đồ án ii thiết kế lưới điện khu vực 1

Để đơn giản bài toán, ta coi sự thay đổi công su t tác d ng P ấ ụ ảnh hưởng ch yủ ếu đế ần t n số, còn sự cân bằng công suất phản kháng Q ảnh hưởng ch yủ ếu đến điện áp.. c l1.2.1 Cân bằ

Phân tích nguồn và phụ tải

Phân tích nguồn điện

Trong đề tài yêu c u thiầ ết k t thanh góp cao áp c a trế ừ ủ ạm tăng áp của nhà máy điện trở đi, nên cũng không cần phân tích v ngu n cung cề ồ ấp điện Nguồn điện được giả thiết cung cấp đủ công su t tác d ng theo nhu c u c a ph t i v i mấ ụ ầ ủ ụ ả ớ ộ ệt h số công suất được quy định Điều này cho th y ngu n có th không cung cấ ồ ể ấp đủ yêu c u v công su t kháng và viầ ề ấ ệc đảm bảo nhu cầu điện năng phản kháng có thể thực hi n trong quá trình thi t k b ng cách bù công suệ ế ế ằ ất kháng t i các ph t i mà không c n ph i tạ ụ ả ầ ả ải đi từ nguồn

Sơ đồ mặt bằng nguồn theo yêu cầu thiế ết k trong H nh 1.1 ì

H  nh 1.1 Sơ đồ ặ ằ m t b ng c a ngu n và các ph t ủ ồ ụ ả i

Các ph t i 1 ụ ả

Phụ tải điện là số liệu ban đầu để ải quy t nh ng v gi ế ữ ấn đề ổ t ng h p kinh t k thu t ph c t p ợ ế ỹ ậ ứ ạ khi thiết k mế ạng điện Xác định phụ tải điện là giai đoạn đầu tiên khi thi t k h ế ế ệthống nh m ằ mục đích vạch ra sơ đồ, lựa ch n và kiọ ểm tra các ph n t c a mầ ử ủ ạng điện như máy phát đường dây, máy bi n áp và các chế ỉ tiêu kinh t k thu t Vì th công tác phân tích ph t i chiế ỹ ậ ế ụ ả ếm một vị trí h t s c quan tr ng cế ứ ọ ần được th c hiự ện một cách chu đáo Điện áp v n hành của nguồn điện khi ph t i cậ ụ ả ực đạ ằi b ng 110%, khi ph t i c c ti u b ng ụ ả ự ể ằ 105%, khi s c bự ố ằng 110% điện áp định mức

Căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện, ph t i phân ra làm ba loụ ả ại:

Loại m t: bao g m các ph t i quan tr ng Vi c ng ng cung cộ ồ ụ ả ọ ệ ừ ấp điện cho các ph t i này có ụ ả thể nguy hiểm cho tính mạng con người, thi t hệ ại đến sản xuất, ảnh hưởng đến an ninh quốc phòng Vì phải đảm b o liên t c cung cả ụ ấp điện nên các đường dây phải bố trí sao cho vẫn đảm bảo cung cấp ngay cả khi có s c trong mự ố ạng điện Chú ý rằng không nhất thiết tất cả các thành ph n tiêu th ầ ụ điện trong ph t i yêu c u ph i cung cụ ả ầ ả ấp điện liên t c vì v y có th c t bụ ậ ể ắ ớt một phần nh các thành ph n không quan tr ng c a phụ tải để đảm b o cung c p trong các ỏ ầ ọ ủ ả ấ trường hợp sự c n ng n trong mạng điện ố ặ ề

Loại hai: bao g m nh ng ph t i tuy quan trồ ữ ụ ả ọng nhưng việc mất điện chỉ gây giảm sút v s ề ố lượng s n ph m Vì v y mả ẩ ậ ức độ đảm b o cung cả ấp điện an toàn và liên t c cho các ph tụ ụ ải này cần được cân nh c mắ ới có th quyể ết định được

Đối với loại thứ ba, nhu cầu phụ tải không quá quan trọng vì sự cố mất điện không gây ra hậu quả nghiêm trọng Trong trường hợp này, không cần xem xét đến phương tiện dự trữ để đảm bảo cung cấp Về đề tài này, chúng ta chỉ xét đến yêu cầu cung cấp điện cho các phụ tải loại đầu đại diện.

