THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TRUYỀN TẢI 110KV VÀ TỈNH CHỈ TIÊU CHÓNG SÉT ĐƯỜNG DÂY CAO ÁP

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TI: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TRUYỀN TẢI 110KV VÀ TÍNH CHỈ TIÊU CHỐNG SÉT ĐƯỜNG DÂY CAO ÁP GVHD : Th.S NGUYỄN ĐỨC HƯNG SVTH : CAO HẢI NAM LỚP : 07DT1T KHÓA : 01 TP HCM, THÁNG 01 - 2010 Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu thầy cô Trường Đại Học Tôn Đức Thắng dạy chúng em năm tháng học tập trường Trong trình thực luận văn tốt nghiệp em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đức Hưng, giáo viên hướng dẫn, bạn lớp giúp đỡ chúng em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Tuy nhiên, khả hạn chế thời gian có hạn nên tập luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong thơng cảm đóng góp ý kiến của quý thầy cô bạn để tập luận văn hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn SVTH: Cao Hải Nam Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng MỤC LỤC PHẦN I: CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA NGN CUNG CẦP VÀ CÁC PHỤ TẢI – CÂN BẰNG CÔNG SUẤT I – PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC NGUỒN CUNG CẤP VÀ CÁC PHỤ TẢI: – Nguồn cung cấp điện: – Các phụ tải II – CÂN BẮNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG 1/ Cân công suất tác dụng: 2/ Cân công suất phản kháng CHƯƠNG II: LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 10 I – Dự kiến phương án: 10 II Lựa chọn sơ đồ nối dây mạng điện: 11 Khu vực I: 12 Khu vực II: 34 Khu vực III: Error! Bookmark not defined Khu vực IV: 48 CHƯƠNG III: SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ KINH TẾ 81 I Mục đích: 81 II Tính toán: 81 1.Khu vực I: 82 2.Khu vực II: 83 3.Khu vực III: 84 4.Khu vực IV: 85 CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG SƠ ĐỒ CÁC TRẠM VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH CỦA HỆ THỐNG 87 I.Chọn số lượng, công suất máy biến áp trạm tăng áp 87 Nhà máy điện: 87 2.Chọn máy biến áp tăng áp cho đường dây : 89 II Chọn số lượng, công suất MBA trạm hạ áp: 90 1.Chọn MBA cho trạm 1: 90 2.Chọn MBA cho trạm 6: 90 3.Chọn MBA cho trạm 3: 91 4.Chọn MBA cho trạm 4: 91 SVTH: Cao Hải Nam Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng 5.Chọn MBA cho trạm : 92 6.Chọn MBA cho trạm : 92 7.Chọn MBA cho trạm 8: 93 III.Chọn máy biến áp hạ áp cho đường dây : 93 CHƯƠNG V: TÍNH TỐN CC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA MẠNG ĐIỆN 95 I.Chế độ phụ tải cực đại: 95 Q trình tính ngược theo chiều từ cuối đường dây ngược nguồn: 95 Q trình tính thuận theo chiều từ đầu nguồn cuối đường dây: 96 Tính thuận cho mạch tia liên thông HT-7-8: 98 Tổng kết điện áp,công suất phát từ cao áp nguồn lên đường dây nối với nguồn lúc phụ tải cực đại: 99 II.Chế độ phụ tải cực tieåu: 101 III.Chế độ phụ tải lúc cố: 104 CHƯƠNG VI: ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN 107 I Điều chỉnh điện áp mạng điện: 107 II.Chọn đầu điều chỉnh MBA trạm 110 Chế độ phụ tải cực tiểu: 110 Chế độ phụ tải cố: 111 CHƯƠNG VII: TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 113 I Vốn đầu tư xây dựng mạng điện: 113 II Tổn thất công suất tác dụng mạng điện: 114 III Tổn thất điện mạng điện: 114 IV Tính tốn chi phí giá thành: 115 PHẦN II: TÍNH CHỈ TIÊU CHỐNG SÉT CỦA ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN 110kV 117 Đường lối tổng quát: 117 Xác định xác suất phóng điện V p cách điện đường dây: 125 SVTH: Cao Hải Nam Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng CHƯƠNG I PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA NGN CUNG CẦP VÀ CÁC PHỤ TẢI – CÂN BẰNG CƠNG SUẤT I – PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC NGUỒN CUNG CẤP VÀ CÁC PHỤ TẢI: Phân tích đặc điểm nguồn cung cấp điện phụ tải nhằm xác định công suất phát nguồn cung cấp biết cơng suất tiêu thụ sử dụng Trên sở dự kiến sơ đồ nối điện cho đạt hiệu kinh tế kỹ thuật cao – Nguồn cung cấp điện: Nguồn cung cấp điện phần thiết kế lấy từ hai nguồn hệ thống điện nhà máy nhiệt điện 1.1- Hệ thống điện: Hệ thống điện cho có cơng suất vơ lớn, có hệ số cơng suất góp 0.85 Hệ thống liên kết với nhà máy nhiệt điện để trao đổi công suất hai nguồn cần thiết đồng thời đảm bảo cho hệ thống điện làm việc cách bình thường chế độ vận hành Do hệ thống có cơng suất vơ lớn nên chọn làm nút cân cơng suất nút sở điện áp lưới điện Cùng hệ thống có cơng suất vơ lớn nên việc dự trữ công suất nhà máy điện khơng xét đến, có nghĩa cơng suất tác dụng công suất phản kháng dự trữ lấy từ hệ thống 1.2- Nhà máy nhiệt điện: Nhà máy nhiệt điện gồm hai tổ máy, tổ máy phát công suất định mức Pđm = 110MW Tổng công suất nhà máy nhiệt điện PNM = * 110 = 220 MW, cosφ = 0.80, Uđm = 10.5kV Nhà máy nhiệt điện cung cấp cho phụ tải xung quanh Trong phần cần xét đến chế độ vận hành nhà máy lúc phụ tải cực SVTH: Cao Hải Nam Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng đại lúc phụ tải cực tiểu, cố tổ máy hay ngừng tổ máy để bảo trì Lúc việc thiếu cơng suất cug cấp cho phụ tải lấy từ hệ thống thông qua đường dây 220kV nối hệ thống – nhà máy nhiệt điện Do hệ thống có công vô lớn nên cần xét đến chế chế độ vận hành kinh tế nhà máy nhiệt điện Nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu than đá , dầu, khí đốt…Cơng suất tự dùng nhà máy nhiệt điện vào khoảng 6-15% công suất định mức tuỳ theo nhà máy nhiệt điện Đối với nhà máy nhiệt điện máy phát làm việc ổn định phụ tải P ≥ 70% Pđm phụ tải P< 30% Pđm máy phát ngưng làm việc Công suất phát kinh tế nhà máy nhiệt điện vào khoảng (80-90%) Pđm Khi thiết kế chọn công suất phát kinh tế 85%Pđm Việc liên kết hệ thống nhà máy nhiệt điện tạo ưu điểm việc kết nối: - Tiết kiệm công suất dự trữ Do công suất hệ thống vô lớn nên việc dự trữ công suất nhà máy nhiệt điện xem không - Trao đổi điện hai nguồn có thay đổi tải làm cho việc truyền tải điện kinh tế - Tận dụng tốt điều kiện làm việc nguồn tài nguyên có sẵn hệ thống - Có thể có phát triển kinh tế tương lai cách chọn thiết bị cỡ lớn su phát triển chung hệ thống liên kết - Nối kết hệ thống đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho hộ tiêu thụ nhiều – Các phụ tải Phụ tải đại lượng đặc trưng cho công suất tiêu thụ thiết bị điện riêng lẻ hộ tiêu thụ điện Phụ tải điện số liệu ban đầu cần thiết để giải vấn đề kinh tế kỹ thuật phức tạp thiết kế cung cấp điện xác định phụ tải điện giai đoạn ban đầu công tác thiết kế hệ thống cung cấp điện nhằm xác định nguồn cung cấp, lựa chọn kiểm tra phần tử mạng điện, tính tốn lựa họn sơ đồ hợp lý tiêu kinh tế kỹ SVTH: Cao Hải Nam Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng thuật.Vì cơng tác phân tích phụ tải chiếm vị trí quan trọng cần thực cách chu đáo Trong thiết kế hệ thống truyền tải điện có tám phụ tải phân bổ xung quanh hai nguồn phụ tải có yêu cầu điều chỉnh diện áp khác điện áp định mức mạng điện phân phối 22kV Nhu cầu sử dụng phụ tải liên tục, thời gian sử dụng phụ tải cực đại hộ tiêu thụ 5500h/ năm, phụ tải cực tiểu băng 70% phụ tải cực đại từ ta xác định giá trị công suất phụ tải chế độ cực đại cực tiểu GIÁ TRỊ CÔNG SUẤT CÁC PHỤ TẢI Phụ tải P Q cosφ Smax Sdm max Smin Sdm 27.00 16.73 0.85 27+16.73i 31.76 18.90+11.71i 22.23 35.00 21.69 0.85 35+21.69i 41.18 24.50+15.18i 28.82 39.00 18.89 0.90 39+18.89i 43.33 27.30+13.22i 30.33 42.00 20.34 0.90 42+20.34i 46.67 29.40+14.23i 32.66 40.00 24.79 0.85 40+24.79i 47.06 28+17.35i 32.94 35.00 21.69 0.85 35+21.69i 41.18 24.50+15.18i 28.82 37.00 17.92 0.90 37+17.92i 41.11 25.90+12.54i 28.77 38.00 23.55 0.85 38+23.55i 44.71 26.60+16.48i 31.29 ∑ 293.00 165.60 6.95 293+165.6i 336.56 205.1+115.9i 235.59 Bảng 1.1 II – CÂN BẮNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG 1/ Cân công suất tác dụng: Cân công suất tác dụng hệ thống điện quan trọng, đặc điểm hệ thống điện truyền tải điện tức thời từ đến hộ tiêu thụ khơng thể tích trữ điện thành số lượng thấy Do đặc điểm nên cần có đồng q trình sản suất tiêu thụ điện Tại thời điểm xác lập hệ thống, nhà máy hệ thống cần phải phát công suất với công suất hộ tiêu thụ kể tổn SVTH: Cao Hải Nam Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng thất công suất mạng điện Điều đồng nghĩa với việc phải đảm bảo cân công suất phát công tiệu thụ Ngoài để đảm bảo cho hệ thống vận hành bình thường cần có trữ định công suất tác dụng hệ thống Đây vấn đề quan trọng lên quan đến vận hàh phát triển hệ thống Từ phân tích trên, ta có phương trình cân cơng suất tác dụng chế độ phụ tải cực đại : PND + PHT = Ptt = m  Pmax +  P + Ptd + Pdt Trong * PND : Tổng công suất nhà máy nhiệt điện phát * PHT : Công suất tác dụng lấy từ hệ thống * Ptt : Công suất tiêu thụ mạn điện *m : Hệ số xuất đồng thời phụ tải cực đại (m=1) * P : Tổng công suất phụ tải *  P : Tổng tổn thất mạng điện, tính sơ lấy *  P max * Ptd = 5% P max : Công suất tự dùng nhà máy nhiệt điện, cân sơ lấy 10% tổng cơng suất đặt nhà máy * Pdt : Công suất dự trữ hệ thống, hệ thống có cơng suất vơ lớn nên công suất dự trữ lấy từ hệ thống, nghĩa Pdt = Việc cân công suất hệ thống điện thường chọn nguồn phát có cơng suất lớn có khả điều chỉnh công suất tác dụng nút cân cơng suất, để thuận tiện việc tính tốn ta chọn nút sở điện áp trùng với nút cân công suất Tổng công suất tác dụng phụ tải cực đại: ( Bảng 1.1) P max  336.56MW  Tổng tổn thất công suất tác dụng mạng điện P  5% Pmax  16.82MW  SVTH: Cao Hải Nam Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng Công suất tự dùng nhà mày nhiệt điện Ptd  10% Pdm  0.1 * 220  22MW  Công suất tiêu thụ mạng điện Ptt  336.56  16.82  22  375.38MW  Do nhà máy nhiệt điện liên kết với hệ thống có cơng suất vô lớn nên công suất phát nhà máy theo chế độ kinh tế PND  85% * Pdm  85% * 220  187MW  Ở chế độ phụ tải cực đại, hệ thống cần cung cấp cho phụ tải PHT  Ptt  PND  375.38  187  188.38MW  Như chế độ phụ tải cực đại nhà máy nhiệt điện phát cơng suất theo chế độ kinh tế hệ thống phải cung cấp lượng công suất 188.38 (MW) 2/ Cân công suất phản kháng Trong sản xuất tiêu thụ điện dòng xoay chiều địi hỏi cần có cân điện sản xuất tiêu thụ thời điểm Sự cân không công tác dụng mà cịn với cơng suất phản kháng, cơng suất phản kháng có liên quan đến điện áp Q ND  Q HT  Qtt  m  Qmax   Q L   QC   Qb  Qtd  Qdt Trong đó: : Tổng cơng suất phản kháng nhà máy nhiệt điện phát * QND * QHT : Công suất phản kháng hệ thống cung cấp * Qtt : Tổng công suất phản kháng tiêu thụ * Q max : Tổng công suất phản kháng phụ tải chế độ cực đại * Q L : Tổng tổn thất công suất phản kháng đường dây mạng điện SVTH: Cao Hải Nam Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét * Q GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng : Tổng tổn thất công suất phản kháng điện dung C đường dây sinh , tính sơ *  Q Q C =  Q L : Tổng tổn thất công suất phản kháng trạm biến b áp, tính sơ lấy Q B = 15%  Qmax * Qtd : Công suất phản kháng tự dùng nhà máy nhiệt điện * Qdt : Công suất phản kháng dự trữ hệ thống , hệ thống có cơng suất vô lớn nên công suất phản kháng dự trữ lấy từ hệ thống Nghĩa Qdt = Việc tính tốn cơng suất phản kháng hệ thống nhà máy nhiệt điện nhằm biết chúng có đủ cung cấp đủ cho phụ tải hay khơng , thiếu có bù cơng suất phản kháng mạng điện thiết kế Tổng công suất phản kháng phụ tải chế độ cực đại: ( Bảng 1.1 ) Q max  165.60MVAr  Tổng công suất nhà máy nhiệt điện phát Q ND  PND * tg  187 * 0.62  115.94MVAr  Tổng công suất phản kháng hệ thống cung cấp Q HT  PHT * tg  188.38 * 0.62  116.79MVAr  Tổng công suất phản kháng trạm biến áp Q b  15% Qmax  24.84MVAr  Tổng công suất phản kháng tự dùng nhà máy nhiệt điện: ( hệ số công suất tự dùng nhà máy nhiệt điện chọn cosφ = 0.75 ) Qtd  Ptd * tg  22 * 0.88  19.36MVAr  Tổng công suất phản kháng tiêu thụ mạng điện : Qtt   Qmax   Qb  QTD  165.60  24.84  19.36  209.8MVAr  Tổng công suất phản kháng hệ thống nhà máy nhiệt điện cung cấp Q ND  QHT  115.94  116.79  232.73MVAr  => QND  QHT > Qtt SVTH: Cao Hải Nam Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng e Điện áp làm việc đường dây: T / U dm 2 U lv     sin t  dt    U dm  T  U lv    110  57.206kV  Để xác định thành phần điện áp xung chuỗi sứ, trước hết ta xác định thành phần dòng sét chạy qua cột ic chạy qua dây chống sét ics * Trường hợp 1: chưa có sóng phản xạ từ cột lân cận trở t  lkv  220   1.46s  c 300 Từ sơ đồ thay ta có hệ phương trình   vq Z csvq  a cs     i t Z t M t       c cs s Z csvq  Rx  1    vq  dic t   a  Z cs  dt Z csvq   Rx  Với 1  vq   Rx Z cs  Lcs c  461.3078  10  16.0534 14.9908 a  ic t   428.162  461.3078  t  9.3466  ln90  t  93.605  6.7947   dic t   0.9542  a  dt * Trường hợp 2: có sóng phản xạ từ cột lân cận trở SVTH: Cao Hải Nam 129 Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét t GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng  lkv  220   1.46s  c 300 Nghiệm gần hệ phương trình   Lcs   M scs t     1  e  t    i t a c   Rx     cs  dic t   a   Lcs   M s t     e  t    dt Rx    Với 2   Rx 10  0.0501 cs  Lcs   Lc 369.0463  14.9908   ic t   a   e 0.050t  20.2288 - 0.4673  ln 90  t  93.605   dic t   0.0501 a  e 0.050t  20.2288 - 0.4673  ln90  t  93.605   dt * Ta nhận thấy cần tính với trường hợp sóng phản xạ trở Điện áp tác dụng lên chuỗi sứ tính theo biểu thức:   didtc  a  M sdd t   k  M scs t U cud  U lv cs U csu t   ic  Rx  1  k   Ldd c  k  Lc  Ta dùng matlab để vẽ đồ thị: Rx=10;tt=1:10;h=5;a=5; Uvs=[1020 930 860 815 790 780 770 760 750 740]; beta=0.3; deltahtb =10.866; Lcs =405.95; LcDD =8.7466; SVTH: Cao Hải Nam 130 Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng Lcsc =14.9908; alp2 =0.0501; K =0.1664; Kvq =0.1996; Ulv=57.206; for i=1:10 a=a+h for t=1:10 MsDD=0.2*11.300*(log((90*t+35.8667)/((1+beta)*35.8667))deltahtb/(2*11.300)*log(35.8667/deltahtb)+1); Mscs=0.2*23.3667*(log((90*t+2*23.3667)/((1+beta)*2*23.3667))+1); ic=a*(Lcs-2.*Mscs).*(1-exp(-alp2*t))/(2*Rx); dic=a*(Lcs-2*Mscs)*alp2.*exp(-alp2*t)/(2*Rx); Ucud=(1Kvq*23.3667/11.300)*((0.1*a*11.300)./beta)*log((90*t+23.3667).*sqrt((9 0*t+deltahtb).*(90*t+35.8667)))./((23.3667*(1+beta)^2)*sqrt(deltahtb*35 8667)); Ucd=ic*Rx*(1-K)+(LcDD-K*Lcsc)*dic+a*(MsDDK*Mscs)+Ucud+(1-Kvq*23.3667/12.500)+Ulv; Uo(t)=Ucd; end plot(tt,Uo,'b',tt,Uvs,'linewidth',1),grid on hold on end xlabel('Truc thoi gian t=*10^-6 sec') ylabel('Truc dien ap phong dien kV') Từ đặc tuyến (V-s) chuỗi sứ U pd csu t  đặc tuyến (V-s) họ đường cong U cd t  a ta xác định thời gian phóng điện t p1 , t p ,… SVTH: Cao Hải Nam 131 Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng Và trị số dòng sét với độ dốc ban đầu vào lúc xảy phóng điện isi   t pi Các giá trị t p tìm từ chương trình matlab cách nội suy tuyến tính đoạn nhỏ đặc tuyến Xác suất phóng điện V p chuỗi sứ xác suất dịng sét có độ dốc biên độ nằm vùng nguy hiểm (vùng xảy phóng điện) Ứng với độ dốc dòng sét cho trước a  điều kiện xảy phóng điện là: is  isi tức là: dv p  Pa    Pis  isi  Với Pis  isi   vis  e Và   is 26 Pa    Pai  a   a  F ai  a   F ai   dva dv p  vis  dva SVTH: Cao Hải Nam 132 Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng Tất thống kê thơng số dịng sét cho thấy biên độ độ dốc khơng có quan hệ tốn học chặt chẽ, coi chúng biến số độc lập xác suất phóng điện v p tính theo: 1 0 v p   dv p   vi  dva   va  dvi Từ biểu thức cho thấy v p có trị số diện tích giới hạn đường cong xác suất va  f vi  vi is  e 26 a va  e15.7 Dùng phương pháp zoom+ hình matlab ta có: 10 15 20 25 30 35 40 45 t pi 8.035 4.589 3.256 2.523 1.988 1.643 1.3743 1.0234 í si 80.35 68.83 65.12 63.07 59.64 57.50 54.97 46.05 Dùng matlab vẽ đường cong nguy hiểm: a=15:5:50; tpi=[8.035 4.589 3.256 2.523 1.988 1.643 1.3743 1.0234]; is=a.*tpi; plot(is,a,'r','linewidth',2),grid on xlabel('truc doc a') ylabel('truc dong set a') SVTH: Cao Hải Nam 133 Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng Trị số v p tính từ diện tích giới hạn đường cong xác suất với hai trục tọa độ, nhiên, cách gần xác định trị số v p diện tích phần gạch chéo Trong đó, S1 diện tích hình chữ nhật S diện tích hình thang vng, S3 diện tích hình thang vng Dùng matlab tính tốn diện tích: a=10:5:45 tp=[8.035 4.589 3.256 2.523 1.988 1.643 1.3743 1.0234] Is=a.*tp Va=exp(-a/15.7) Vi=exp(-Is/26) Va=[1 Va 0.0] Vi=[0 Vi 1] plot(Vi,Va,'k','linewidth',2) grid on vp=trapz(Vi,Va) SVTH: Cao Hải Nam 134 Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng Chay chương trình Matlab để tính toán diện tích ta co kết v p2  82.9 10 -3 Suất cắt điện sét đánh vào đỉnh cột dây chống sét gần đỉnh cột xác định theo: nc  N  1  v    hcs  v p  1 lkv Trong   N   h cs  S  L  m  n 10 3  6  23.3667  3.6 100  0.1100 10 3  136.6lan / nam  lg v    hc 90 4 0.28  24.7   3.9845 90  v  0.0001 Ta dùng cột thép cấp điện áp đường dây 110kV nên 1  0.7  nc  N  1  v  SVTH: Cao Hải Nam  hcs  v p 1  lan / nam  lkv 135 Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét nc  136.6  1  0.0001  GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng  24.7  82.9 10 -3  0.7  3.55lan / nam  220 2.2 Khi sét đánh dây chống sét khoảng vượt: Xét khả năng phóng điện khoảng khơng A-B U A B gồm thành phần sau: Điện áp cảm ứng tĩnh điện: U cud   a   h   ln v  t  h v  t  H  1     h  H (90.t  12.0667) x(90.t  34.6667)  8.044  a  ln[ (1  0.3) x 12.0667 x34.6667 SVTH: Cao Hải Nam 136 Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng Điện áp cảm ứng từ: v  t  h v  t  H  U cut  0.2  a   h  ln 1     h  H  (90.t  12.0667) x(90.t  34.6667)   (1  0.3) x 12.0667 x34.6667    2.4133  a  ln  Điện áp cảm ứng dây dẫn dòng chống sét gây nên U ddnh U ddnh   K vq  U cs at at  553.5694   138.392  at 4 Với K vq  0.1996 U cs  Z cs   nh U dd   K vq U cs  0.1996 x138.392  at  -27.623 at Điện áp làm việc đường dây U lv : U lv  U lv  T / U dm 2    sin t  dt    U dm T    110  57.206kV  Vậy điện áp tác dụng lên khoảng không A-B là: U A B  U cud  U cut  U cs  1  K vq   U lv Điện áp U A B lớn trước có sóng phản xạ từ cột lân cận trở về, phóng điện xun thủng khoảng cách khơng khí l 220  0.733s  t=0.733 xảy khoảng thời gian t  kv  c 300 d U cu  8.044  a  ln[ SVTH: Cao Hải Nam (90 x0.667  12.0667) x(90 x0.667  34.6667)  11.2313xa (1  0.3) x 12.0667 x34.6667 137 Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng t U cu  (90 x0.667  12.0667) x(90 x0.667  34.6667)    3.3695 xa (1  0.3) x 12.0667 x34.6667    2.4133  a  ln  U cs  138.392 xat  138.392 x0.667a  92.3075 xa  U A B  U cud  U cut  U cs  1  K vq   U lv =11.2313.a + 3.3695*a+92.3075*a(1- 0.1996)+57.206 =88.4837.a+57.206 Điện áp phóng xung khơng khí là:   U pd A B  500  1    S kV  t   Với S chiều dài khoảng cách A-B : S  d 1a  12.4838  U pd A B t  0.667 s   500  0.667  2.412.4838  19143.91kV  Q trình phóng điện xảy khi: U A B > U pd A B  88.4837  a  57.206  19143.91  a  agh  215.720(kV/  s) Xác suất phóng điện khoảng khơng A-B xác suất xuất dịng điện sét có độ lớn anh : a v p3  va gh gh 215.720 15 e  e 15.7  1.1790 10 -6 Xét khả phóng điện chuỗi sứ: Với giả thiết gần Z s  0.5  Z cs dịng điện đổ phía dịng chống sét is t  / , điện trở nối đất cột điện Rx  Z cs nên sóng dịng coi phản xạ dương toàn phần Điện áp giáng điện trở nối đất cột điện: U R t   0.5  is t  Rx  0.5  a  t 10   at SVTH: Cao Hải Nam 138 Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng Điện áp cảm ứng từ: dis t  1 t   Lcs  14.9908  