Lựa chọn điện áp định mức của mạng điện
Dự kiến các phương án nối dây.
Trong thiết kế hiện nay để chọn được sơ đồ tối ưu của mạng điện người ta sử dụng phương pháp nhiều phương án Từ các vị trí đã cho của các phụ tải và các nguồn cung cấp, cần dự kiến một số phương án và phương án tốt nhất sẽ được chọn trên cơ sở so sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án đó Không cần dự kiến quá nhiều phương án Sau khi phân tích tương đối cẩn thận có thể dự kiến …… Đồng thời chọn các sơ đồ đơn giản Các sơ đồ phức tạp được chọn trong trường hợp khi sơ đồ đơn giản không thoả mãn những yêu cầu về kinh tế - kỹ thuật.
Những phương án được lựa chọn để tiến hành so sánh kinh tế chỉ là những phương án thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật của mạng điện.
Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu đối với các mạng là độ tin cậy và chất lượng cao của điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ Khi dự kiến sơ đồ của mạng điện thiết kế, trước hết còn chú ý đến hai yêu cầu trên.Để thực hiện yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ điện loại I, cần phải đảm bảo dự phòng 100 % trong mạng điện, đồng thời dự phòng đóng tự động Vì vậy để cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ điện loai I có thế sử dụng đường dây hai mạch hay mạch vòng. Đối với hộ tiêu thụ loại II trong nhiều trường hợp được cung cấp bằng đường dây hai mạch hoặc bằng hai đường dây riêng biệt Nhưng nói chung cho phép cung cấp điện cho các hộ loại II bằng đường dây trên không một mạch bởi vì thời gian sửa chữa sự cố đường dây trên không rất ngắn.
Các hộ loại III được cung cấp điện bằng đường dây một mạch.
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn 7
Trên cơ sở phân tích những đặc điểm của các nguồn cung cấp và các phụ tải cũng như vị trí của chúng ta có 6 phương án được dự kiến như sau.
Sơ đồ mạch điện phương án 1
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn
S ơ đồ mạch điện phương án 2
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn 9
Sơ đồ mạch điện phương án 3
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn
Sơ đồ mạch điện phương án 4
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn 11
Sơ đồ mạch điện phương án 5
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn
Sơ đồ mạch điện phương án 6
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn 13
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn
1 Để tính các chỉ tiêu kinh tế -kỹ thuật của mạng điện trước hết cần chọn điện áp định mức của mạng điện, chon tiết diện Các dây dẫn, tính các chỉ tiêu chất lượng của điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ của các phương án so sánh.
Phương án 1
Chọn điện áp định mức của mạng điện
Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, cũng như đặc trưng kỹ thuật của mạng điện. Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố : công suất của phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp điện , vị trí tương đối giữa các phụ tải với nhau, sơ đồ mạng điện. Điện áp định mức của mạng điện thiết kế được chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp điện.Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị của công suất trên mỗi đường dây trong mạng điện.
Các phương án của mạng điện thiết kế hay là các đoạn đường dây riêng biệt của mạng điện có thể có điện áp định mức khác nhau Trong khi tính toán, thông thường trước hết chọn điện áp định mức của các đoạn đường dây trong mạng điện kín, theo thường lệ, cần được thực hiện với một cấp điện áp định mức.
Có thể tính điên áp định mức của đường dây theo công thức kinh nghiệm sau
L : là khoảng cách truyền tải (km)
P : là công suất truyền tải trên đường dây(MW)
Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây N-1 có giá trị
Kết quả tính điện áp trên các đoạn đường dây và chọn điện áp định mức của mạng điện trong phương án 1 được tổng hợp trong bảng.