Trong lưới điện thiết kế có 6 phụ tải, các số u trong B ng 1.1 liệ ả

1 2 3 4 5 6 Điện áp định mức lưới điện hạ áp (kV) 22 35 35 22 35 22 22 35

Mức đảm b o cung cả ấp điện I I I I I I

Yêu cầu điều chỉnh điện áp δUmax = δUmin = δUsc = 5%

Thời gian s d ng công suử ụ ất cực đại (h) 4800

Phụ ả t i c c tiự ểu b ng 50% ph t i cằ ụ ả ực đại

Hệ s công su t yêu c u trên thanh góp cao áp c a nguố ấ ầ ủ ồn điện: 0,85

Giá biên điện năng tổn thất: 1500 đồng/kW

- Chế độ cực đại: 𝑃𝑚𝑎𝑥= 20+20@MV, 𝑐𝑜𝑠𝜑1 = 0,9

- Chế độ cực ti u:ể 𝑃𝑚𝑖𝑛 = 50%𝑃𝑚𝑎𝑥 = 20 MVA

𝑄𝑚𝑖𝑛 = 50%𝑄𝑚𝑎𝑥 9,686 MVAr 𝑆𝑚𝑖𝑛 = √ 𝑃 min 2 +𝑄min 2 = 22,222 MVA Áp dụng tương tự ớ v i các ph t i còn lụ ả ại ta được Bảng 1.2

B ả ng 1.2 Thông s c ố ực đạ ự i c c ti ể u c ủ a ph ụ t ả i

Cân b ng công su t trong hằ ấ ệ thống điện nhằm xét khả năng cung cấp của các nguồn phụ tải thông qua mạng điện Tại mỗi thời điểm, luôn phải đảm bảo cân bằng giữa lượng điện năng sản xuất và tiêu th M i mụ ỗ ức cân b ng công su t tác d ng P và công su t ph n kháng Q xác ằ ấ ụ ấ ả định một giá trị t n sầ ố và điện áp Quá trình biến đổi công su t và các chấ ỉ tiêu chất lượng điện năng khi cân bằng công suất bị phá hoại, x y ra r t ph c t p vì giả ấ ứ ạ ữa chúng có quan h ệ tương hỗ Để đơn giản bài toán, ta coi sự thay đổi công su t tác d ng P ấ ụ ảnh hưởng ch yủ ếu đế ần t n số, còn sự cân bằng công suất phản kháng Q ảnh hưởng ch yủ ếu đến điện áp Cụ thể là khi nguồn phát không đủ công suất P cho phụ tải thì t n s b giầ ố ị ảm đi, và ngược lại Khi thi u ế công suất Q điện áp bị giảm thấp và ngượ ại c l

1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng

Việc cân b ng công su t tác dụng trong nhà máy đượằ ấ c thực hiện trong nhà máy điện bằng các bộ điều tốc thay đổ ốc đội t tuabin Cân b ng công su t c n thiằ ấ ầ ết để ữ ầ gi t n số trong h ệthống Cân b ng công su t tác d ng trong h ằ ấ ụ ệthống được biểu di n b ng (1.1) ễ ằ

• ∑𝑃F : công su t tác d ng phát ra t ngu n; ấ ụ ừ ồ

• ∑𝑃 yc : công su t yêu c u c a ph t i; ấ ầ ủ ụ ả

∑𝑃yc = 𝑚∙∑𝑃 pt + ∆𝑃mđ+ 𝑃td+ 𝑃dt (1.2)

• ∑𝑃pt: tổng ph t i tác d ng cụ ả ụ ực đạ ủi c a các h tiêu th trong ch cộ ụ ế độ ực đại;

• m: h s ng thệ ố đồ ời (đề tải giả thi t m=1); ế

• ∆𝑃𝑚đ: tổng t n th t công su t tác d ng trong mổ ấ ấ ụ ạng điện, tính sơ bộ lấy ∑ ∆𝑃mđ = 5% ∑𝑃pt;

• ∑𝑃 td : tổng t n th t công su t tác dổ ấ ấ ụng trên đường dây và máy biến áp ∑𝑃 td =0;

• ∑𝑃dt: tổng công su t d ấ ựtrữ ∑𝑃dt=0; Áp d ng (1.1) (1.2) ta ụ được:

∑ PF = ∑𝑃 yc = 𝑚∑𝑃pt+ ∆𝑃 mđ +𝑃td+𝑃dt = 235 + 5% * 235 = 246,75 MW

1.2.2 Cân bằng công su t phấ ản kháng

Cân b ng công su t ph n kháng nh m giằ ấ ả ằ ữ điện áp bình thường trong hệ thống Cân b ng công ằ suất phản kháng được biểu di n b ng (1.3) ễ ằ

• ∑𝑄 F : tổng công su t phát ra cấ ủa các máy phát điện;

• 𝑄 bu ∑ : tổng công su t ph n kháng c n bù; ấ ả ầ

• ∑𝑄yc: tổng t n th t công ổ ấ suất ph n kháng yêu c u ph t i; ả ầ ụ ả

• 𝑚∑𝑄 pt : tổng ph t i phụ ả ản kháng c a mủ ạng điện có xét đến hệ số đồng thời;

• ∑ Δ𝑄MBA: t ng t n th t công su t ph n kháng trong máy bi n áp, ổ ổ ấ ấ ả ế

• ∑ ∆𝑄 L : tổng t n th t công su t phổ ấ ấ ản kháng trên các đường dây của mạng điện;

• QC: t ng công su t phổ ấ ản kháng do điện dung đường dây cao áp sinh;

• Qtd, Qdt: t ng công su t kháng t dùng và d ổ ấ ự ựtrữ của nhà máy điện Q = Qtd dt=0;

• Nếu ∑𝑄 F ≥ ∑𝑄yc thì không c n ph i bù công su t ph n kháng; ầ ả ấ ả Áp d ng (1.3ụ ) ta được:

∑𝑄F= ∑𝑃F∗ tan𝜑F 246,75 * tan(arccos(0,85)) = 152,922 MVAr Ta th y ấ ∑𝑄 F > ∑𝑄 yc nên ta không c n bù công su t ph n kháng ầ ấ ả

CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ V KINH T - K THU T Ề Ế Ỹ Ậ

2.1 Các phương án dự kiến s thực hi n ẽ ệ

Việc lựa chọn các phương án cung cấp điện hợp lý phải đảm b o các y u t và m t s yêu c u ả ế ố ộ ố ầ nhất định trong đó hai yếu tố chiếm ph n quan tr ng nhầ ọ ất là cũng cấp điện kinh t v i chế ớ ất lượng và độ tin c y cao Tính toán thi t kậ ế ế lưới điện nhằm mục đích đưa ra các phương án và lựa chọn phù hợp cân b ng giữa y u t kinh t và k thuằ ế ố ế ỹ ật Bước đầu c a viủ ệc tính toán là đưa ra các sơ đồ cung cấp điện hợp lý m bđả ảo các điều kiện ch n theo yêu c u ọ ầ

Trong các phương án cần chú ý các nguyên tắc như đảm b o cung cả ấp điện liên t c và ph ụ ụ thuộc vào h tiêu th V i các ph t i lo i I cộ ụ ớ ụ ả ạ ần đảm b o cả ấp điện liên t c trong mụ ọi tình huống vì đây là các phụ tải quan trọng điển hình như: bệnh viện, các khu công nghiệp, nhà máy, v.v Vì vậy phương án đi dây cho các phụ ả t i này phải có các đường dây d phòng c ự ố định như (2 đường dây độc lập: m ch kép ho c m ch vòng kín) Ngoài ra phạ ặ ạ ải đảm bảo chất lượng điện năng, các chỉ tiêu v kinh tề ế như: vốn đầu tư, chi phí vận hành và tổn thất nhỏ và đảm b o an toàn khi v n hành có khả ậ ả năng phát triển lưới khi nhu c u ph tầ ụ ải tăng, v.v

Từ yêu cầu đề bài là các ph t i loụ ả ại 1 ta có một số phương án đi dây dự ến ki

H  nh 2.1 Phương án 1 2.2.1.1 Tính phân b công suố ất trên các nhánh đường dây

Từ đó ta có bảng tổng kết phân b công su t trên các nhánh ố ấ đường dây như Bảng 2.1

B ả ng 2.1 B ng phân b công su t trên các nhánh ả ố ấ đườ ng dây (1) Đường dây 1-2 4-1 N-4 5-3 6-5 N-6

2.2.1.2 Tính chọn điện áp định m c ứ

Chọn điện áp định mức theo công thức (2.1)

P: công suất đường dây c n truy n t i (MW); ầ ề ả

L: kho ng cách c n truy n t i công su t (km); ả ầ ề ả ấ

U: điện áp định mức c a mủ ạng điện (kV);

Nếu 70kV < mọi Ui < 170kV thì ch n Uọ đm = 110kV

Công suất trên đường dây: N-4 = 105+j50,854 MVA

Công su t tác d ng truyấ ụ ền t i trên 1 mả ạch đường dây:

Chiều dài đường dây: 𝐿N−4 = 24 km Điện áp định mức tính toán của đường dây:

Tương tự các đường dây khác ta có B ng 2.2 ả

B ả ng 2.2 B ảng điện áp đị nh m ức các nhánh đườ ng dây (1) Đường dây 1-2 4-1 N-4 5-3 6-5 N-6

Ui (kV) 78,249 110,661 130,215 103,324 127,781 144,502 Theo điện áp tính toán đường dây so sánh với điều kiện 70kV < mọi Ui < 170kV ta chọn điện áp truy n t i là U = 110 kV ề ả đm

2.2.1.3 Tính toán ch n k t cọ ế ấu đường dây và tiết di n dây d n ệ ẫ

Thiết kế lưới 110kV: đường dây trên không, dây ACSR s d ng c t bê tông cử ụ ộ ốt thép Chọn ti t diệế n dây d n theo mẫ ật độ dòng kinh t , Tính chế ọn dòng điện chạy trên dây d n vẫ ới chế độ ph t i cực đại ta có công thức (2.2) ụ ả

Trong đó: n: s mố ạch đường dây, đường dây kép thì n=2 còn đường dây đơn thì n=1;

Uđm: điện áp định mức của mạng điện, kV;

Pmax, Qmax: dòng CSTD và CSPK trên đường dây, [MW, MVAr];

Từ dòng điện cực đại (Imax) ta tính ch n tiọ ết di n dây d n theo công thức tính mệ ẫ ật độ dòng kinh t , ta có công thế ức (2.3)

F kt : ti t di n kinh t c a dây d n; ế ệ ế ủ ẫ

J kt : mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm 2 ;

J kt : chọn chung cho toàn lưới điện theo Tmax và dây ACSR;

Imax: dòng điện chạy trên đường dây cho ch ph t i cế độ ụ ả ực đại

Dây ACSR theo TCVN s dử ụng cho lưới 110kV trên không b o g m là ACSR-70, ACSR-95, ả ồ ACSR-120, ACSR-150, ACSR-185, ACSR-240, ACSR-300, ACSR-330, ACSR-400 Theo yêu c u có th i gian s d ng công su t l n nh t c a ph t i là ầ ờ ử ụ ấ ớ ấ ủ ụ ả Tmax = 4800 (h), v i 3000 < ớ

Tmax 5000 ch n chung < ọ 𝐽𝑘𝑡 1,1 Tính toán với đoạn 1-2 theo (2.2) I max = √P max

→ 𝐹𝑘𝑡 = Imax /1,1 92,779 theo (2.3) → Chọn dây d n ACSR-95 ẫ

Tương tự ới các đoạ v n khác ta có b ng ch n ti t diả ọ ế ện cho các dây B ng 2.3 ả

B ả ng 2.3 B ng ch n ti ả ọ ế t di ệ n dây d n (1) ẫ Đường dây 1-2 4-1 N-4 5-3 6-5 N-6

Fkt (mm 2 ) 92,779 198,812 278,337 172,304 324,658 344,608 Chọn dây ACSR-95 ACSR-185 ACSR-300 ACSR-185 ACSR-330 ACSR-330

Bảng thông s dây vố ừa chọn được cho các nhánh đường dây Bảng 2.4

B ả ng 2.4 B ng thông s ả ố dây các nhánh đườ ng dây (1) Đường dây Chiều dài

2.2.1.4 Kiểm tra các điều kiện k thu t ỹ ậ

• Kiểm tra điều kiện phát nóng c a dây ủ

Khi có dòng điện đi qua, dây dẫn và cách điện sẽ bị nóng lên do hiệu ng Jun-lenso Khi nhiứ ệt độ tăng cao quá và tồn t i lâu s làm giạ ẽ ảm độ ền cơ họ b c của dây dẫn hoặc làm già hóa cách điện Để làm đảm b o cho dây d n làm viả ẫ ệc lâu dài mà không bị hư hại, nhiệt độ của dây dẫn trong ch làm viế độ ệc không được vượt quá nhiệt độ dòng điện cho phép của dây

• Kiểm tra điều kiện t n th t vổ ấ ầng quang và độ ền cơ họ b c

Trong quá trình thiết kế hệ thống dây dẫn, cần lựa chọn tiết diện dây phù hợp để tránh thất thoát điện năng do tổn hao Đối với đường dây ngoài trời, các yêu cầu về tiết diện dây được quy định nghiêm ngặt, chẳng hạn như tiết diện tối thiểu phải lớn hơn hoặc bằng 70mm2 Loại đường dây này có cấu trúc trên không, bao gồm hệ thống cột điện, xà và dây dẫn được treo qua các sứ cách điện Cột điện được chôn sâu dưới đất bằng móng vững chắc, có nhiệm vụ nâng đỡ hệ thống dây dẫn so với mặt đất, tạo thành đường dây trên không Ngoài ra, trên các cột điện còn được trang bị dây chống sét để bảo vệ dây dẫn khỏi những tác động trực tiếp của sét.

Dây dẫn được làm b ng nhôm lõi thép (ACSR), dây v n xoằ ặ ắn nhôm lõi thép, để tăng độ bền người ta làm lõi thép trong, các s i nhôm bên ngoài ở ợ ở

• Kiểm tra điều kiện t n thổ ất điện áp trong lưới điện Để đả m b o cung cả ấp điện và chất lượng điện năng, điện áp trên lưới điện ph i luôn lả ớn hơn hoặc bằng giá trị nhất định Để đạt được các giá trị này t n thổ ất điện áp từ đầu nguồn đến mọi điểm trên lưới điện phải nhỏ hơn hoặc b ng giá trằ ị cho phép trong chế độ bình thường và sự cố Độ lệch điện áp lớn nhất tính b ng công thằ ức (2.4)

Tổn thất điện áp tính bằng công th c (2.5) ứ

Tương tự tính toán cho các nhánh đường dây ta có Bảng 2.5 tổng hợp tổn thất điện áp trên lưới điện là:

B ả ng 2.5 B ng t n th ả ổ ất điện áp các nhánh đườ ng dây (1) Đường dây

Từ Bảng 2.5 ta thấ ổy t n thất điện áp trên đường dây N-6-5-3 là lớn nhất

Với 𝑈N = 121 kV, điểm có điện áp thấp nhất của mạng điện là:

𝑈min,bt = 121 10,521 110,479 kV – Áp d ng (2.4), lụ độ ệch điện áp lớn nhất:

Vì đường dây mạch kép nên trong chế độ ự ố s c (theo tiêu chu n N-1) ẩ chỉ xét đến đường dây bị đứt m t m ch và s c ộ ạ ự ốchỉ x y ra trên tả ừng đoạn không có s c xự ố ếp ch ng: ồ

∆𝑈N−4 𝑠𝑐 = 2 ∗ ∆𝑈N−4𝑏𝑡 = 2 3,338 6,676 kV ∗ Các đường dây còn lại, t n thổ ất điện áp v n giẫ ữ nguyên như chế độ bình thường

Tương tự với các nhánh đường dây còn lại, ta có B ng 2.6 ả

B ả ng 2.6 B ng t n th ả ổ ất điệ n áp khi s ự c ố (1) Đường dây

Từ Bảng 2.6 ta th y t n thất điện áp trên đường dây N-6-5-3 là l n nh t v i s c ng ng ấ ổ ớ ấ ớ ự ố ừ đường dây 6-5

Với U N= 121kV, điểm có điện áp th p nh t c a mấ ấ ủ ạng điện là:

𝑈min,sc = 121 14,583 106,417 kV – 13 Áp d ng (2.4)ụ , độ lệch điện áp lớn nhất:

110 ∙ 100= −3,26% ϵ [−10%;10%] Phương án 1 thỏa mãn điều kiện

N-6 = 6 + 5 65+j31,481 MVA Từ đó ta có bảng tổng k t phân bố công suất trên các nhánh đường dây như Bảng 2.7 ế

B ả ng 2.7 B ng phân b công su ả ố ất trên các nhánh đườ ng dây (2) Đường dây 1-2 N-1 N-4 N-3 6-5 N-6

Tính toán tương tự phương án 1 ta có bảng điện áp định mức các nhánh đường dây Bảng 2.8

B ả ng 2.8 B ảng điện áp đị nh m ức các nhánh đườ ng dây ) (2 Đường dây 1-2 N-1 N-4 N-3 6-5 N-6

Theo điện áp tính toán đường dây so sánh với điều kiện 70kV < mọi Ui < 170kV ta chọn điện áp truy n t i là U = 110 kV ề ả đm

2.2.2.3 Tính toán chọn k t cế ấu đường dây và tiết di n dây d n ệ ẫ

Tính toán tương tự phương án 1 ta có b ng ch n ti t diả ọ ế ện cho các dây B ng 2.9 ả

B ả ng 2.9 B ng ch n ti ả ọ ế t di ệ n dây d n (2) ẫ Đường dây 1-2 N-1 N-4 N-3 6-5 N-6

B ả ng 2.10 B ng thông s ả ố dây các nhánh đườ ng dây (2) Đường dây Chiều dài (km)

Tương tự phương án 1 ta có:

Xét đoạn 1-2 có tổn thất điện áp được tính b ng (2.5)ằ

Tương tự tính toán cho các nhánh đường dây ta có Bảng 2.11 tổng hợp tổn thất điện áp trên lưới điện

Từ Bảng 2.11 ta th y t n thất điện áp trên đường dây N-3 là l n nhấ ổ ớ ất

Với 𝑈N = 121 kV, điểm có điện áp thấp nhất của mạng điện là: 𝑈min,bt 1 6,374,63 kV – Áp d ng (2.4 lụ ),độ ệch điện áp lớn nhất:

Do đường dây mạch kép, nên trong chế độ tự động sự cố (theo tiêu chuẩn N-1) chỉ xét đến một đường dây bị mất, và sự cố chỉ xảy ra trên từng đoạn không có sự cố xảy ra cùng lúc.

Các đường dây còn lại, t n thổ ất điện áp v n giữ ẫ nguyên như chế độ bình thường

Tương tự ới các nhánh đườ v ng dây còn lại, ta có B ng 2.12 ả

B ả ng 2.12 B ng t n th ả ổ ất điệ n áp khi s ự c (2) ố Đường dây

Từ Bảng 2.12 ta th y t n thất điện áp trên đường dây N-3 là lớấ ổ n nh t vấ ới sự c ngố ừng đường dây N-3

Với U N= 121kV, điểm có điện áp thấp nhất của mạng điện là:

𝑈min,sc = 121 12,74 108,26 kV – Áp d ng (2.4 lụ ),độ ệch điện áp lớn nhất:

110 ∙ 100= −1,58% ϵ [−10% 10%; ] Phương án 2 thỏa mãn điều kiện

N-6 = 6 + 3 95+j46,011 MVATừ đó ta có bảng tổng kết phân b công suất trên các nhánh đường dây như Bảng 2.13 ố

B ả ng 2.13 B ng phân b công ả ố su ấ t trên các nhanh đườ ng dây (3) Đường dây 1-2 1-5 N-1 N-4 6-3 N-6

Tính toán tương tự các phương án trên ta bcó ảng điện áp định mức các đường dây B ng 2.14 ả

B ả ng 2.14 B ảng điện áp đị nh m ức các nhánh đườ ng dây (3) Đường dây 1-2 1-5 N-1 N-4 6-3 N-6

2.2.3.3 Tính toán ch n k t cọ ế ấu đường dây và tiết diện dây d n ẫ

Tính toán tương tự các phương án trên ta có b ng ch n tiả ọ ết diện cho các dây B ng 2.15 ả

B ả ng 2.15 B ng ch n ti ả ọ ế t di ệ n dây d n (3) ẫ Đường dây 1-2 1-5 N-1 N-4 6-3 N-6

Bảng thông s dây v a chố ừ ọn được cho các nhánh đường dây Bảng 2.16

Từ Bảng 2.17 ta th y tổn thất điện áp trên đường dây N-1-5 là l n nhấ ớ ất

Với 𝑈N = 121kV, điểm có điện áp thấp nhất của mạng điện là:

𝑈min,bt = 121 8,195 = 112,805 kV – Áp d ng (2.4 lụ ),độ ệch điện áp lớn nhất:

Cân bằng công su t 3 ấ

Các phương án dự kiến s ẽ thực hi n 5 ệ

Phương án 1

Phương án 2

Phương án 3

Phương án 4

Phương án 5

Tính toán thông s k thu t 8 ố ỹ ậ

Phương án 1

Từ đó ta có bảng tổng kết phân b công su t trên các nhánh ố ấ đường dây như Bảng 2.1

B ả ng 2.1 B ng phân b công su t trên các nhánh ả ố ấ đườ ng dây (1) Đường dây 1-2 4-1 N-4 5-3 6-5 N-6

Chọn điện áp định mức theo công thức (2.1)

P: công suất đường dây c n truy n t i (MW); ầ ề ả

L: kho ng cách c n truy n t i công su t (km); ả ầ ề ả ấ

U: điện áp định mức c a mủ ạng điện (kV);

Nếu 70kV < mọi Ui < 170kV thì ch n Uọ đm = 110kV

Công suất trên đường dây: N-4 = 105+j50,854 MVA

Công su t tác d ng truyấ ụ ền t i trên 1 mả ạch đường dây:

Chiều dài đường dây: 𝐿N−4 = 24 km Điện áp định mức tính toán của đường dây:

Tương tự các đường dây khác ta có B ng 2.2 ả

B ả ng 2.2 B ảng điện áp đị nh m ức các nhánh đườ ng dây (1) Đường dây 1-2 4-1 N-4 5-3 6-5 N-6

Ui (kV) 78,249 110,661 130,215 103,324 127,781 144,502 Theo điện áp tính toán đường dây so sánh với điều kiện 70kV < mọi Ui < 170kV ta chọn điện áp truy n t i là U = 110 kV ề ả đm

Thiết kế lưới 110kV: đường dây trên không, dây ACSR s d ng c t bê tông cử ụ ộ ốt thép Chọn ti t diệế n dây d n theo mẫ ật độ dòng kinh t , Tính chế ọn dòng điện chạy trên dây d n vẫ ới chế độ ph t i cực đại ta có công thức (2.2) ụ ả

Trong đó: n: s mố ạch đường dây, đường dây kép thì n=2 còn đường dây đơn thì n=1;

Uđm: điện áp định mức của mạng điện, kV;

Pmax, Qmax: dòng CSTD và CSPK trên đường dây, [MW, MVAr];

Từ dòng điện cực đại (Imax) ta tính ch n tiọ ết di n dây d n theo công thức tính mệ ẫ ật độ dòng kinh t , ta có công thế ức (2.3)

F kt : ti t di n kinh t c a dây d n; ế ệ ế ủ ẫ

J kt : mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm 2 ;

J kt : chọn chung cho toàn lưới điện theo Tmax và dây ACSR;

Imax: dòng điện chạy trên đường dây cho ch ph t i cế độ ụ ả ực đại

Dây ACSR theo TCVN s dử ụng cho lưới 110kV trên không b o g m là ACSR-70, ACSR-95, ả ồ ACSR-120, ACSR-150, ACSR-185, ACSR-240, ACSR-300, ACSR-330, ACSR-400 Theo yêu c u có th i gian s d ng công su t l n nh t c a ph t i là ầ ờ ử ụ ấ ớ ấ ủ ụ ả Tmax = 4800 (h), v i 3000 < ớ

Tmax 5000 ch n chung < ọ 𝐽𝑘𝑡 1,1 Tính toán với đoạn 1-2 theo (2.2) I max = √P max

→ 𝐹𝑘𝑡 = Imax /1,1 92,779 theo (2.3) → Chọn dây d n ACSR-95 ẫ

Tương tự ới các đoạ v n khác ta có b ng ch n ti t diả ọ ế ện cho các dây B ng 2.3 ả

B ả ng 2.3 B ng ch n ti ả ọ ế t di ệ n dây d n (1) ẫ Đường dây 1-2 4-1 N-4 5-3 6-5 N-6

• Kiểm tra điều kiện phát nóng c a dây ủ

Khi dòng điện chạy qua dây dẫn, hiệu ứng Joule-Lenz sinh ra nhiệt làm dây dẫn và lớp cách điện nóng lên Nhiệt độ tăng cao kéo dài sẽ làm giảm độ bền cơ học của dây dẫn hoặc làm lão hóa cách điện Để đảm bảo dây dẫn hoạt động lâu dài không bị hư hỏng, nhiệt độ của dây dẫn trong quá trình hoạt động không được vượt quá nhiệt độ dòng điện cho phép của dây.

• Kiểm tra điều kiện t n th t vổ ấ ầng quang và độ ền cơ họ b c

Chọn ti t diện dây cho đường dây đã xét đến việc lo i b t n th t v ng quang b ng cách ch n ế ạ ỏ ổ ấ ầ ằ ọ tiết diện dây F ≥ 70 𝑚𝑚 2 Đường dây trên không bao g m dãy các cồ ột điện, trên đó có các xà và dây dẫn được treo vào các xà qua các xứ cách điện Cột điện được chôn xuống đất bằng các móng v ng ch c, làm ữ ắ nhiệm vụ ỡ dây trên cao so v i mở ớ ặt đất, do đó gọi là đường dây trên không Trên c t còn có ộ thể treo dây chống sét để sét không đánh trực tiếp vào dây d n ẫ

Dây dẫn được làm b ng nhôm lõi thép (ACSR), dây v n xoằ ặ ắn nhôm lõi thép, để tăng độ bền người ta làm lõi thép trong, các s i nhôm bên ngoài ở ợ ở

• Kiểm tra điều kiện t n thổ ất điện áp trong lưới điện Để đả m b o cung cả ấp điện và chất lượng điện năng, điện áp trên lưới điện ph i luôn lả ớn hơn hoặc bằng giá trị nhất định Để đạt được các giá trị này t n thổ ất điện áp từ đầu nguồn đến mọi điểm trên lưới điện phải nhỏ hơn hoặc b ng giá trằ ị cho phép trong chế độ bình thường và sự cố Độ lệch điện áp lớn nhất tính b ng công thằ ức (2.4)

Tổn thất điện áp tính bằng công th c (2.5) ứ

Từ Bảng 2.5 ta thấ ổy t n thất điện áp trên đường dây N-6-5-3 là lớn nhất

𝑈min,bt = 121 10,521 110,479 kV – Áp d ng (2.4), lụ độ ệch điện áp lớn nhất:

Vì đường dây mạch kép nên trong chế độ ự ố s c (theo tiêu chu n N-1) ẩ chỉ xét đến đường dây bị đứt m t m ch và s c ộ ạ ự ốchỉ x y ra trên tả ừng đoạn không có s c xự ố ếp ch ng: ồ

∆𝑈N−4 𝑠𝑐 = 2 ∗ ∆𝑈N−4𝑏𝑡 = 2 3,338 6,676 kV ∗ Các đường dây còn lại, t n thổ ất điện áp v n giẫ ữ nguyên như chế độ bình thường

Tương tự với các nhánh đường dây còn lại, ta có B ng 2.6 ả

B ả ng 2.6 B ng t n th ả ổ ất điệ n áp khi s ự c ố (1) Đường dây

Từ Bảng 2.6 ta th y t n thất điện áp trên đường dây N-6-5-3 là l n nh t v i s c ng ng ấ ổ ớ ấ ớ ự ố ừ đường dây 6-5

Với U N= 121kV, điểm có điện áp th p nh t c a mấ ấ ủ ạng điện là:

𝑈min,sc = 121 14,583 106,417 kV – 13 Áp d ng (2.4)ụ , độ lệch điện áp lớn nhất:

110 ∙ 100= −3,26% ϵ [−10%;10%] Phương án 1 thỏa mãn điều kiện.

Phương án 2

B ả ng 2.7 B ng phân b công su ả ố ất trên các nhánh đườ ng dây (2) Đường dây 1-2 N-1 N-4 N-3 6-5 N-6

Tính toán tương tự phương án 1 ta có bảng điện áp định mức các nhánh đường dây Bảng 2.8

B ả ng 2.8 B ảng điện áp đị nh m ức các nhánh đườ ng dây ) (2 Đường dây 1-2 N-1 N-4 N-3 6-5 N-6

2.2.2.3 Tính toán chọn k t cế ấu đường dây và tiết di n dây d n ệ ẫ

Tính toán tương tự phương án 1 ta có b ng ch n ti t diả ọ ế ện cho các dây B ng 2.9 ả

B ả ng 2.9 B ng ch n ti ả ọ ế t di ệ n dây d n (2) ẫ Đường dây 1-2 N-1 N-4 N-3 6-5 N-6

B ả ng 2.10 B ng thông s ả ố dây các nhánh đườ ng dây (2) Đường dây Chiều dài (km)

Xét đoạn 1-2 có tổn thất điện áp được tính b ng (2.5)ằ

Tương tự tính toán cho các nhánh đường dây ta có Bảng 2.11 tổng hợp tổn thất điện áp trên lưới điện

