CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN TRONG MẠNG ĐIỆN

Mạng truyền tải và phân phối điện Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang 84 CHƢƠNG 5 CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN TRONG MẠNG ĐIỆN 5 1 Chọn tiết diện dây theo chỉ tiêu kinh tế Mạng khu vực có điện áp U cao, công s.

Mạng truyền tải phân phối điện CHƢƠNG CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN TRONG MẠNG ĐIỆN 5.1 Chọn tiết diện dây theo tiêu kinh tế Mạng khu vực có điện áp U cao, cơng suất truyền P lớn, chiều dài tải điện L dài vốn đầu tƣ xây dựng K phí tổn vận hành hàng năm Y lớn Trong mạng điện khu vực có máy biến áp, MBA tự ngẫu, thiết bị điều chỉnh đƣợc điện áp với giải điều chỉnh rộng Do tiết diện dây dẫn cáp mạng khu vực đƣợc chọn theo điều kiện kinh tế Chỉ tiêu kinh tế đƣợc dùng chọn tiết diện dây dẫn hàm chi phí tính toán Z Các tiêu kinh tế đƣờng dây phụ thuộc nhiều vào tiết diện dây dẫn Khi tăng tiết diện dây chi phí xây dựng đƣờng dây, chi phí vận hành hàng năm tăng (đƣờng cong hình 5-1), tổn thất điện hàng năm giảm xuống (đƣờng cong hình 5-1) Điểm cực tiểu chi phí vận hành hàng năm tƣơng ứng với tiết diện đó.Tiết diện đƣợc gọi tiết diện kinh tế Fkt Hay nói cách khác: Ứng với tiết diện kinh tế cho ta giá trị nhỏ Z Z 3' 2' FKT F'KT F(mm ) Hình 5-1: Quan hệ Z=f(F) 5.1.1 Chọn tiết diện dây dẫn theo Jkt Hàm chi phí tính tốn đƣờng dây khơng dây cáp có dạng: Trong đó: K :Vốn đầu tƣ xây dựng đƣờng dây C : Giá kWh điện tổn thất Vốn đầu tƣ K phụ thuộc vào F theo công thức: K = K0 + n (a + bF)L Trong đó: K0 : Giá thành km dây dẫn không phụ thuộc vào F n : Số mạch đƣờng dây a : Hệ số phụ thuộc U đƣờng dây b : Hệ số phản ánh phụ thuộc giá thành đƣờng dây vào tiết diện dây dẫn (đ/km.mm2) Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang 84 Mạng truyền tải phân phối điện L : Chiếu dài đƣờng dây (km) F : Tiết diện dây dẫn (mm2 ) Thay (5 - 2) vào (5 - 1) ta có : Tiết diện tối ƣu mặt kinh tế đƣợc xác định theo công thức: √ Tiết diện dây dẫn xác định theo (5-5) gọi tiết diện kinh tế Việc chọn F theo (5 - 5) phức tạp nên ngƣời ta dùng phƣơng pháp đơn giản để tính Fkt theo biểu thức: Trong đó: jkt mật độ dòng kinh tế (A/mm2), mật độ dòng điện kinh tế phụ thuộc vào vật liệu dây dẫn, Tmax, cho bảng 511 Bảng 5-1: Mật độ dòng điện kinh tế (A/mm2) DÂY DẪN GIÁ TRỊ jkt THEO Tmax 1000-3000 3000-5000 5000-8760 Dây trần thành cái: Đồng Nhôm Cáp bọc giấy, dây dẫn bọc cao su lõi: Đồng Nhôm Cáp bọc cao su lõi đồng 2,5 1,3 2,1 1,1 1,8 1,0 3,0 1,6 3,5 2,5 1,4 3,1 2,0 1,2 2,7 Nếu đƣờng dây có nhiều phụ tải nhƣng có T max khác jkt đƣợc xác định theo giá trị Tmax trung bình phụ tải: ∑ ∑ Trong đó: Ij max: Dịng cực đại chạy quan đoạn j Nếu nhƣ tất đoạn đƣờng dây chọn tiết diện