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn
Bảng điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện Đường dây S (MVA) (km) L tính toán Điện áp
Utt(kV) Điện áp định mức của mạng
Từ các kết quả tính được trong bảng trên chọn điện áp định mức của mạng điện Uđm= 110kV
Chọn tiết diện dây dẫn
Các mạng điện 110kV được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên không Các dây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC), các dây dẫn được đặt trên cột bê tông ly tâm hay cột thép tuỳ theo địa hình đường dây đi qua. Đối với các mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện
Imax : Là dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại(A)
Jkt : Là mật độ kinh tế của dòng điện(A/mm 2 )
Với dây AC và Tmax P00h thì Jkt= 1,1 (A/mm 2 )
Dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ phụ tải cực đại xác định theo công thức
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn 17 max 3
Trong đó n : Số mạch của đường dây
Uđm: Điện áp định mức của mạng điện(kV)
max: Công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại(MVA) Dựa vào tiết diện dây dẫn tính được theo công thức trên, tiến hành chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vầng quang độ bền cơ của đường dây và phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sự cố. Đối với đường dây 110kV, để không xuất hiện vầng quang các dây nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F 70 mm 2 Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp vơi điều kiện về vầng quang của dây dẫn cho nên không cần kiểm tra về điều kiện này. Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố cần có điều kiện
Isc: Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố
Icp: Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn
Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây N-1
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại bằng
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn
87 mm Để không xuất hiện vầng quang trên đường dây, cần phải chọn dây AC có tiết diện Fpmm 2 và dòng điện Icp= 265A (tra bảng lưới điện)
Khi xảy ra sự cố nếu ngừng một mạch của đường dây thì dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng
Như vậy k.IcpN-1 > IN-1sc vì 0,8.265 !2 >174,66
Do đó tiết diện của dây dẫn đã chọn của đường dây N-1 là phù hợp.
Tính toán đối với các đoạn đường dây còn lại được tiến hành tương tự như đối với đường dây N-1.
Kết quả tính toán các thông số của tất cả các đường dây trong mạng điện theo phương án 1 được ghi trong bảng
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn 19
Thông số các đường dây trong mạng điện
Sinh viên: Nguyễn Minh Tuấn
Lớp: HTĐ-K1-Trạm ALLIANZ Đường
Tính tổn thất điện áp trong mạng điện
Điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ được đặc trưng bằng tần số của dòng điện và độ lệch điện áp so điện áp định mức trên các cực của thiết bị dùng điện. Khi thiết kế các mạng điện thường giả thiết rằng hệ thống hoặc các nguồn cung cấp có đủ công suất tác dụng để cung cấp cho các phụ tải Do đó không xét đến những vấn đề duy trì tần số Vì vậy chỉ tiêu chất lượng điện năng là giá trị của độ lệch điện áp ở các hộ tiêu thụ so với điện áp định mức ở mạng điện thứ cấp. Khi chọn sơ bộ các phương án cung cấp điện có thể đánh giá chất lượng điện năng theo các giá trị của tổn thất điện áp.
Khi tính sơ bộ các mức điện áp trong các trạm hạ áp có thể chấp nhận là phù hợp nếu trong chế độ phụ tải cực đại các tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện một cấp điện áp không vượt quá 1015% trong chế độ làm việc bình thường, song trong các chế độ sau sự cố các tổn thất điện áp lớn nhất không vượt quá 15 20% nghĩa là
Umax sc% = 15 20% Đối với những mạng điện phức tạp có thể chấp nhận các tổn thất điện áp lớn nhất đến 15 20% trong chế độ phụ tải cực đại khi vận hành bình thường và đến 20 25% trong chế độ sau sự cố, nghĩa là
Umax sc% = 20 25% Đối với các tổn thất như vậy còn sử dụng các máy biết áp điều chỉnh điện áp dưới tải trong các trạm hạ áp.
Tổn thất điện áp trên đường dây thứ i nào đó khi vận hành bình thường được xác định theo công thức
Pi,Qi: Là công suất chạy trên đường dây thứ i
Ri,Xi: Là điện trở và điện kháng của đương dây thứ i Đối với đường dây có hai mạch, nếu ngừng một mạch thì tổn thất điện áp trên đường còn lại
Tính tổn thất điện áp trên đường dây N-1
Trong chế độ làm việc bình thường, tổn thất điện áp trên đường dây N-1
Khi một mạch của đường dây,ngừng làm việc, tổn thât điện áp trên đường dây có gía trị
Còn đối với đường dây một mạch khi xảy ra sự cố ∆ Uisc % = 0.
Tính các tổn thất điện áp trên các đường dây còn lại được tiến hành tương tự như với đường dây N-1
Kết qủa tính tổn thất điện áp trên các đường dây được ghi trong bảng.
Bảng tổn thất điện áp trên đường dây trong mạng điện Đường dây ∆Ubt% ∆Usc%
Từ kết qủa tính được ở bảng tổn thất điện áp trong đường dây trong mạng điện nhận thấy rằng tổn thất điện áp lớn nhất khi bình thường của mạng điện trong phương án 1 có giá trị
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố bằng
Tính toán đối với các phương án còn lại được tiến hành tương tự như với phương án 1. Để thuận tiện, trong mỗi phương án còn lại chỉ trình bày phương pháp xác định các thông số chế độ đối với những trường hợp đặc biệt có trong sơ đồ mạng điện.
PHƯƠNG ÁN 2
Sơ đồ mạch điện phương án 2
3.1- Chọn điện áp định mức của mạng điện
Chọn tiết diện dây dẫn
Tiết diện các đoạn đường dây N-1, N-4,N-5, N-6 chọn tương tự phương án 1. a.Ta có công suất đoạn N-1
Dòng điện chạy qua đoạn N-1
Chọn FN-10mm 2 có Icp= 445 A b.Tính tiết diện đoạn 1-2
Công suất chạy qua đoạn 1-2
Dòng điện chạy qua đoạn 1-2
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
Thông số các đường dây trong mạng điện.
Thông số các đường dây trong mạng điện
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
Tính tổn thất điện áp trong mạng điện
Tính tổn thất ∆U trên đường dây N-1 trong chế độ làm biệc bình thường. Tổn thất điện áp trên đoạn N-1
Tổn thất điện áp trên đoạn 1-2
Tính tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NN1-2 trong chế độ sự cố
Khi tính tổn thất điện áp trên đường dây ta không xét các sự cố xếp chồng nghĩa là đồng thời xảy ra trên tất cả các đoạn của đường dây đã cho, chỉ xét sự cố ở đoạn nào mà tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị cực đại. Đối với đường dây N-1-2 khi ngừng một mạch trên đoạn đường dây N-1 sẽ nguy hiểm hơn so với trường hợp sự cố một mạch trên đoạn 1-2 Khi ngừng một mạch trên đường dây N-1, tổn thất điện áp trên đoạn này bằng
Trường hợp ngừng một mạch trên đoạn 1-2
Kết qủa tính tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây được ghi trong bảng.
Bảng tổn thất điện áp trong đường dây trong mạng điện Đường dây ∆Ubt% ∆Usc%
Từ kết quả tính được ở bảng trên nhận thấy rằng tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường
∆ Umax bt% = ∆ UN-1bt% +∆ U1-2bt% = 5,1% +2,04% = 7,14 %
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
Phương án 3
Sơ đồ mạch điện phương án 3
II.6.1 Chọn điện áp định mức của mạng điện Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện Đường dây S (MVA) L(km) Điện áp tính toán
Utt(kV) Điện áp định mức của mạng
II.6.2 Chọn tiết diện dây dẫn
Bảng thông số các đường dây trong mạng điện.
Thông số các đường dây trong mạng điện
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn Lớp: HTĐ
II.6.3 Tổn thất điện áp trong mạng điện
Bảng tổn thất điện áp trong đường dây trong mạng điện Đường dây ∆Ubt% ∆Usc%
Từ kết quả tính được ở bảng trên nhận thấy rằng
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường
∆ Umax bt% =∆ UN-3bt % + ∆ U3-2bt %
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố
Sơ đồ mạch điện phương án 4
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
II.5.1 Chọn điện áp định mức của mạng điện Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện Đường dây S (MVA) L(km) tính toán Điện áp
Utt(kV) Điện áp định mức của mạng
II.5.2 Chọn tiết diện dây dẫn
Bảng thông số của các đường dây trong mạng điện.
Thông số các đường dây trong mạng điện
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
II.5.3 Tổn thất điện áp trong mạng điện
Bảng tổn thất điện áp trong đường dây trong mạng điện Đường dây ∆Ubt% ∆Usc%
Từ kết quả tính được ở bảng trên nhận thấy rằng
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường
∆ Umax bt% =∆ UN-3bt % + ∆ U3-2bt %
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố
Sơ đồ mạch điện phương án 5
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
II.4.1 Chọn điện áp định mức của mạng điện Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện Đường dây S (MVA) L(km) tính toán Điện áp
Utt(kV) Điện áp định mức của mạng
II.4.2 Chọn tiết diện dây dẫn Được tổng hợp trong bảng thông số của các đường dây trong mạng điện.
Thông số các đường dây trong mạng điện
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
II.4.3 Tổn thất điện áp trong mạng điện
Bảng tổn thất điện áp trong đường dây trong mạng điện Đường dây ∆Ubt% ∆Usc%
Từ kết quả tính được ở bảng trên nhận thấy rằng
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường
∆ Umax bt% =∆ UN-5bt % + ∆ U5-6bt %
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố
Sơ đồ mạch điện phương án 6
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
1 Để xác định các dòng công suất ta cần giả thiết rằng,mạng điện đồng nhất và tất cả các đoạn đường dây đều có cùng một tiết diện
Dòng công suất qua đoạn N-3
Dòng công suất qua đoạn N-4
Dòng công suất qua đoạn 3-4
3= (34,42 + j16,52) –(34 +j16,32)= 0,42+ j0,2MVA Bảng tính toán điện áp của mạng điện Đường dây
L (km) Điện áp tính toán
Utt(kV) Điện áp định mức của mạng
Chọn tiết diện dây dẫn
Tiết diện của đường dây
Chọn FN-3.tc= 180mm 2 có Icp= 515A
Chọn FN-3.tc0 mm 2 có Icp= 445A
Kiểm tra sự cố đốivới mạch vòng đã cho.
Dòng điện trên đoạn 3-4 sẽ có giá trị lớn nhất khi N-5 gặp sự cố Như vậy
197,59A Dòng điện chạy trên đoạn N-3scó giá trị
I S dm sc N sc N dm sc
Vậy tiết diện các đoạn đường dây đã chọn là hợp lý.
Kết quả chọn tiết diện dây phương án 6
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
Thông số các đường dây trong mạng điện
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn Đường dây
2.2 Tính tổn thất điện áp
Với các đoạn đường dây N-1,N-2,N-5,N-6 tính tương tự phương án I
Do trong mạch vòng chỉ có 1 điểm phân chia công suất đó là nút 4 do đó nút này sẽ có điện áp thấp nhất trong mạch vòng
Tổn thất điện áp trên mạch vòng là
Khi ngừng đoạn N-3 tổn thất điện áp trên đoạn đường dây N-4 là
Tương tự ta tính trên đoạn N-3 và 3-4
Ta có bảng giá trị tổn thất điện áp trong mạng điện Đường dây ∆Ubt% ∆Usc%
Từ kết quả bảng trên ta có
∆ Umax bt% = ∆ UN-5bt % +∆ U5-6bt %
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
∆ Umax sc% = ∆ UN-4sc % + ∆ U4-3bt %
= 13,02% + 0,09% = 13,11% Để thuận tiện khi so sánh các phương án về kỹ thuật, các giá trị tổn thất điện áp cực đại của các phương án được tổng hợp trong bảng chỉ tiêu kỹ thuật của các phương án
SO SÁNH KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 48 Chương 5 : TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA MẠNG ĐIỆN 60 Π Chế độ cực tiểu S min
VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
Theo bảng:" chỉ tiêu kỹ thuật của các phương án so sánh" ta chọn các phương án có chỉ tiêu kinh tế và chọn ra phương án tối ưu phương án là các chi phí tính toán hàng năm Z Để tìm Zmin rồi đưa ra phương án tối ưu.
Trong tính toán hàm Z của các phương án giả thiết có
Số lượng MBA như nhau
Số lượng máy căt như nhau
Số lượng dao cách ly như nhau
Các chi phí tính toán hàng năm được các định theo công thức
Z=(atc + avh )x kd + AC atc : Là hệ số hiệu quả của vốn đầu tư (atc=0,125) avh: Là hệ số vận hành đối với các đường dây trong mạng điện(avh=0,07) kd: Là tổng vốn đầu tư đường dây
A: Là tổng tổn thất điện năng
C: Là giá 1kW.h(C = 500 đồng) Đối với các đường dây trên không hai mạch đặt trên cùng một cột tổng vốn đầu tư để xây dựng các đường dây xác định theo kd = 1.6.kol.
Trong đó: l: Chiều dài đường dây (km) ko: Giá thành 1km đường dây một mạch (đ/km)
Tổn thất điện năng trên đường dây
Pimax : Tổn thất công suất trên đường dây thứ i khi phụ tải cực đại τ : Thời gian tổn thất công suất cực đại
Tổn thất công suất trên đường dây thứ i
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
Pimax;Qimax:Công suất tác dụng và công suất phản kháng chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại
Ri : Điện trở tác dụng của đường dây thứ i
Uđm : Điện áp định mức của mạng điện.
