọnsơ đồ nối điện cho các trạm hạ áp của các phụ tải là rất quan trọng

Với các trạm cuố nh trạm 1, 3, 4, 5, 6, 8, 9 và 10 ta sẽ sử dụng hai loại sơ đồsau:

 Các trạm có chiều dài đờng dây l > 70km hay xảy ra sự cố nên thờng xuyênphải cách ly sự cố ra khỏi hệ thống, khi đó máy cắt đặt ở phía cuối đờng dây (trạm 6)

 Các trạm có chiều dài đờng dây l < 70km, chiều dài ngắn nên ít sự cố nên máycắt đặt ở phía máy biến áp để thao tác đóng cắt máy biến áp theo các chế độ phụ tảicực đại và phụ tải cực tiểu (các trạm 1, 3, 4, 5, 8, 9, 10)

 Với các trạm nh 2, 7 ta sở dụng sơ đồ hai hệ thống thanh góp có máy cắt liênlạc:

32

Từ nguồn điện đến

chơng 5

Xác định công suất bù kinh tế.

5.1 Nguyên tắc tính toán công suất bù kinh tế.

Bù công suất phản kháng trong hệ thống điện đợc sử dụng không những chỉ để

đảm bảo cân bằng công suất phản kháng, mà còn là một trong những phơng pháp quantrọng để giảm tổn thất điện năng cũng nh điều chỉnh điện áp

Tối u hoá công suất các thiết bị bù là xác định công suất tối u và vị trí đặt cácthiết bị bù Mục tiêu của bài toán là tìm công suất thiết bị bù để đạt đợc hiệu quả kinh

tế cực đại khi thoả mãn tất cả các điều kiện kỹ thuật trong chế độ làm việc bình thờngcủa mạng điện và các thiết bị sử dụng điện

Khi lập biểu thức phí tổn tính toán ta quy ớc:

 Không xét đến công suất bù sơ bộ tính theo điều kiện cân bằng công suất phảnkháng

 Không xét tới tổn thất công suất sắt PFe của máy biến áp vì nó ảnh hởng rất íttới trị số Qb

 Không xét đến thành phần tổn thất công suất tác dụng do P gây ra

 Không xét đến công suất từ hoá máy biến áp QFe và công suất phản kháng do

điện dung đờng dây sinh ra

 Ngoài điện trở của đờng dây phải xét tới điện trở rb của máy biến áp

 Chỉ cần viết và giải phơng trình cho từng nhánh độc lập của mạng điện

Biểu thức phí tổn tính toán trong mạng điện do đặt thiết bị bù kinh tế đợc viết:

3 2

1 Z Z Z

Z   Với: Z1: là phí tổn hàng năm do có đầu t thiết bị bù Qb

Z1 = (avh + atc).K0.Qb

avh: là hệ số vận hành, avh = 0,1

atc: là hệ số thu hồi vốn đầu t, atc = 0,125

K0: là giá tiền một đơn vị thiết bị bù

K0 = 150.106 đ/MVAr

Qb: công suất bù (MVAr)Vậy Z1 = 33,75.106.Qb

Z2: là chi phí tổn thất điện năng do thiết bị bù tiêu tốn





Q: công suất phản kháng cực đại của hộ tiêu thụ lúc cha bù (MVAr)U: điện áp định mức của đờng dây

R: điện trở của đờng dây và máy biến áp quy định về bên cao áp

: thời gian tổn thất công suất lớn nhất,  = 3979,46h





b Q

Z

, giải ra ta tìm đợc Qb.Nếu giải đợc Qb có giá trị âm, có nghĩa về mặt kinh tế ta không cần bù

5.2 Xác định công suất bù kinh tế cho các phụ tải.

RD = 11,35 ; Rb = 0,94 Phí tổn tính toán hàng năm:

3 2

1 Z Z Z

Z   

46 , 3979 29 , 12 10 500 110

) 5

, 25 (

10 9 , 21

10 75 , 33

3 2

2 1 3

1

6 2

1

6 1

b b b

Q Z

Q Z

Q Z

, 25 (

2 10 021 , 2 10 65 , 55

46 , 3979 29 , 12 10 500 110

) 5

, 25 (

10 65 , 55

1 6

6 1

3 2

2 1 1

b b

Q Q

Z

Q Q

Z

Vậy Qb1 = 11,73 MVAr

Khi đó hệ số công suất:

93 , 0 34

73 , 11 5 , 25 cos

3 2

1 Z Z Z

Z   

0 ) 8

, 24 (

2 10 610 , 1 10 65 , 55

46 , 3979 79 , 9 10 500 110

) 8

, 24 (

10 65 , 55

3 6

6 3

3 2

2 3 3

b b

Q Q

Z

Q Q

Z

Vậy Qb3 = 7,52 MVAr

Khi đó hệ số công suất:

92 , 0 40

52 , 7 8 , 24 cos

Sơ đồ thay thế:

RD = 7,13 ; Rb = 0,94 Phí tổn tính toán hàng năm:

3 2

1 Z Z Z

Z   

0 ) 5

, 28 (

2 10 327 , 1 10 65 , 55

46 , 3979 07 , 8 10 500 110

) 5

, 28 (

10 65 , 55

4 6

6 4

3 2

2 4 4

b b

Q Q

Z

Q Q

Z

Vậy Qb4 = 7,53 MVAr

Khi đó hệ số công suất:

88 , 0 38

53 , 7 5 , 28 cos

3 2

1 Z Z Z

Z   

0 ) 6

, 18 (

2 10 021 , 2 10 65 , 55

46 , 3979 29 , 12 10 500 110

) 6

, 18 (

10 65 , 55

5 6

6 5

3 2

2 5 5

b b

Q Q

Z

Q Q

Z

Vậy Qb5 = 4,83 MVAr

Khi đó hệ số công suất:

91 , 0 30

83 , 4 6 , 18 cos

D R

b

RD = 11,45 ; Rb = 0,72 

Phí tổn tính toán hàng năm:

3 2

1 Z Z

Z

Z   

0 ) 04

, 26 (

2 10 001 , 2 10 65 , 55

46 , 3979 17 , 12 10 500 110

) 04

, 26 (

10 65 , 55

6 6

6 6

3 2

2 6 6

b b

Q Q

Z

Q Q

Z

Vậy Qb6 = 12,34 MVAr

Khi đó hệ số công suất:

95 , 0 42

34 , 12 04 , 26 cos

5.2.6 Lộ đờng dây TĐ-8.

Sơ đồ thay thế:

RD = 9,29 ; Rb = 0,94 Phí tổn tính toán hàng năm:

3 2

1 Z Z Z

Z   

0 ) 7

, 21 (

2 10 682 , 1 10 65 , 55

46 , 3979 23 , 10 10 500 110

) 7

, 21 (

10 65 , 55

8 6

6 8

3 2

2 8 8

b b

Q Q

Z

Q Q

Z

Vậy Qb8 = 5,16 MVAr

Khi đó hệ số công suất:

90 , 0 35

16 , 5 7 , 21 cos

3 2

1 Z Z Z

Z   

0 ) 27

.(

2 10 006 , 1 10 65 , 55

46 , 3979 12 , 6 10 500 110

) 27

(

10 65 , 55

9 6

6 9

3 2

2 9 9

b b

Q Q

Z

Q Q

Z

Vậy Qb9 < 0

Nh vậy ta không cần bù ở phụ tải 9

8 , 0 cos 9 

2AC - 120

Sơ đồ thay thế:

RD = 8,21 ; Rb = 0,94 

Phí tổn tính toán hàng năm:

3 2

1 Z Z

Z

Z   

0 ) 5

, 28 (

2 10 505 , 1 10 65 , 55

46 , 3979 15 , 9 10 500 110

) 5

, 28 (

10 65 , 55

10 6

6 10

3 2

2 10 10

b b

Q Q

Z

Q Q

Z

Vậy Qb10 = 10,01 MVAr

Khi đó hệ số công suất:

90 , 0 38

01 , 10 5 , 28 cos

D R

b

, 60 10 , 3878

160

4 , 110 ).

25 , 26 ( 8 , 60 ).

12 , 16 (

) ).(

( ).

(

7 2

7 2

7 7

2 2

7 2 2 7

7 2 2 2 7

b b

b b

TD HT

HT b HT

b TD

Q Q

Q Q

l l l

l l

Q Q l

Q Q Q

, 99 10 , 2901

160

2 , 99 ).

12 , 16 ( 6 , 49 ).

25 , 26 (

) ).(

( ).

(

7 2

2 7

7 7

2 2

7 2 7 2

2 7 7 7 2

b b

b b

TD HT

TD b TD

b HT

Q Q

Q Q

l l l

l l

Q Q l

Q Q Q

, 60 9 , 321

) (

7 2

2 2 2 7

2

b b

b HT

Q Q

Q Q Q

10 9 , 21

) (

10 75 , 33

7 2

6 2

7 2

6 1

3 2 1

b b

b b Q Q Z

Q Q Z

Z Z Z Z

2 2 2 7

2 7 7

2

2 7 2 2

2 2 2

3 . HT HT TD TD ( b ) b ( b )

dm

Q Q R

Q Q R

Q R

Q R

Q U

 

6 , 15 0 , 65 1 , 49  10 0

0 10 65 , 0 71

, 1 32 , 10

6 7 2

7

6 7 2

b

b b

b

Q Q

Q Z

Q Q

Q Z

Gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh trªn ta cã: Qb2 < 0

Qb7 < 0V× vËy ta kh«ng cÇn bï ë phô t¶i 2 vµ 7

B¶ng tæng kÕt lùa chän c«ng suÊt bï kinh tÕ cho c¸c phô t¶i: