Giáo trình cung cấp điện phần 2 trường đh công nghiệp quảng ninh

72 PHẦN II MẠNG ĐIỆN XÍ NGHIỆP Chương V MẠNG ĐIỆN V 1 Phân loại mạng điện những yêu cầu kinh tế kỹ thuật của mạng điện V 1 1 Phân loại mạng điện Có 3 cách phân loại sau Theo cấp quản lý người ta chia[.]

PHẦN II MẠNG ĐIỆN XÍ NGHIỆP Chương V MẠNG ĐIỆN V.1 Phân loại mạng điện - yêu cầu kinh tế kỹ thuật mạng điện V.1.1 Phân loại mạng điện: Có cách phân loại sau: - Theo cấp quản lý người ta chia mạng sau: + Mạng điện khu vực + Mạng điện dịa phương + Mạng điện đô thị + Mạng điện nông thôn xí nghiệp - Theo hình dạng kêt cấu: Ta có mạng hở, mạng kín, mạng hình tia mạng rẽ nhánh v.v … - Theo cấp điện áp chia thành: Mạng hạ thế, mạng trung thế, mạng cao thế, mạng siêu cao mạng cực cao Ngoài phân thành mạng đường dây không, mạng cáp, mạng chiều, mạng xoay chiều v.v… V.1.2 Những yêu cầu kinh tế kỹ thuật mạng điện - Điện áp phải phù hợp - Cung cấp điện liên tục đầy đủ cho loại hộ dùng điện - Đảm bảo chất lượng điện - Kinh tế phải hợp lý V.2 Các loại sơ đồ cung cấp điện thông dụng V.2.1 Mạng cao áp Để cung cấp điện từ nguồn đến phụ tải thường sử dụng số loại sơ đồ sau đây: - Cung cấp điện theo sơ đồ hình tia (hình V.1) 72 CDCL CDCL 35110k v MCPĐ MC MC MC MCLL MC 6-10kv MC MC MC MC MC MC Hình V-1: Sơ đồ cung cấp điện hình tia Sơ đồ hình tia sơ đồ mà điện từ nguồn cung cấp truyền thẳng đến trạm biến áp phân xưởng Nguồn cung cấp trạm biến áp chính, trạm phân phối hay nhà máy điện tự dùng Sơ đồ hình tia có ưu điểm nối dây rõ ràng, hộ dùng điện cung cấp từ đường dây chúng ảnh hưởng lẫn Độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ vận hành bảo quản Nhược điểm vốn đầu tư lớn Do dùng để cung cấp điện cho hộ dùng điện loại I, II - Cung cấp điện theo sơ đồ mạch vịng kín (hình V-2) 6/0,4kv 35/6kv 6/0,4kv 73 Hình V-2: Sơ đồ cung cấp điện mạch vịng kín Trong chế độ vận hành bình thường vịng hở trạm phía cao áp Mỗi phụ tải lấy phân đoạn kV khác Khi cố nhánh phụ tải cần thiết chuyển sang lấy điện phân đoạn kv lại Sơ đồ thường dùng cung cấp điện cho hộ dùng điện loại II,III mỏ lộ thiên - Sơ đồ cung cấp điện với đường dây kép (hình V-3) A A A Hình V-3: Sơ đồ cung cấp điện với đường dây kép Ở sơ đồ trạm trang bị tối thiểu máy biến áp, phân đoạn cấp điện áp điện áp thấp, đồng thời cung cấp từ hai đường dây V.2.2 Mạng điện áp thấp Thường sử dụng sơ đồ nối dây sau: - Sơ đồ hình tia:(hình V- 4.a,b) a- Cung cấp điện cho phụ tải tập trung b- Cung cấp điện cho phụ tải phân tán Hình V- 4: Sơ đồ hình tia 74 - Sơ đồ dạng phân nhánh (sơ đồ dạng trục chính) (Hình V-5 a, b) 6/0,4kv Hình V-5: a- Sơ đồ phân nhánh có 6/0,4kv Hình V-5: b- Sơ đồ phân nhánh máy biến áp - trục Đối với sơ đồ dạng phân nhánh, có nhiều điểm tiêu thụ hay nhiều điểm phân phối cung cấp từ vị trí khác trục V Tổn thất cơng suất tổn thất điện mạng điện