a  7.495 xa U cu c  dt 2 di t   M scs  s , hỗ cảm dịng dt khe sét với mạch vịng kín “dây chống sét – cột” bé, sét đánh xa cột Điện áp cảm ứng điện: bỏ qua thành phần điện áp cảm ứng điện bé Bỏ qua thành phần Điện áp cảm ứng dây dẫn dòng chống sét gây ra: U ddnh U ddnh   K vq  U cs Điện áp làm việc đường dây U lv    110  57.206kV  Điện áp tác dụng lên chuỗi sứ sét đánh khoảng vượt bằng: U csu  di t      i s t   R x  Lcsc  s   1  K vq   U lv   dt   5  at  7.495  a   1  0.1996  57.206  4.002  at  5.999  a  57.206 Dùng chương trình matlab tương tự ta có được: SVTH: Cao Hải Nam 139 Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng Từ đặc tuyến (V-s) chuỗi sứ U pd csu t  đặc tuyến (V-s) họ đường cong U cd t  a ta xác định thời gian phóng điện t p1 , t p ,… Và trị số dòng sét với độ dốc ban đầu vào lúc xảy phóng điện isi   t pi Dùng phương pháp zoom+ hình matlab ta có: 20 25 30 35 40 45 50 55 t pi 9.225 7.243 5.867 4.923 4.213 3.654 3.212 2.923 í si 184.5 181.07 176.01 172.30 168.52 164.43 160.6 160.76 SVTH: Cao Hải Nam 140 Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng Từ bảng ta xác định đường cong thông số nguy hiểm: Tính diện tích đường cong xác suất: SVTH: Cao Hải Nam 141 Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng Tính toán chương trinh matlab ta tính diện tích: v p  0.0418  Suất cắt điện sét đánh vào dây chống sét khoảng vượt xác định theo:   hc    v p    v p  1  với 1  0.7 nkv  N  1  v   1  lkv   2  1.5  E lv  4 102  110  1.5    x1.2      10 2  0.7338    hc    v p    v p  1  nkv  N  1  v   1  lkv     24.700  -6  136.6 x1  0.0001  1    1.1790  10  0.7338  0.0418 x0.7 220    2.20lan / nam    2.3 Khi sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn: Với giả thiết Z s  0.5  Z dd dịng điện sét đổ phía đường dây is t  / , dòng điện gây nên dây dẫn điện áp is t  vq  Z dd với Z ddvq tổng trở sóng đường dây có tính đến ảnh hưởng vầng quang xung Do điện áp tác dụng lên chuỗi sứ i s t  vq i t   Z dd  U lv  s  382.80  57.206 4  95.7  i s t   57.206 U cd t   U ch.s t   Phóng điện xảy khi: U cd t   U 0.5 _ ch.s  660kV  hay is  5.814kA Xác suất xảy phóng điện chuỗi sứ v p1 is  e 26 e 5.814 26  0.80 Suất cắt điện sét đánh vòng qua dây chống sét vào dây dẫn: ndd  N  v  v p1 1  136.6  0.0001 0.80  0.7  0.0076lan / nam  SVTH: Cao Hải Nam 142 Thiết kế mạng điện & tính tiêu chống sét GVHD:Th.S Nguyễn Đức Hưng 2.4 Chỉ tiêu chống sét đường dây Suất cắt điện tổng đường dây: n  ndd  nc  nkv  0.0076  3.55  2.20  5.57 (lần/năm) Chỉ tiêu chống sét đường dây tải điện cấp 110kV M SVTH: Cao Hải Nam 1   0.179 (năm/lần) n 5.57 143 ... cho đạt hiệu kinh tế kỹ thuật cao – Nguồn cung cấp điện: Nguồn cung cấp điện phần thiết kế lấy từ hai nguồn hệ thống điện nhà máy nhiệt điện 1.1- Hệ thống điện: Hệ thống điện cho có cơng suất vơ... lớn, có hệ số cơng suất góp 0.85 Hệ thống liên kết với nhà máy nhiệt điện để trao đổi công suất hai nguồn cần thiết đồng thời đảm bảo cho hệ thống điện làm việc cách bình thường chế độ vận hành... dụng công suất phản kháng dự trữ lấy từ hệ thống 1.2- Nhà máy nhiệt điện: Nhà máy nhiệt điện gồm hai tổ máy, tổ máy phát công suất định mức Pđm = 110MW Tổng công suất nhà máy nhiệt điện PNM = *