Thời gian tổn thất công suất cực đại. τ = (0,124 + Tmax 10 -4 ) 8760
Tmax là thời gian sử dụng phụ tải cực đại trong năm
Giả thiết cột thép cho đường kính dây có Uđm0 kV
AC -70 AC -95 AC -120 AC -150 AC -185 AC -240
Tính tổn thất công suất tác dụng trên đường dây tổn thất công suất tác dụng trên đường dây N-1
Tính tổn thất công suất trên đường dây còn lại được tiến hành tương tự.
Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện
Theo giả thiết các đường dây trên không hai mạch được đặt trên cùng một cột thép.Vốn đầu tư xây dựng đường dây N-1 được xác định theo k1=1,6.ko.l
Trong đó l= 56,57 km; ko = 380.10 6 đ/km
Kết quả tính tổn thất công suất và tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện của các đường dây trong PA 1 được ghi trong bảng
Tổn thất công suất và đầu tư xây dựng các đường dây của phương án 1 Đường dây
Xác định chi phí vận hành hàng năm
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
Tổn thất công suất và đầu tư xây dựng các đường dây của phương án Đườn g dây
Chi phí tính toán hàng năm
Tổn thất công suất và vốn đầu tư xây dựng đường dây của phương án 3 Đường dây
Chi phí tính toán hàng năm
Tổn thất công suất và vốn đầu tư xây dựng các đường dây của phương án 4 Đường dây
Chi phí tính toán hàng năm
Tổn thất công suất và vốn đầu tư xây dựng các đường dây của phương án 5 Đườn g dây
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
Tổn thất điện năng A = P τ = 6,72.3411 = 22921,92 MWh
Chi phí tính toáng hàng năm
Tổn thất công suất và vốn đầu tư xây dựng đường dây của phương án 6
Tổn thất điện năng Đường dây
Chi phí tính toán hàng năm:
7 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án so sánh
Từ kết quả tính toán của bảng “ Tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phương án so sánh ”nhận thấy rằng phương án 4 là phương án tối ưu.
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP
VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN
I Lựa chọn máy biến áp
Do có 6 phụ tải đều là loại I nên trong mỗi trạm hạ áp cần phải đặt 2 máy biến áp Trong trường hợp tổng quát, trạm có n máy biến áp làm việc nếu xảy ra sự cố 1 máy biến áp thì các MBA còn lại phải cung cấp đủ công suất cho các phụ tải loại I đồng thời cho phép quá tải trong 5 ngày đêm, mỗi ngày không quá
Công suất của mỗi máy biến áp được xác định theo công thức
Smax : Phụ tải cực đại của trạm k: Hệ số quá tải của MBA trong chế độ sau sự cố k=1,4 n: Số máy biến áp trong trạm. Đối với trạm có hai máy biến áp công suất mỗi máy biến áp bằng
Tính công suất của máy biến áp cho từng trạm
≥ 23,769 MVA Chọn máy biến áp TPDH_25000/110
≥ 20,6 MVAChọn máy biến áp TPDH_25000/110
≥ 26,94MVA Chọn máy biến áp TPDH_32000/110
≥ 23,77 MVA Chọn máy biến ápTPDH_25000/110
≥ 25,35 MVA Chọn máy biến áp TPDH_25000/110
≥ 14,26 MVA Chọn máy biến áp : TPDH_16000/110
Các máy biến áp trong trạm hạ áp chọn máy biến
CÁC THÔNG SỐ CỦA MÁY BIẾN ÁP HẠ ÁP
Các số liệu kỹ thuật Tính toán
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
54 И SSơ đồ nối điện Đối với đường thẳng dây có chiều dài l ≥ 70 km thì khả năng xảy ra sự cố lớn hơn.Nên ta chọn sơ đồ có máy cắt ở phái trên đường dây để cách ly sự cố (H.2) Còn đối với đường dây l ≤ 70 thì ta chọn máy cắt ở phía máy biến áp (H.1). hình 1 hình 2
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
Sơ đồ hệ thống điện thiết kế
Chương 5 : TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH
CỦA MẠNG ĐIỆN Để đánh giá các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện thiết kế, cần xác định các thông số chế độ sự cố khi phụ tải cực đại Khi xác định các dòng công suất và các tổn thất công suất , ta lấy điện áp ở tất cả các nút trong mạng điện bằng điện áp định mức Ui=Uđm0kV
I: Chế độ phụ tải cực đại Smax Đường dây N-1