dịng điện tính tốn dùng để chọn tiết diện dây là: ∑ Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang 85 Mạng truyền tải phân phối điện Trong đó: m : Số lƣợng đoạn đƣờng dây mạng Ij : Dòng điện chạy quan đoạn thứ j lj : Chiều dài đoạn thứ j L : Tổng chiều dài tồn đƣờng dây Từ ta có: √ ∑ Tiết diện dây dẫn cần đƣợc chọn là: Phƣơng pháp chọn tiết diện dây dẫn F theo mật độ dòng điện kinh tế jkt đƣợc dùng với đƣờng dây U  220KV Do jkt đƣợc xác định gần đúng, dùng jkt không cho ta nhận đƣợc Zmin 5.1.2 Lựa chọn Tiết diện dây dẫn theo khoảng chia kinh tế Ở cấp điện áp cao U ≥ 330KV tiết diện dây dẫn đƣợc chọn sở so sánh kinh tế - kỹ thuật hàm chi phí tính tốn ứng với tiết diện khác Phƣơng pháp đƣợc gọi phƣơng pháp khoảng chia kinh tế Để xác định tiết diện theo phƣơng pháp khoảng chia kinh tế, ta thành lập hàm chi phí tính tốn Zi ứng với tiết diện Fi khác theo dịng điện (cơng suất truyền tải) chạy đƣờng dây Trong đó: - Ki: Vốn đầu từ đƣờng dây ứng với tiết diện Fi - R: Điện trở đƣờng dây ứng với tiết diện Fi Theo biểu thức (5 - 12) vẽ đƣờng cong biểu diện quan hệ Z với F cho, đồ thị hình 5-2 biểu diễn quan hệ Z với F1; F2; F3 Giao điểm đƣờng cong, ví dụ a xác định giá trị dòng điện chuyển từ tiết diện dây sang tiết diện dây khác hợp lý mặt kinh tế (khoảng chia kinh tế) Ví dụ dịng điện có giá trị từ Ia đến Ib tiết diện F2 tiết diện phải tìm Gíá trị dịng điện giao điểm đƣờng còng gọi Ikt kinh tế Giá trị Ikt giao điểm (ví dụ điểm a ) xác định theo biểu thức: Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang 86 Mạng truyền tải phân phối điện Z F3 F2 F1 b a F2 F1 Ia F3 Ib I Hình 5-2: Quan hệ Z=f(I) Z1 = Z Trong đó: Z1: Chi phí đƣờng dây ứng với tiết diện F1 Z2: Chi phí đƣờng dây ứng với tiết diện F2 (5-13) Trong đó: K1; K2: Vốn đầu tƣ đƣờng dây ứng với F1, F2 R1; R2: Điện trở đƣờng dây ứng với F1, F2 Sau thay giá trị Z1; Z2 vào (5 - 12) ta có đƣợc Ikt : √ √ Sau tính đƣợc tiết diện F, ta chọn tiết diện tiêu chuẩn gần tiết diện tính tốn tiến hành kiểm tra điều kiện phát nóng, vầng quang độ bền học dây dẫn Để chọn tiết diện dây dẫn mạng điện kín cần xác định phân bố công suất theo chiều dài đƣờng dây, sau chọn tiết diện dây dẫn theo phƣơng pháp Ví Dụ 5-1: Xác định tiết diện dây nhôm lõi thép đƣờng dây kép, điện áp 110kV với phụ tải cuối đƣờng dây Spt = 30+j10 MVA, thởi gian sử dụng công suất cực đại Tmax =4200h GIẢI: Dòng điện làm việc lớn pha mạch đƣờng dây kép: √ √ √ Theo bảng 5-1 dây dẫn AC Tmax = 4200h ta có mật độ dịng điện kinh tế jkt = 1,1 A/mm2 Tiết diện kinh tế dây dẫn là: Trƣờng Đại học Thủ Dầu Một Trang 87 Mạng truyền tải phân phối điện Tra bảng chọn tiết diện tiêu chuẩn dây AC-150 Có Icp = 445A Khi xảy cố đƣờng dây, dòng điện chạy đƣờng dây lại là: Isc=2xImax = 2x158A=316A