C4 1chondayvakiemtra

CHƯƠNG IV TÍNH TỐN THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ 10/10/2015 Chương IV TÍNH TỐN THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ Nội dung Đặc thù lưới điện hạ Tính tốn lưới điện hạ theo điều kiện phát nóng bảo vệ Tính tốn lưới điện hạ theo điều kiện độ bền nhiệt dịng điện ngắn mạch Tính tốn tổn hao điện áp Tính tốn dịng điện ngắn mạch lưới hạ Bảo vệ lưới điện hạ Vị trí lắp đặt thiết bị bảo vệ 10/10/2015 4.1 Đặc thù tính tốn lưới điện hạ Công suất phụ tải tương đối thấp (vài kW đến vài trăm kW) Chiều dài đường dây dẫn điện ngắn ( vài mét đến vài chục mét , trường hợp vài trăm mét ) Các phương pháp dây hạ thường khiến điều kiện tản nhiệt bị hạn chế dây dẫn Mạng hạ nối trực tiếp tới thiết bị , cần ý điều kiện làm việc , vận hành an toàn cho người 10/10/2015 Tính phụ tải điện - KVA cung cấp - Dịng tải tối đa Ilvmax=I tt 4.2 Tính tốn lưới điện hạ theo điều kiện phát nóng Xác định kích cỡ dây dẫn - Chọn loại dây dẫn loại cách điện - Chọn phương pháp lắp đặt - Chọn yếu tố hiệu chỉnh theo điều kiện môi trường - Xác định tiết diện dây dẫn , tra dây dẫn theo dòng cho phép Sơ đồ khối bước chọn tiết diện cáp đánh giá thiết bị bảo vệ với mợt mạch cho sẵn 10/10/2015 Tính sụt áp tối đa - Điều kiện ổn định , vận hành bình thường - Điều kiện đợng khởi đợng Tính tốn dịng ngắn mạch - Dịng ngắn mạch phía nguồn - Giá trị dịng NM lớn - Giá trị tối thiểu INMmin cuối dây dẫn Lựa chọn thiết bị bảo vệ - Dòng định mức - Khả cắt - Bảo vệ ghép tầng - Kiểm tra tính chọn lọc Method of installation Cáp trunking Cable (bao gồm ladder Conductors and Without Clipped loại ốp Cable Cable On Support cables Conduit fixings direct chân ducting tray insulators wire tường, Cable loại brackets sàn ) Bare conductors _ _ _ _ _ _ + _ Insulated conductors _ _ + + + _ + _ + + + + + + + + + + + + + + MultiCáp có vỏ core bọc (bao gồm bọc thép Single Chất -core khoáng cách nhiệt 10/10/2015 + : phép _ : không cho phép : không áp dụng , không dùng thực tế 4.2 Tính tốn lưới điện hạ theo điều kiện phát nóng 4.2.1 Nhiệt đợ cho phép dây dẫn cáp ngầm (cp) Nhiệt độ cho phép dây dẫn cáp ngầm (cp) nhiệt độ lớn mà làm việc nhiệt độ , dây dẫn cáp cịn giữ đặc tính nhiệt a Đối với dây trần : cp  70 0C cp dựa đặc tính mối nối _ chỗ tiếp xúc có dịng qua ,sẽ gây nên tượng phát nóng nhiều _ Khi nhiệt đợ tăng giá trị cho phép , chỗ tiếp xúc bị oxy hóa mạnh làm tăng điện trở tiếp xúc ngày nóng lên đường dây không làm việc 10/10/2015 b.Nhiệt độ cho phép dây dẫn cáp ngầm (cp) • Dây có bọc cách điện : bợ phận chịu nhiệt lớp cách điện bọc quanh dây dẫn cao su , PVC… Tính cách điện dây đảm bảo nhiệt độ lõi dây không vượt cp vật liệu cách điện cp dây có bọc phụ tḥc vật liệu cách điện Cách điện cao su , PVC có cp = 600C  80 0C ; cách điện sợi amiang , sợi thủy tinh cp = 1000C  120 0C • Cáp ngầm có vỏ bọc kim loại chì nhơm , cách điện giấy tẩm dầu , bị nóng lên vật liệu cách điện dãn nở ng̣i co lại nhiều vỏ bọc chì Do hình thành khoảng trống khơng khí cách điện vỏ bọc , tác dụng điện trường , khơng khí bị ion hóa đủ mạnh gây nên tượng chọc thủng cáp cp = 500C – 80 0C 10/10/2015 4.2.2 Hiện tượng phát nóng dây dẫn Khi có dịng điện chạy qua , dây dẫn nóng lên , biến thiên nhiệt đợ dây dẫn theo thời gian biểu diễn hàm số  t / T Δθ  θ  θ0  (θmax  θ0 )(1  e )  T max 0 t 10/10/2015  : độ chênh nhiệt độ dây dẫn so với môi trường chung quanh ( C)  : nhiệt độ dây dẫn sau có dịng điện chạy qua t giây ( C) 0 : nhiệt độ môi trường chung quanh ( C) max : nhiệt độ giới hạn lớn dây dẫn ( C) T : số thời gian phát nóng dây dẫn (s) 4.2.2 Hiện tượng phát nóng dây dẫn I=const I=const chạy qua , dây dẫn bị đốt nóng , nhiệt lượng phát chia làm phần : một phần làm nóng dây dẫn , phần cịn lại tỏa môi trường chung quanh  Nhiệt lượng tỏa môi trường theo đường : xạ , đối lưu truyền dẫn Vì hệ số truyền dẫn khơng khí thấp nên xét đến tượng đối lưu xạ  Ở giai đoạn đầu , dịng điện làm cho nhiệt đợ dây dẫn tăng tuyến tính theo đường thẳng , tượng đối lưu xạ , một phần nhiệt lượng tỏa môi trường chung quanh  Khi đạt đến trạng thái cân nhiệt , nhiệt độ dây dẫn với nhiệt độ môi trường chung quanh , nhiệt lượng phát sinh tỏa hết môi trường chung quanh, dây dẫn đạt nhiệt độ xác lập  Dây dẫn đạt nhiệt độ xác lập t = (3  4)T 10/10/2015 4.2.3 Dòng điện cho phép dây dẫn cáp Dòng điện cho phép ( Icp ) dòng điện chạy qua dây dẫn lâu dài làm cho dây nóng lên tới nhiệt độ không vượt nhiệt độ cho phép  Dịng điện I chạy qua dây dẫn có điện trở r một đơn vị thời gian phát sinh nhiệt lượng Q  K I r  K I ρ l F K1 : hệ số qui đổi công suất điện nhiệt  : điện trở suất dây dẫn ; l : chiều dài dây ; F : tiết diện dây (mm2)  Lượng nhiệt tỏa môi trường chung quanh Q  K (θ  θ0 )S K2 : hệ số tỏa nhiệt ( W/cm2.