Sơ đồ nguyên lý của mạng điện
Sơ đồ thay thế của mạng điện
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
Các thông số của đường dây N-1 ro = 0,42 Ώ xo =0,441 Ώ
2 2,57.10 -2 56,57 = 1,45S Các thông số của đường dây
Zd = R+jX = 11,88+j12,47 Ώ Đối với máy biến áp
= 1,27 +j 27,95 Ω Tổn thất công suất trong tổng trở MBA
Công suất trước tổng trở MBA
Dòng công suất vào cuộn dây cao áp của MBA
Công suất điện dung ở cuối đường dây
= 110 2 1,45.10 -4 = 1,75 MVA Công suất sau tổng trở đường dây
c - j Qcc = 30,174 + j15,621 MVA Tổn thất công suất trên đường dây
Tổng tổn thất công suất trước tổng trở đường dây
d = 31,304+j16,811 MVA Công suất từ nhà máy điện truyền vào đường dây
’ – j Qcd =(31,304 +j 16,811 ) – j1,75 = 31,304 +j15,601 MVA Tính các chế độ các đường còn lại được tiến hành tương tự như tính thông số chế độ đường dây N-1 Các thông số và kết qur tổng hợp trong bảng
Bảng thông số các phần tử trong sơ đồ thay thế Đường dây
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
Ta có bảng tính toán chế độ cực đại Đường dây
8,329+j9,432Chế độ phụ tải cực đại
CÂN BẰNG CHÍNH XÁC CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN
Tổng công suất yêu cầu trên thanh góp 110kV của nhà máy
yc 7,169+j99,213 MVA Để đảm bảo điều kiện cân bằng công suất trong điện, các nguồn điện phải cung cấp đủ công suất theo yêu cầu Vì vậy tổng công suất tác dụng do nhà máy cần phải cung cấp bằng
Pcc7,169 MW Khi hệ số công suất của các nguồn cung cấp điện bằng 0,9 thì tổng công suất phản kháng cảu nhà máy điện có thể cung cấp
Qcc=Pcc tg φ 7,169.0,9 = 177,452 MVAr Như vậy
Từ kết quả trên nhận thấy công suất phản kháng do các nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng yêu cầu Vì vậy không cần bù công suất phản kháng trong chế độ phụ tải cức đại Smax Π Chế độ cực tiểu S min
Tính toán các thông số như ở chế độ cực đại Điện áp trên thanh góp nhà máy điện
UN = 105% Uđm = 105% 110 = 115,5 kV Để vận hành kinh tế TBA ta có thể cắt bớt 1 máy biến áp trong trạm nếu thỏa mãn điều kiện
S i min : Công suất phụ tải cực tiểu trong đoạn thứ i
dm : Tổn thất công suất không tải và ngắn mạch của MBA đang xét.
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
S gh : Tổn thất công suất của các máy biến áp được sử dụng
= 11,25 MVA Trong chế độ phụ tải cực tiểu thì mỗi đoạn có 2MBA làm việc song song.Nên điện áp và tổn thất được tính như ở chế độ phụ tải cực đại
Nếu Si min > Sgh ta phải chọn 2 MBA vận hành để áp dụng tính cho các phụ tải trong phương án đã chọn.
Ta có S min ¿¿ Sgh chọn 1MBA vận hành cho các trạm.
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
Chế độ phụ tải cực tiểu Đường dây
Tổng 96,766+j34,388 1,986+j2,241 0,39+j7,724 Ш.Chế độ sau sự cố Điện áp trên thanh cao áp của nhà máy điện
Ta coi sự cố sảy ra khi đang vận hành ở chế độ phụ tải cực đại và sự cố nặng nề Nhất là khi ngừng một mạch của đường dây hai mạch.
Vì thời gian sự cố là rất nhỏ so với thời gian vận hành cả năm nên ta không tính tổn thất công suất tác dụng và tổn thất điện năng cho mạng khi có sự cố. Kết quả tính chế độ của mạng điện khi phụ tải sau sự cố được tiến hành tương tự như chế độ phụ tải cực tiểu.Và được tổng hợp trong bảng “ Kết quả tính các thông số chế độ sau sự cố”
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
Chế độ sau sự cố Đườn g dây
TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP ĐI ỀU CHỈNH
Chế độ phụ tải cực đại U = 121 KV
Tổn thất điện áp trên đường dây
= 4,086 kV Điện áp thanh góp cao áp trạm BA_1
U1C = UN - Ud1 = 121 – 4,086 = 116,194 kV Tổn thất điện trong trạm biến áp BA_1
= 4,236 kV Điện áp thanh góp hạ áp trong trạm biến áp đã quy đổi về phía điện cao áp
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
Tính điện áp trên các đường dây còn lại được thực hiện tương tự.
