Thiết kế các phương án nối dây

phần mở đầu Quá trình công nghiệp hoá đại hoá đất nớc đòi hỏi trình độ khoa học kĩ thuật cao Ngành điện ngành hạ tầng sở đợc u tiên phát triển yêu cầu trình độ theo kịp đáp ứng đợc nhu cầu Trong hệ thống điện nớc ta trình phát triển phụ tải ngày nhanh nên việc quy hoạch thiết kế phát triển mạng điện vấn đề quan tâm ngành điện nói riêng nớc nói chung Đồ án môn học Lới điện giúp sinh viên áp dụng kiến thức đà học nghiên cứu lý thuyết vào thực nhiệm vụ cụ thể, không lớn nhng toàn diện Đồ án môn học bớc đầu tập dợt để có kinh nghiệm Đồ án tốt nghiệp tới công việc sau này, để đáp ứng tốt nhiệm vụ đề Trong trình làm đồ án em biết ơn thầy môn thầy trực tiếp phụ trách môn học lớp Em xin trân thành cám ơn : PGS.TS Trần Bách PGS.TS Nguyễn Văn Đạm đà hớng dẫn em hoàn thành đồ án phần cân công suất tác dụng phản kháng I - Cân công suất tác dụng Để giữ tần số ổn định ta phải cân công suất tác dụng.Đồ án môn học cho phép giả thiết nguồn điện đủ cung cấp cho nhu cầu công suất tác dụng phụ tải tổng công suất tự dùng nhà máy Ta có :  PF =  P yc Palignl¿yc¿¿¿ (1) = m.Ppt + Pmđ : PF : tổng công suất phát m P yc : tổng công suất yêu cầu : hệ số đồng thời ( đồ án lấy m=1) Pmđ : tổn thất công suất tác dụng mạng điện , lấy 6% P pt P pt : tổng công suất nút ( cực ®¹i) P pt = Pi = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6 Nh vËy : = 25 + 25 + 30 + 30 + 40 + 25 = 175 (MW)  Pm® = 6%P pt = 0,06.175 = 10,5 (MW) Từ phơng trình cân công suất tác dụng ta có : PF = P yc = 1.175 + 10,5 = 185,5 (MW) II - Cân công suất phản kháng Để giữ điện áp ổn định ta phải cân công suất phản kháng Sự cân công suất phản kháng đợc biểu diƠn b»ng biĨu thøc sau: Trong ®ã: QF +Qb = Q yc QF : tổng công suất phản kháng phát Qb : tổng công suất phản kháng cần bù 1) Ta cã: QF = PF.tg F cosF = 0,85 2) BiĨu thøc cđa Q Q yc yc tg F = 0,62 QF =185,5.0,62 = 115,01 (MVAr) : = m.Qpt + QL - QC + Qba + Qtd + Qdt (3) Trong ®ã : m : hƯ sè ®ång thêi lÊy b»ng Q pt : tỉng c«ng st phụ tải QL : tổng công suất phản kháng đờng dây sinh QC : tổng công suất phản kháng đờng dây tiêu thụ Qba : tổng công suất phản kháng MBA đặt trạm hạ áp (lấy 15% Qpt ) Qtd : tổng công suất tự dùng nhà máy Qtd = Ptd.tgtd víi costd = 0,8 Qdt : tỉng c«ng suất phản kháng dự trữ ( đồ án ta lÊy b»ng )  TÝnh Q yc : Để tính toán cân sơ ta giả thiết tổng tổn thất công suất phản kháng đờng dây tổng công suất phản kháng đờng dây ph¸t (QL = QC ) Q pt = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 =P1.tg1 + P2.tg2 + P3.tg3 + P4.tg4 + P5.tg5 + P6.tg6 = P pt tgpt = 175.0,62 = 108,5 (MVAr) Qba = 15%Q Q pt = 0,15.108,5 = 16,28 (MVAr) yc = m.Qpt + Qba =108,5 + 16,28 = 124,78 (MVAr) Ta nhËn thÊy QF < Q yc nên ta phải bù sơ bộ: - Trớc hết ta u tiên bù cho hộ xa đến cos=0,90,95 ta sÏ cã :Qb = Qb4 = Q4- Q'4=0,62.30 - tg4.30 víi cos4=0,95  Qb4=8,7 (MVAr) - Sau ®ã ta u tiên bù cho hộ đến cos = 0,850,9 Qb5= Qb- Qb4= 9,77- 8,7 = 0,62.40 - tg5.40 cos5=0,86 Nh ta nhận thấy cần bù bào phụ tải với cos = 0,95 bù thêm vào phơ t¶i víi cos = 0,86 B¶ng sè liƯu tính toán sơ Pmax (Mw) Qmax (MVAr) Qb (MVAr) costríc bï cossau bï Qbmax (MVAr) Hé 25 15,5 Hé 25 15,5 Hé 30 18,6 0,85 0,85 15,5 0,85 0,85 15,5 0,85 0,85 18,6 Hé 30 18,6 8,7 0,85 0,95 9,9 phần hai phơng án nèi d©y Hé 40 24,8 1,07 0,85 0,86 23,73 Hé 25 15,5 0,85 0,85 15,5 so s¸nh phơng án mặt kĩ thuật I - Phơng án thứ Sơ đồ nối dây : N Th«ng số phơng án nối dây : Đoạn Pmax (MW) Qmax (MVAr) l (Km) A–1 65 39,23 50 A–2 55 34,1 50 A–6 55 25,4 60 1–5 40 23,73 80,62 64 30 9,9 70,71 2-3 30 18,6 70,71 *.Tìm điện áp danh định cho hệ thống dựa công thức kinh nghiƯm: U®mi = 4,34 √ li +16 Pi : li : Chiều dài đoạn thứ i Pi : Công suất tác dụng đoạn thứ i Dựa vào công thức ta có: U1 = 4,34 U2 = 4,34 √ 50+16.65 √ 50+16.55 = 143,28 (KV) = 132,35 (KV) U5 = 4,34 √ 70,71+16.30 √ 70,71+16.30 √ 80,62+16.40 U6 = 4,34 √ 60+16.55 U3 = 4,34 U4 = 4,34 = 101,84 (KV) = 101,84 (KV) = 116,58 (KV) = 133,06 (KV) Do Ui = 70  160 (KV) Vậy ta lấy điện áp danh định lới diện là: Uđm =110 (KV) Xác định tiết diện dây dẫn đoạn đờng dây: - Dự kiến chung dùng dây AC, mạch,có Dtb=5 m - Đặt cột bê tông cốt thép - Thiết kế mạng khu vực ta chọn dây dẫn phơng pháp mật độ kinh tế Tra bảng B.44 giáo trình Mạng lới điện I thầy Nguyễn Văn Đạm với dây AC Tmax = 5000 h ta đợc: Jkt = 1,1 A/mm2 Tính dòng truyền tải theo c«ng thøc: √ P 2+Q2 10 I = n 3.U dm (A) P: Công suất tác dụng Q: Công suất phản kháng n: Số lộ Tính toán tiết diện dây dẫn theo công thức: Fi = Ii / Jkt (mm2) Từ công thức tổng quát ta vào tính toán chi tiết cho đoạn: * §o¹n N-1: √652 +39 ,23 103=199 , 24 √3 110 IN-1 = (A) IN-1sc = 2.IN-1 = 199,24 = 398,48 (A) FN-2tt = IN-2/1,1 = 199,24/1,1 = 181,42 (mm2) VËy ta chän Ftc = 185 mm2 Dây AC 185 Tra bảng 33 giáo trình Mạng lới điện I ta có : Víi d©y AC-185 cã I cp = 510 (A) > IN-1 sc = 398,48 (A) * Đoạn 1- : √ 402+23 , 732 103=122 , 05 √3 110 I1-5 = (A) I1-5sc = 2.I1-5 = 122,05 = 244,1 (A) F1-5tt = I1-5/1,1 = 122,05/1,1 = 110,95 (mm2) VËy ta chän Ftc = 120 mm2 D©y AC 120 Tra bảng 33 giáo trình Mạng lới điện I ta có : Với dây AC-120 có I cp = 380 (A) > I = 244,1 (A) 1-5 sc * Đoạn N-6 : 552+25 , 103=158 , 98 IN-6 = √ 110 (A) IN-6sc = 2.IN-6 = 158,98 = 317,96 (A) FN-6tt = IN-3/1,1 = 158,98/1,1 = 144,53 (mm2) VËy ta chän Ftc = 150 mm2 D©y AC – 150 Tra bảng 33 giáo trình Mạng lới điện I ta cã : I cp = 445 (A) > I = 317,96 (A) N-6 sc Víi d©y AC-150 cã * §o¹n 6-4 : √302 +9,92 103=82, I6-4 = √3 110 (A) I6-4sc = 2.I6-4 = 82,9 = 165,8 (A) F6-4tt = I6-4/1,1 = 82,9/1,1 = 75,36 (mm2) VËy ta chän Ftc = 70 mm2 D©y AC 70 Tra bảng 33 giáo trình Mạng lới ®iƯn I ta cã : Víi d©y AC-70 cã * §o¹n N-2 I cp = 265 (A) > I6-4 sc = 165,8 (A) √552+34 ,12 103=169 , 82 IN-2 = √3 110 (A) IN-2sc = 2.IN-2 = 169,82 = 339,64 (A) FN-2tt = IN-2/1,1 = 169,82/1,1 = 154,38 (mm2) VËy ta chän Ftc = 150 mm2 Dây AC 150 Tra bảng 33 giáo trình Mạng lới điện I ta có : Với dây AC-150 cã I cp = 445 (A) > I = 339,64 (A) N-2 sc * Đoạn 2-3 : 302 +18 ,6 103=92 , 63 I2-3 = √ 110 (A) I2-3sc = 2.I2-3 = 92,63 = 185,26 (A) F2-3tt = I2-3/1,1 = 92,63/1,1 = 84,21 (mm2) VËy ta chän Ftc = 95 mm2 Dây AC 95 Tra bảng 33 giáo trình Mạng lới điện I ta có : I Với dây AC-95 cã cp = 300 (A) > I2-3 sc = 185,26 (A) Ta tiến hành kiểm tra điều kiện vầng quang : Tra bảng 10 giáo trình Mạng lới ®iƯn I, nhËn thÊy tiÕt diƯn nhá nhÊt cđa d©y dẫn theo điều kiện tổn thất vầng quang với điện áp định mức Uđm = 110 kV 70 mm2 * Nh tiết diện chọn Fitc loại dây tơng ứng thoả mÃn : - điều kiện vầng quang - độ bền - dòng điện cho phép (I cp ) Từ Fitc tìm đợc tra bảng B.6 giáo trình Mạng lới điện I ta lập đợc bảng sau : Đoạn N-1 1-5 N-6 6-4 N-2 2-3 Sè lé L (km) 2 2 2 50 80,62 60 70,71 50 70,71 r0 x0 ( Ω /km) 0,17 0,27 0,21 0,45 0,21 0,33 ( Ω / km) 0,409 0,423 0,416 0,440 0,416 0,429 b0.10-6 (S/km) 2,82 2,69 2,74 2,58 2,74 2,65 C¸c công thức tính toán R , X , B nh sau : 1 R = n r0.l (Ω) ; X = n x0.l (Ω) ; B/2 = n.b0.l (S) Đoạn N-1 1-5 Ftt (mm2) 181,12 110,95 Ftc (mm2) 185 120 R X B/2 -6 ( Ω ) ( Ω ) (S.10 ) 4,25 10,225 141 10,884 17,051 216,86 Loại dây AC-185 AC-120 N-6 6-4 N-2 2-3 144,58 75,36 154,38 84,21 150 70 150 95 6,3 15,909 5,25 11,667 12,48 15,556 10,4 15,167 164,4 182,43 137 187,38 AC-150 AC-70 AC-150 AC-95 Tính toán tổn thất điện áp nhánh chế độ vận hành bình thờng cố: Công thức tổng quát : ΣPP i Ri + ΣPQ i X i U 2dm 100 Ui% = Trong ®ã : Pi , Qi : Công suất tác dụng công suất phản kháng đoạn đờng dây Ri , Xi : Điện trở điện kháng đoạn đờng dây *.Chỉ tiêu kĩ thuật xét : Umax bt% = 10%  15 % Umax sc% = 15%  20% ( Trờng hợp xảy cố, ta giả thiết cố nặng nề cố đứt mạch đoạn gần nguồn.) * Đoạn N-1-5 : P N RN +Q N X N +P15 R15 +Q15 X 15 UN15 bt% = U 2dm 100 65 , 25+39 , 23 10 , 225+40 10 , 884+23 , 73 17 , 051 100 110 = =12,54 % Khi xẩy cố đứt dây đoạn N-2 : P N R N +2 Q N X N + P15 R15 +Q 15 X 15 UN15 sc% = U 2dm 100