Khi truyền tải điện từ nguồn đến nơi tiêu thụ phần tử mạng điện có tổng trở gây nên tổn thất công suất tổn thất điện áp Tổn thất cơng suất gây tình trạng thiếu hụt điện nơi tiêu thụ, làm tăng giá thành truyền tải điện đưa đến hiệu kinh tế Tổn thất điện áp tạo nên điện áp hộ tiêu thụ bị giảm thấp quá, ảnh hưởng đến chất lượng điện V3.1 Tổn thất công suất đường dây a Tổn thất công suất đường dây có phụ tải tập trung A B Hình V-6 75 P,Q,cos Giả sử có đường dây AB có tổng trở Z = R+j X dùng để cung cấp cho phụ tải tập trung có cơng suất (P,Q) hệ số công suất cos Như ta biết: Khi có dịng điện pha chạy qua dây dẫn có tổng trở Z = R+j X tổn thất công suất tác dụng công suất phản kháng là: P = 3.I R = S2 R  P2  Q2 (V-1) R U2 P2  Q2 Q = 3.I X = X  X U U2 đó: U2 S2 (V-2) P- Tổn thất công suất tác dụng, [MW]; Q- Tổn thất công suất phản kháng, [MVAR]; S - Công suất biểu kiến truyền tải đường dây, [MVA]; U- Điện áp định mức lưới điện,[KV]; R, X- Tương ứng điện trở tác dụng điện kháng đường dây,[]; b Tổn thất cơng suất đường dây có phụ tải phân bố I dl l I0 L Hình V- Nếu đường phân phối có phụ tải phân bố đường dây chiếu sáng đường chẳng hạn để tính tổn thất, ta xét vi phân phân tố chiều dài dây dẫn dl (như hình vẽ ) cách điểm cuối đường dây l tổn hao cơng suất dP xác định theo công thức: dP = 3.(I0l)2dr = (I0l)2 r0dl; (V-3) với: I0 = I/L L P =  I l 2 r0 dl = I 02 r0 L3; (V-4) hay P =(I0 L )2 r0 L = I2.R (V-5) Rõ ràng tổn thất đường dây có phụ tải phân bố đều, bé lần tổn thất đường dây có phụ tải tập trung đặt cuối đường dây 76 V.3.2 Tổn thất công suất máy biến áp (chủ yếu khảo sát máy biến áp hai cuộn dây) Tổn thất công suất máy biến áp bao gồm tổn thất không tải (tổn thất lõi thép hay tổn thất sắt từ) tổn thất có tải (tổn thất dây quấn hay tổn hao đồng) * Thành phần tổn thất lõi thép không thay đổi phụ tải thay đổi tổn thất không tải S0 = P0+j Q0; (V-6) với : đó: I %.Sdm ; 100 I %.S S0 = P0+j dm ; 100 Q0= (V-7) (V-8) P0 = PFe- Tổn thất công suất tác dụng không tải tổn thất cơng suất tác dụng lõi thép *Tổn thất công suất máy biến áp mang tải định mức: - Tổn thất công suất tác dụng cuộn dây tải định mức: Pcd đm= Pk; - Tổn thất công suất phản kháng cuộn dây tải định mức: Qcd đm= Qk= U pk %.S dm 100 ; (V-9) đó: Upk%- Thành phần điện áp phản kháng điện áp ngắn mạch, % - Đối với máy biến áp có cơng suất Sđm  1000 KVA xba  rba tổn thất cơng suất phản kháng định mức dây quấn máy biến áp xác định: Qcd đm= U N %.Sdm ; 100 (V-10) Vì máy biến áp làm việc phụ tải máy biến áp (S pt) thường khác với dung lượng định mức máy biến áp, nên xác định tổn thất máy biến áp cần chu ý đến hệ số mang tải: kmt= Spt/ Sđm = Ipt/ Iđm; (V-11) Khi tổn thất cuộn dây là: Scuộndây = k mt2 Pk+j k mt2 U pk %.S dm 100 ; (V-12) - Do vậy, tổn thất công suất máy biến áp phụ tải xác định theo công thức: ST = ( P0 + k mt2 Pk)+j ( Vậy: với : U pk %.S dm I %.Sdm + k mt2 ); 100 100 ST = PT+j QT; PT = P0 + k mt2 Pk; QT = Q0 + k mt2 Qk; 77 (V-13) (V-14) (V-15) (V-16) V.3.3 Tổn thất điện đường dây máy biến áp a Xác định thời gian sử dụng công suất lớn Tmax thời gian chịu tổn thất công suất lớn  Điện tiêu thụ phụ thuộc vào phụ tải thời gian vận hành Song trình vận hành, phụ tải ln biến đổi, để thuận tiện q trình tính tốn người ta giả thiết phụ tải không thay đổi phụ tải lớn Do thời gian dùng điện lúc thời gian tuơng đương phưong diện tiêu thụ điện Với giả thiết thời gian dùng điện phụ tải lớn (thường lấy phụ tải tính tốn ) đựơc gọi thời gian sử dụng công suất lớn nhất, ký hiệu Tmax Từ đồ thị vẽ đường cong phụ tải hình V-7, ta định nghĩa: I I2(t) I(t) I tbbp I max Imax t  Tmax t Hình V-7 t 8760 h Imax.Tmax= t 8760 h  It .dt  Tmax=  It .dt I max ; (V-17) Vậy: Nếu ta giả thiết ta sử dụng phụ tải lớn khơng đổi thời gian cần thiết Tmax phụ tải tiêu thụ lượng điện lượng điện phụ tải thực tế ( biến thiên) tiêu thụ năm làm việc gọi thời gian sử dụng cơng suất lớn Đối với xí nghiệp làm việc ca: Tmax= 1500  2000 h Đối với xí nghiệp làm việc hai ca: Tmax= 3000  4500 h Đối với xí nghiệp làm việc ba ca: Tmax= 5000  7000 h + Thời gian chịu tổn thất công suất lớn  thời gian mạng điện 78 mang tải lớn gây tổn thất điện tổn thất điện thực tế mạng điện năm Cũng từ đồ thị ta định nghĩa: t 8760 h =  I t .dt I max ; (V-18) từ  ta xác định dịng điện trung bình phương I tbbp Dịng điện trung bình bình phương xác định sau: t 8760 h 2 I tbbp t  t 8760h  I t .dt , : I tbbp   I t .dt t  8760h ; (V-19) từ ta có: 2 I max   I tbbp t ; vậy:   ;  I max t 8760 I tbbp  I max (V-20) (V-21) trị số  xác định theo đồ thị quan hệ: từ  = f(Tmax,cos ) hình vẽ:  cos = 0,7 cos = 0,8 cos =1 Tmax Hình V- Và xác định theo cơng thức kinh nghiệm Kezevit sau:  = (0,124+ Tmax.10-4)2.8760 (V-22) b Tổn thất điện đường dây máy biến áp * Tổn thất điện đường dây: Tổn thất điện đường dây đựơc xác định sau: Add= Pdd  , [kW.h]; (V-23) đó: Pdd- Là tổn thất cơng suất lớn đường dây với phụ tải tính tốn  - Thời gian chịu tổn thất công suất lớn 79 * Tổn thất điện máy biến áp: - Đối với trạm biến áp có máy biến áp tổn thất điện xác định theo công thức: S pt max AT = P0.t + Pk( S dm )2  , [kw.h]; (V-24) máy biến áp làm việc liên tục năm t =8760h; - Đối với trạm biến áp có n máy biến áp giống làm việc song song tổn thất điện áp đựợc tính theo cơng thức: AT = n.P0.t + S pt max Pk( )  , [kW.h]; n S dm (V-25) với t- Thời gian vận hành thực tế máy biến áp, h; bình thường máy biến áp ln đóng vào mạng t = 8760 h - Khi biết đồ thị phụ tải, để giảm tổn thất điện người ta thường thay đổi số lượng máy biến áp tuỳ theo mức phụ tải (như hình vẽ) lúc tổn thất diện trạm năm xác định: m m i 1 i 1 S ( i )2.ti , [kW.h]; ni S dm AT = P0  ni t i + Pk  (V-26) đây: Số máy biến áp làm việc thời gian ti S1 S(kvA) t1 t S2 S3 t 8760 t(h) Hình V- V.4 Tính tốn tổn thất điện áp mạng điện V.4.1 Tổn thất điện áp đường dây pha có phụ tải tập trung Giả thiết mạng điện làm việc chế độ đối xứng, ta tách pha để nghiên cứu Trên hình vẽ biểu diễn đường dây có tổng trở Z = R+j X[] phụ tải tập trung đặt cuối đường dây S = P+j Q[KVA], đồ thị véc tơ điện áp đường dây nêu Z=R+jX U2 U1 i , cos S = P+j Q 80 Hình V-10 Đồ thị véc tơ điện áp: U1 1 c Iz  I 2 f Ix d b 2 a U2 Ir U U Tổn thất điện áp Hình V-11 Véc tơ oa biểu diễn điện áp U2 cuối đường dây Góc 2 tương ứng với cos2 phụ tải hộ tiêu thụ Tổn thất điện áp đường dây xác định tam giác tổn thất điện áp abc, véc tơ ab trùng pha với véc tơ dòng điện i tổn thất điện áp điện trở đường dây, véc tơ bc tổn thất điện áp điện kháng đường dây, véc tơ ac biểu diễn tổn thất điện áp tổng đường dây Đó hiệu hai véc tơ đầu cuối đường dây, tức là: (V-27) U p  U p1  U P ; đoạn ad hình chiếu véc tơ tổn thất điện áp tổng trục U 2được gọi thành phần tổn thất điện áp dọc trục Đối với lưới điện công nghiệp điện áp đến 35 kV góc  U1và U2 bé Do tổn thất điện áp tổng lấy gần thành phần tổn thất điện áp dọc trục để tính tốn chọn tiết diện dây dẫn Như vậy, cách gần giá trị ta có: đây: U= ad = af+fd 1 2=  (vì  bé ) af = I.R.cos ; fd = I.X.sin Vậy tổn thất điện áp dây là: U = U= ( I.R.cos + I.X.sin ),V hay U = P.R  Q.X ,V U dm để dễ so sánh ta thường tính theo trị số phần trăm so với định mức: 81 (V-28) U% = P.R  Q X 100 ; 1000 U dm (V-29) đó: P,Q - Là phụ tải tác dụng phụ tải phản kháng đường dây [kW],kVAR]; R,X- Là điện trở điện kháng đường dây [] Uđm- Điện áp định mức lưới điện[kV]; Yêu cầu: Phải đảm bảo đường dây làm việc bình thường, tức là: U%  Ucp%, điện áp cao 35 kV, ta phải xét đến thành phần tổn thất điện áp ngang trục: P X  Q.R , U dm U  3.U P  ( I.X.cos - I.R.sin ) = vậy:  U  U  j.U ; (V-30) điện áp dây đầu cuối đường dây (tính kV) thực tế công thức: 2  P R  Q X   P2 X  Q R      ; U1   U  U2 U2     (V-31) V.4.2 Tổn thất điện áp đường dây pha có nhiều phụ tải tập trung P1+j Q1 P2+j Q2 r1, x1 I1 r2, x2 I2 i1, cos1 i2, cos2 Hình V-12 Trên hình vẽ trình bày đồ thị véc tơ điện áp đường dâycó hai phụ tải tập trung i1và i2 Điện áp cuối đường dây phần tử thứ ký hiệu U2, cuối phần tử thứ U1, điện áp đầu tuyến đường dây U UpA U1 e 2 2 c d b’ i1 i2= I2 1 I1  c d a 1 b U2 82 ’ U ’ U Hình V-13 Giá trị tổn thất điện áp chung tổng tổn thất điện áp phần Do ta có: U= I2.r2.cos2 + I2.x2.sin2 + I1.r1.cos1 + I1.x1.sin1, V; (V-32) Vì vậy, đường dây có nhiều phụ tải tập trung i1, i2, ,in ta có tổn thất điện áp tồn đường dây lưới là: n U = U=  ( Ii.ri.cosi + Ii.xi.sini ),V; (V-33) i 1 hay: U = U dm n  Pi ri  Qi x i  ,V (V-34) i 1 Để so sánh, ta thường tính theo phần trăm so với định mức, vậy: U% = 100 1000.U dm n  Pi ri  Q i x i  , (V-35) i 1 đó: Pi , Qi- Cơng suất chạy đoạn thứ i [kW, kVAR]; ri, xi - Điện trở điện kháng đoạn dây thứ i [] Uđm- Điện áp dây định mức lưới điện[kV]; Nếu tính tổn thất điện áp khơng xuất từ dòng điện chạy đường dây (I1, I2, , In) mà theo dòng điện phụ tải: i1, i2, , in ta được: n U =  ( ii.Ri.cosi + ii.Xi.sini ),V (V-36) i 1 Nếu tính theo phần trăm so với định mức, ta được: U% = n 100 1000.U dm  p i R i  q i X i  , (V-37) i 1 đó: pi , qi- Cơng suất phụ tải điểm đấu thứ i[kW, kVAR]; Ri, Xi - Điện trở điện kháng đường dây kể từ đầu nguồn đến điểm thứ i [] Uđm- Điện áp dây định mức lưới điện[kV]; V.4.3 Trường hợp đặc biệt a Nếu đường dây đồng nhất: Tức đường dây có đoạn dây dẫn loại, tiết diện, cách lắp đặt (có r0 ,x0 nhau) Khi tổn thất điện áp là: 83 U% = 100 U dm n  ( ii.Ri.cosi + ii.Xi.sini ), (V-38) i 1 r0 x0 đoạn dây nên: U% = 100 U dm U% = hay: n  ( ii.r0.Li cosi + ii.x0.Li sini ), (V-39) i 1 n 100 ( r0.costb + x0.sintb )  ii.Li ; U dm i 1 (V-40) đó: ii = nên ta có: U% = 10 3.10 2 U dm cos  tb p i 10 3.U dm cos  tb ; (V-41) n ( r0.costb + x0.sintb )  pi.Li ; (V-42) i 1 Nếu: Điện trở điện kháng (r0,x0) đơn vị chiều dài dây dẫn [/km] pi- Công suất phụ tải thứ i [kW]; Li- Chiều dài dây dẫn từ đầu nguồn đến phụ tải thứ i[km]; Uđm - Điện áp dây định mức [kV]; Thì ta có: U% = n 100 1000.U dm cos  tb ( r0.costb + x0.sintb )  pi.Li ; (V-43) i 1 đó: cos  tb   Pi cos i ;  Pi (V-44) b Nếu đường dây cung cấp cho phụ tải có cos = 1(đèn sợi đốt ,lò điện trở, ) đường dây cáp mạng điện áp thấp có (r0x0) tính tổn thất điện áp ta bỏ qua thành phần điện kháng, đó: U% = n 100 r pi.Li  1000.U dm i 1 (V-45) V.4.4 Tổn thất điện áp đường dây pha có phụ tải phân bố a Trong thực tế ta gặp số đường dây có phụ tải phân bố (như hình vẽ) dl P0 l L 84 Hình V-14 Ở p0 công suất đơn vị chiều dài Tại tiết diện cách đầu cuối đường dây l có lượng cơng suất p 0.l qua Giả thiết đường dây có r0, vi phân chiều dài dl có điện trở r0.dl Tổn thất điện áp đoạn vi phân chiều dl là: dU  p l.r0 dl , U dm (V-46) Tổn thất toàn đường dây là: L L r p U   dU   0 l.dl  U dm 0 Tương tự phụ tải q0 ta có: U  r0 L  P.R ; U dm 2.U dm p L (V-47) Q.X Do vậy, với phụ tải S0 phân bố 2.U dm (S0=S/L) tổn thất điện áp đường dây là: U  P.R  Q.X ; 2.U dm (V-48) Từ ta có nhận xét là: Tổn thất điện áp đường dây có phụ tải phân bố nửa tổn thất điện áp đường dây có phụ tải tập trung cuối đường dây b- Nếu đường dây có đoạn mà phụ tải phân bố (như hình vẽ) L2 L L1 pi pi P1 P=pi P2 Hình V-15 Khi đó, ta coi phụ tải phân bố tương đương với phụ tải tập trung đặt điểm đoạn có phụ tải phân bố có trị số tổng phụ tải tập trung V.4.5 Mạng chiếu sáng 85 Nếu đường dây trang bị đèn chiếu sáng loại dây tóc (cos = 1) đường dây coi bỏ qua điện kháng đường dây Tổn thất điện áp đường dây tính theo cơng thức: U% = n 100 1000.U dm r0  pi.Li (V-49) i 1 Nếu thay: r0=1/ .F với  = 1/  - Gọi điện dẫn xuất vật liệu làm dây dẫn - Đối với vật liệu đồng cu = 53[m/.mm2]; - Đối với vật liệu nhôm Al = 32[m/.mm2]; F- Tiết diện dây dẫn mm2; n  p L i 1 i i = M - Gọi mô men phụ tải [kW.m] Uđm - Điện áp dây định mức mạng tính (v) cơng thức viết: 100 U% = 1000 Nếu đặt: c =  U 10 dm U dm M ; .F (V-50) 1000 U% = [Ucp%] từ biểu thức ta tính tiết diện dây dẫn thoả mãn điều điều kiện tổn thất điện áp là: F M , mm2 c.[U cp %] (V-51) V.4.6 Tổn thất điện áp máy biến áp Tương tự trường hợp tính tổn thất điện áp đường dây có phụ tải tập trung, tổn thất điện áp máy biến áp là: UT% = P.R  Q.X 100 ; 1000 U dm (V-52) đó: P, Q - Cơng suất tác dụng công suất phản kháng máy biến áp truyền tải [kW, kVAR]; R, X - Là điện trở điện kháng máy biến áp []; V.5 Các phương pháp lựa chọn dây dẫn, cáp mạng điện Dây dẫn cáp thường chọn theo điều kiện chủ yếu sau đây: - Lựa chọn dây dẫn cáp theo điều kiện dịng nung nóng cho phép - Lựa chọn dây dẫn cáp theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép Khi lựa chọn dây dẫn cáp dựa vào điều kiện kiểm tra theo điều kiện lại Ngồi ra, cịn chọn dây dẫn cáp theo mật độ dòng điện kinh tế mạng điện 86 V.5.1 Lựa chọn dây dẫn cáp theo điều kiện dịng nung nóng cho phép Khi có dịng điện chạy qua dây dẫn dây cáp dây dẫn bị nóng nên, nhiệt độ dây dẫn cáp cao làm cho chúng bị hư giảm tuổi thọ Mặt khác, độ bền học kim loại dẫn điện bị giảm xuống Do nhà chế tạo qui định nhiệt độ cho phép loại dây dẫn cáp Do tiết diện dây dẫn cáp chọn phải thoả mãn điều kiện sau: k1.k2.Icp  Ilvmax (V-53) đó: Ilvmax- Dịng làm việc cực đại dây dẫn Icp- Dòng cho phép ứng với dây dẫn chọn K1- Là hệ số kể tới nhiệt độ môi trường làm việc dây dẫn cáp khác với nhiệt độ tiêu chuẩn +250C mặt đất +150C K2- Là hệ số kể tới số lượng cáp đặt rãnh Dòng điện cho phép Icp dòng điện lớn chạy qua dây dẫn thời gian không hạn chế không làm cho nhiệt độ vượt trị số cho phép V.5.2 Lựa chọn dây dẫn cáp theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép Đối với mạng trung hạ áp trực tiếp cung cấp điện cho phụ tải điện nên vấn đề đảm bảo điện áp quan trọng Vì người ta lấy điều kiện tổn thất điện áp làm điều kiện để chọn tiết diện dây dẫn cáp Sau kiểm tra lại theo điều kiện dịng nung nóng cho phép Điều kiện tổn hao điện áp cho phép là: Umax%  Ucp% (V-54) đó: Ucp%- Là tổn thất điện áp cho phép (5% 2,5% tuỳ thuộc vào loại phụ tải) Umax%- Tổn thất điện áp lớn mạng a Xác định tiết diện dây dẫn toàn đường dây tiết diện Ta xét mạch điện đơn giản hình vẽ: P1 - j Q1 a P2 - j Q2 b pa- j qa pb- j qb Hình V-15 Theo cơng thức tính tổn thất điện áp đường dây ta có: U = U dm n  Pi ri  Qi x i  ,v i 1 toàn đường dây tiết diện, vật liệu: 87 (V-55) n U  r0  Pi l i i 1 U dm n  x  Q i l i i 1 ; (V-56) = U’ + U”; (V-57) U dm hay: n U  r0  pi Li i 1 U dm n  x0  qi Li i 1 U dm đó: U’- Tổn thất điện áp công suất tác dụng điện trở đường dây gây lên U” - Tổn thất điện áp công suất phản kháng điện kháng đường dây gây lên Trong biểu thức biết x0, ta tính thành phần tổn thất điện áp U” nhờ biểu thức: n n U = ” x0  Qi li i 1 U dm , hay U = ” x  q i L i i 1 U dm (V-58) Giá trị điện kháng km đường dây x nói chung thay đổi dù dây lớn hay bé (x0= 0,3  0,43 /km) lấy trị số trung bình để tính tốn U” Đối với đường dây cao khơng x trung bình lấy 0,35  0,4 /km Đối với đường dây hạ áp khơng x0 trung bình lấy 0,25 /km, cịn đường dây cáp x0 = 0,07 /km Trị số tổn thất điện áp cho phép Ucp từ nguồn đến phụ tải xa cho theo yêu cầu mạng điện Do ta tính U’ theo cơng thức: U’ = Ucp - U”; (V-59) n biết: U '  r0  p i L i i 1 U dm thay r0 =1/F với  - điện dẫn suất vật liệu làm dây dẫn Do vậy, ta tính tiết diện F sau: n F  p i L i i 1 ' .U U dm n , hay F  Pi l i i 1 .U ' U dm (V-60) Căn vào trị số tính tốn F, ta tra bảng chọn tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn gần Đồng thời xác định r0 x0 ứng với dây dẫn chọn, tính lại tổn thất điện áp sau so sánh với Ucp Nếu chưa đạt yêu cầu, ta tăng cấp tính lại 88 b Xác định tiết diện dây dẫn theo mật độ dịng khơng đổi Khi xây dựng đường dây tiết diện toàn chiều dài đưa đến việc sử dụng khối lượng kim loại màu lớn Do đó, thời gian sử dụng cơng suất cực đại Tmax lớn, mạng điện trung hạ áp ta nên chọn dây dẫn theo mật độ dịng khơng đổi Lúc tổn thất cơng suất điện bé Ta xét đường dây có hai phụ tải hình vẽ: l1, F1 l2, F2 a pa- j qa b pb- j qb Hình V-16 Ta biết: U’ = Ucp - U”; Cho x0 giá trị tuỳ ý khoảng giá trị nó, ta tính thành phần tổn thất U” theo công thức: n x  Q i l i U” = i 1 U dm , với đường dây có hai phụ tải ta có: U '  U 'oa  U 'ab  3.I1.l1 cos 1 3.I l cos   ; .F1 .F2 (V-61) đó: cos1, cos2- Là hệ số cơng suất đoạn oa ab mạng xét Ta có định nghĩa mật độ dòng điện J = I/ F, đoạn dây chọn theo mật độ dòng điện khơng đổi, nên ta có: J I1 I  , F1 F2 (V-62) Vậy: U '  J.l1 cos 1  J.l cos    (V-63) Từ ta rút được: J  U ' 3.l1 cos   l cos   (V-64) Một cách tổng quát, mạng điện có n phụ tải, mật độ tính sau: 89  U ' J (V-65) n 3. li cos  i i 1 đó: li cosi - Là chiều dài hệ số công suất đoạn thứ i Từ đây, ta xác định tiết diện đoạn dây dẫn thứ i cần chọn là: Fi = Ii/ J (V-66) Cuối cùng, ta tra bảng chọn tiết diện tiêu chuẩn kiểm tra lại theo điều tổn hao điện áp cho phép, không thoả mãn ta cần tăng tiết diện dây dẫn nên cấp c Xác định tiết diện dây dẫn theo điều kiện phí tổn kim loại màu Khi xây dựng đường dây, để hợp lý ta nên chọn đoạn tiết diện khác nhau, tất nhiên phải đảm bảo tổn thất điện áp đường dây phải bé tổn thất điện áp cho phép Do ta giảm tiêu tốn khối lượng kim loại màu Ta xét đường dây cung cấp cho hai phụ tải a,b hình vẽ: P2 a P1 b r1, l1 r2, l2 pa- j qa pb- j qb Hình V-17 Tổn thất điện áp cho phép từ đến điểm cuối b Ucp ta chọn x0[/km] giá tuỳ ý, ta tính U” U’ = Ucp - U” đó: U’ - Là tổn thất cơng suất công suất tác dụng điện trở gây hai đoạn oa ab (V-67) U '  U 'oa  U 'ab ' ' ta biết U oa U ab ta tìm Foa Fabtheo hai biểu thức sau: Foa  Fab  P1 l1 .U 'oa U dm P2 l .U 'ab U dm  ;  P2 l   U  U 'oa U dm Khối lượng kim loại màu toàn đường dây ab: V=3.(Foa.l1+Fab.l2) 90 (V-68) (V-69) (V-70) hay: V .U dm  P1.l12 P2 l 22    U ' U 'ab oa     P2 l 22    P1 l1   ; (V-71) ' '    U dm  U ' U  U oa  oa   Điều kiện để chi phí kim loại màu bé dậo hàm Vtheo biến U oa' cho không Sau biến đổi thay ta được: Fab  Foa  P2 .U dm U ' P1 .U dm U ' l1 p1  l P2   (V-72)   (V-73) l1 p1  l P2 Dựa vào tiết diện tính tốn, tra bảng tiết diện tiêu chuẩn, dây dẫn đầu công suất truyền tải lớn nên chọn tiết diện gần lớn tiết diện tính tốn cịn đoạn dây dẫn cuối nguồn nên chọn tiết diện tiêu chuẩn gần bé tiết diện tính tốn Cuối cùng, cần kiểm tra xem tổn thất điện áp đường dây có bé tổn thất điện áp cho phép khơng V.6 Tính tốn mạng cáp hạ áp khu vực Việc tính tốn mạng cáp cho khu vực hạ bao gồm cơng việc sau: - Tính chọn cáp để đảm bảo theo điều kiện dịng nung nóng cho phép, điều kiện độ bền học, điều kiện tổn hao điện áp cho phép Sau kiểm tra theo điều kiện khởi động động có công suất lớn xa - Chọn mã hiệu cáp để đảm bảo điều kiện vận hành an tồn mơi trường tuỳ theo mỏ Đối với cáp cao áp 6kv việc chọn tiết diện mã hiệu cáp đảm bảo điều kiện cần chọn thêm theo hai điều kiện nữa: - Lựa chọn cáp theo điều kiện kinh tế - Lựa chọn cáp theo điều kiện ổn định nhiệt V.6.1 Lựa chọn cáp theo điều kiện theo điều kiện dịng nung nóng cho phép Điều kiện chọn tương tự phần lựa chọn dây dẫn cáp Vì tiết diện cáp đảm bảo điều kiện vận hành an tồn với điều kiện có dịng điện định qua Nếu chọn cáp không dịng vượt q giá trị định mức khơng đảm bảo điều kiện dịng nung nóng tức cáp chóng bị già hố cách điện làm giảm tuổi thọ, cịn chọn dịng q nhỏ khơng thoả mãn điều kiện kinh tế Trong số trường hợp dịng tính tốn tính sau: - Khi đường dây cung cấp cho phụ tải dịng tính tốn lấy dòng định mức phụ tải: Itt = Iđm = Pdm 10 3.U dm  dm cos  dm ,A đó: Pđm- Cơng suất định mức phụ tải [kW]; 91 (V-74) ... U UpA U1 e ? ?2 ? ?2 c d b’ i1 i2= I2 1 I1  c d a 1 b U? ?2 82 ’ U ’ U Hình V-13 Giá trị tổn thất điện áp chung tổng tổn thất điện áp phần Do ta có: U= I2.r2.cos? ?2 + I2.x2.sin? ?2 + I1.r1.cos1... dịng điện pha chạy qua dây dẫn có tổng trở Z = R+j X tổn thất công suất tác dụng công suất phản kháng là: P = 3.I R = S2 R  P2  Q2 (V-1) R U2 P2  Q2 Q = 3.I X = X  X U U2 đó: U2 S2 (V -2) ... tế công thức: 2  P R  Q X   P2 X  Q R      ; U1   U  U2 U2     (V-31) V.4 .2 Tổn thất điện áp đường dây pha có nhiều phụ tải tập trung P1+j Q1 P2+j Q2 r1, x1 I1 r2, x2 I2 i1,