độC ) nhiệt lượng tỏa 1giây từ 1cm2 bề mặt dây dẫn độ chênh nhiệt dây dẫn môi trường 10C ; S =.d.l : diện tích bề mặt tản nhiệt (cm2 ) , d : đường kính dây dẫn (cm) 0 : nhiệt độ dây dẫn môi trường chung quanh Hệ số truyền nhiệt dây dẫn phụ tḥc vào : •nhiệt đợ ban đầu dây dẫn •tốc đợ chuyển đợng khơng khí gần dây dẫn 10/10/2015 10 4.9.1 Tổn hao điện mợt MBA Tính theo thời gian tổn thất công suất cực đại  a.Tổn hao điện tác dụng ΔA P _ MBA  ΔA Fe  ΔA Cu  ΔPFe t  ΔPCu ,max τ ΔA P  MBA  S max   τ  ΔP0 t  ΔPN   S dmB  b.Tổn hao điện phản kháng ΔA Q _ MBA   S max   S dmMBA   τ  ΔQ t  ΔQ max τ  I t  U N % 100  S dmB      Smax công suất cực đại t : thời gian khảo sát ,  : thời gian tổn thất công suất cực đại 10/10/2015 90 4.9.1 Tổn hao điện một MBA Tính theo hệ số Kptmax a Tổn hao điện tác dụng  S tbbp   Tload  ΔP0 Ton  ΔPN K pt max Tload ΔA P  ΔP0 Ton  ΔPN   S dmB  b Tổn hao điện phản kháng AQ _ MBA  QTload  Q Ton  S ĐM _ MBA 100 (U NM K PT _ MBA _ maxTload  I 0Ton ) Smax - công suất tải cực đại Ton - thời gian máy biến áp đóng điện có tải khơng tải Tload – thời gian máy biến áp mang tải 10/10/2015 91 5.4.2 Tổn hao điện n MBA Tổn hao công suất n-MBA giống làm việc song song Tổn hao công suất tác dụng  S max  ΔPN  τ  nΔP0 t  ΔA P  nΔP0 t  nΔPN  n  nS dmB   Si  1  S  t i  dm  n Tổn hao công suất phản kháng  S max   τ ΔA Q  nΔQ t  nΔQ N   nS dmB  ΔQ N  nΔQ t  n 10/10/2015  Si  1  S  t i  dm  n 92 4.9.2 Tổn hao điện n MBA Tổn hao công suất n-MBA giống làm việc song song a Tổn hao công suất tác dụng  Smax     n ΔP0  ΔP NM ΔPB  n ΔP0  n ΔPNM  n  n  SđmB  K  tai max b Tổn hao công suất phản kháng    Smax  SđmB    n I0  n UNM  ΔQB  n ΔQ0  n ΔQμ   100   n SđmB   10/10/2015 93 4.9.2 Tổn hao điện n MBA Tổn hao điện n-MBA giống làm việc song song a Tổn hao điện tác dụng  Smax       n τ  n T  ΔAP  B ΔPNM  ΔP0 ΔPNM K taimax τ  n ΔP0 T  n  n SđmB  b Tổn hao điện phản kháng  SđmB  ΔQB  n ΔQmax τ  n ΔQμ T   U NM K taimax τ  n I0 T  100  n  10/10/2015 94 Bài tập Bài tập Cho mợt TBA có MBA thơng số 110/22 kV Sdm_MBA=16MVA, tải tính tốn Pmax=20MW, cos=0.9, Tmax=5000 PNM=85 kW, P0=18 kW, I0=0.7%, UNM=10.5% Xác định tổn hao công suất tác dụng, phản kháng điện năm 10/10/2015 95 Bài tập Cho MBA 15/0.4 kV Sdm_MBA=400 kVA, tải cực đại 295 kVA, cos=0.8, Tmax=3500 PNM=5.5 kW, P0=1.08 kW, I0=2.1%, UNM=4.5% Xác định tổn hao công suất tác dụng, công suất phản kháng cực đại MBA Xác định tổn hao điện tác dụng phản kháng một năm MBA 10/10/2015 96 Bài tập Cho trạm hạ áp gồm MBA 15/0.4 kV vận hành song song Sdm_MBA=560 kVA, tải cực đại trạm 1000 kVA, cos=0.8 Thông số máy biến áp PNM=9.4 kW, P0=2.5 kW, I0=6%, UNM=5.5% Xác định tổn hao công suất tác dụng, công suất phàn kháng tải cực đại Xác định tổn hao điện tác dụng phản kháng một năm MBA (bằng cách ) 10/10/2015 97 4.9.3 Máy biến áp ba dây quấn i%S dmB u N %S dmB ΔPFe  ΔP0 ; ΔQ Fe  ; ΔQ Cu  100 100 ΔPMBA  ΔP0  ΔPCuC  ΔPCuT  ΔPCuH 2  SC   ST   SH   ΔPN  C    ΔPN  T    ΔPN  H  ΔP0    S dmB   S dmB   S dmB  ΔQ MBA  ΔQ  ΔQ CuC  ΔQ CuT  ΔQ CuH 2  SC  U NC %  ST  U NT %  S H  U NH %     ΔQ   S dmB   S dmB   S dmB  S dmB  100  S dmB  100  S dmB  100  S C2 U N C %   S T2 U N  T %   S 2H U N  H %         ΔQ MBA  ΔQ    S dmB 100   S dmB 100   S dmB 100  10/10/2015 98 4.9.4 Máy biến áp tự ngẫu UC  UT α UC ΔPFe  ΔP0 ; ΔPC H ΔQ Fe i%S dmB  100 ΔPC'  H ΔPT'  H  , ΔPT  H  2 αH αH ΔPMBA  ΔP0  ΔPCuC  ΔPCuT  ΔPCuH 2  SC   ST   SH   ΔPN  C    ΔPN  T    ΔPN  H  ΔP0    S dmB   S dmB   S dmB   S C2 U N C %   S T2 U N  T %   S 2H U N  H %         ΔQ MBA  ΔQ    S dmB 100   S dmB 100   S dmB 100  10/10/2015 99 5.4.3 Tổn hao điện máy biến áp ba dây quấn ΔPFe  ΔP0 ; ΔQ Fe i%S dmB  100 2  S C max   S T max   S H max   τ C  ΔPN  T   τ T  ΔPN  H   τ H ΔA P  ΔP0 t  ΔPN C   S dmB   S dmB   S dmB   S C2 max U N C %   S T2 max U N  T %   τ C    τ T ΔA Q _ MBA  ΔQ 0t    S dmB 100   S dmB 100  S U NH %   τ H    S dmB 100  H max 10/10/2015 100 UC  UT α UC 5.4.4 Tổn hao điện máy biến áp tự ngẫu ΔPFe  ΔP0 ; ΔQ Fe i%S dmB  100 ΔPC H ΔPC'  H ΔPT'  H  , ΔPT  H  2 αH αH 2  S C max   S T max   S H max   τ C  ΔPN  T   τ T  ΔPN  H   τ H ΔA P  ΔP0 t  ΔPN C   S dmB   S dmB   S dmB   S C2 max U N C %   S T2 max U N  T %   τ C    τ T ΔA Q _ MBA  ΔQ 0t    S dmB 100   S dmB 100  S U NH %   τ H    S dmB 100  H max 10/10/2015 101 Bài tập Cho mợt TBA có MBA thơng số 110/22 kV Sdm_MBA=16MVA, tải tính tốn Pmax=20MW, cos=0.9, Tmax=5000 PNM=85 kW, P0=18 kW, I0=0.7%, UNM=10.5% Xác định tổn hao công suất tác dụng, phản kháng điện năm Bài tập Đường dây kV cung cấp điện mạng phân phối, có sơ đồ hình BT4.3 Tất phụ tải mạng điện có cos=0,8 đồ thị phụ tải hồn tồn giống Tồn bợ ba phụ tải năm tiêu thụ 720000 kWh Xác định tổn thất điện toàn mạng điện c A 2km A-25 b 120 kW 400 kW d 180 kW 10/10/2015 102 Bài tập Cho MBA 15/0.4 kV Sdm_MBA=400 kVA, tải cực đại 295 kVA, cos=0.8, Tmax=3500 PNM=5.5 kW, P0=1.08 kW, I0=2.1%, UNM=4.5% Xác định tổn hao công suất tác dụng, công suất phản kháng cực đại MBA Xác định tổn hao điện tác dụng phản kháng mợt năm MBA Tính phần trăm tổn hao điện tác dụng trạm biến áp 10/10/2015 103 Bài tập Cho trạm hạ áp gồm MBA 15/0.4 kV vận hành song song Sdm_MBA=560 kVA, tải cực đại trạm 1000 kVA, cos=0.8 Thông số máy biến áp PNM=9.4 kW, P0=2.5 kW, I0=6%, UNM=5.5% Xác định tổn hao công suất tác dụng, công suất phàn kháng tải cực đại Xác định tổn hao điện tác dụng phản kháng một năm MBA (bằng cách ) 10/10/2015 104