Kết quả tính điện áp trên thanh góp hạ áp của các trạm đã qua đổi điện áp cao trong chế độ phụ tải cực đại được tổng hợp trong bảng
Bảng giá trị diện áp trên thanh hạ ap quy về cao áp của các trạm.
2 Chế độ cực tiểu UN = 115,5 kV
Kết quả tính điện áp trên thanh góp hạ áp của các trạm đã qua đổi điện áp cao trong chế độ phụ tải cực tiểu Được tính toán như trong chế độ phụ tải cực đại.
3.Chế độ phụ tải sau sự cố (U = 121 kV)
Kết quả tính điện áp trên thanh góp hạ áp của các trạm đã qua đổi điện áp cao trong chế độ phụ tải sau sự cố Được tính toán như trong chế độ phụ tải cực đại
Uq kV 106,487 107,123 108,243 96,74 108,159 108,37 Π Lựa chọn các phương thức điều chỉnh điện áp trong mạng điện
Tất cả các phụ tải trong mạng điện là hộ tiêu thụ loại 1 Có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Nên ta sử dụng MBA có thiết bị điều chỉnh dưới tải , phạm vi điều chỉnh ± 9 1,78% cho tất cả các trạm sử dụng MBA
TPDH_25000/110 và TPDH_16000/110. Đối với trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường , độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp của các trạm được quy định.
● Trong chế độ phụ tải cực đại: Ucpmax% = +5 %.
● Trong chế độ phụ tải cực tiểu Ucpmax% = 0 %.
● Trong chế độ sau sự cố Ucpmax% = 0 +5% Điện áp yêu cầu trên thanh góp hạ áp của trạm được xác định theo công thức
Uđm : Điện áp định mức của mạng hạ áp ( Uđm = 10kV)
Do đó điện áp yêu cầu trên trên thanh góp hạ áp của trạm.
Khi phụ tải cực đại Smax
Uyc = 22 +5% 22 = 23,1 kV Khi phụ tải cực tiểu Smin
Uyc = 22 + 0% 22 = 22 kV Khị phụ tải sau sự cố
Uyc = 22 + 5% 22 = 23,1 kV Việc xác định đầu điều chỉnh điện áp của cuộn cao áp MBA trong các chế độ cực đại , cực tiểu , sau sự cố được tiến hành theo các bước
Uhđm _ Điện áp định mức của cuộn dây hạ áp máy biến áp
Uq _ Điện áp ứng với các chế độ.
●Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn được xác định theo công thức
Ucđm_Điện áp định mức của cuộn dây cao áp máy biến áp
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
70 n_ Số đầu điều chỉnh (n = -9 9) e = 1,78% Ucđm = 100
●Tính giá trị thực của điện áp thanh góp hạ áp của trạm sau khi điều chỉnh
● Độ lệch thực của điện áp trên thanh góp hạ áp
(Uh đm = 10kV) Bảng hệ thống các đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9
1.Chọn các đầu điều chỉnh trong MBA trạm 1 a.Chế độ phụ tải cực đại Điện áp điều chỉnh
= 106,627 kV Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = -4 khi đó điện áp của đầu điều chỉnh tiêu chuẩn bằng : Utc= 106,81 kV Điện áp thực trên thanh góp hạ áp bằng
Ut max = max max tc h đđ q
= 23,06 kV Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp
= 108,78 kV Chọn n= -3 Utc min 8,86 kV Điện áp thực trên thanh góp hạ áp bằng
Ut min= min min tc hdm q
= 21,984 kV Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp
= -0,073% c.Chế độ sau sự cố
= 101,416 kV Chọn n= -6Utcsc 2,72 kV Điện áp thực trên thanh góp hạ áp bằng
= 22,806 kV Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp
Chọn các đầu điều chỉnh trong các MBA của các trạm còn lại được tiến hành tương tự
Các kết quả tính toán điều chỉnh điện áp trong mạng điện được tổng hợp trong bảng “ Thông số của các đường dây trong mạng điện”
Sinh viên:Nguyễn Minh Tuấn
Thông số các đường dây trong mạng điện Trạm