Với 𝑈N = 121 kV, điểm có điện áp thấp nhất của mạng điện là: 𝑈min,bt 1 6,374,63 kV – Áp d ng (2.4 lụ ),độ ệch điện áp lớn nhất:

Vì đường dây mạch kép nên trong chế độ ự ố s c (theo tiêu chu n N-1) chẩ ỉ xét đến đường dây bị t m t m ch và s cđứ ộ ạ ự ố chỉ x y ra trên tả ừng đoạn không có s c xự ố ếp ch ng: ồ

Từ Bảng 2.12 ta th y t n thất điện áp trên đường dây N-3 là lớấ ổ n nh t vấ ới sự c ngố ừng đường dây N-3

Với U N= 121kV, điểm có điện áp thấp nhất của mạng điện là:

110 ∙ 100= −1,58% ϵ [−10% 10%; ] Phương án 2 thỏa mãn điều kiện.

Phương án 3

N-6 = 6 + 3 95+j46,011 MVATừ đó ta có bảng tổng kết phân b công suất trên các nhánh đường dây như Bảng 2.13 ố

B ả ng 2.13 B ng phân b công ả ố su ấ t trên các nhanh đườ ng dây (3) Đường dây 1-2 1-5 N-1 N-4 6-3 N-6

Tính toán tương tự các phương án trên ta bcó ảng điện áp định mức các đường dây B ng 2.14 ả

B ả ng 2.14 B ảng điện áp đị nh m ức các nhánh đườ ng dây (3) Đường dây 1-2 1-5 N-1 N-4 6-3 N-6

B ả ng 2.15 B ng ch n ti ả ọ ế t di ệ n dây d n (3) ẫ Đường dây 1-2 1-5 N-1 N-4 6-3 N-6

Bảng thông s dây v a chố ừ ọn được cho các nhánh đường dây Bảng 2.16

Từ Bảng 2.17 ta th y tổn thất điện áp trên đường dây N-1-5 là l n nhấ ớ ất

Do đường dây mạch kép nên trong chế độ dự phòng s c (theo tiêu chuẩn N-1) chỉ xét đến đường dây bị đứt một mạch và sự cố chỉ xảy ra trên từng đoạn không có sự cố xếp chồng.

B ả ng 2.18 B ng t n th ả ổ ất điệ n áp khi s ự c ố (3) Đường dây Chiều dài

Từ Bảng 2.18 ta th y tổn thất điện áp trên đường dây N-1-5 là lớn nh t vấ ấ ới s c ng ng ự ố ừ đường dây N-1

Với U = 121 kVN , điểm có điện áp th p nh t c a mấ ấ ủ ạng điện là:

Phương án 4

B ả ng 2.19 B ng phân b công su ả ố ất trên các nhánh đườ ng dây (4) Đường dây 4-1 N-4 6-3 N-6 2-5 N-2

Tính toán tương tự các phương án trên ta có bảng điện áp định mức các đường dây Bảng 2.20

B ả ng 2.20 B ảng điện áp đị nh m ức các nhánh đườ ng dây (4) Đường dây 4-1 N-4 6-3 N-6 2-5 N-2

B ả ng 2.21 B ng ch n ti ả ọ ế t di ệ n dây d n (4) ẫ Đường dây 4-1 N-4 6-3 N-6 2-5 N-2

2.2.4.4 Ki m tra ể các điều kiện k thu t ỹ ậ

Tương tự tính toán cho các nhánh đường dây ta cóBảng 2.23 tổng hợp tổn thất điện áp trên lưới điện là

Từ Bảng 2.23 ta th y t n thất điện áp trên đường dây N-2-5 là lớn nh t ấ ổ ấ

Vì đường dây mạch kép nên trong chế độ ự ố s c (theo tiêu chu n N-1) chẩ ỉ xét đến đường dây bị t m t m ch và s cđứ ộ ạ ự ố chỉ x y ra trên tả ừng đoạn không có s c xự ố ếp ch ng: ồ

∆𝑈4-1 𝑠𝑐 = 2 ∗ ∆𝑈4-1𝑏𝑡 = 2 2,228 4,456 kV ∗ Các đường dây còn lại, t n thổ ất điện áp v n giẫ ữ nguyên như chế độ bình thường

Từ Bảng 2.24 ta th y tổn thất điện áp trên đường dây N-2-5 là lớn nh t vấ ấ ới s c ng ng ự ố ừ đường dây N-2

Với U = 121 kVN , điểm có điện áp th p nh t c a mấ ấ ủ ạng điện là:

Phương án 5

H  nh 2.5 Phương án 5 2.2.5.1 Tính phân b công su t trên các nhánh ố ấ đường dây

Xét mạch vòng 6-5-2, giả thi t các ế đường dây c a mủ ạch vòng cùng ti t di n ế ệ

Do 6−5> 𝑝𝑡 5 và 6−2< 𝑝𝑡 2nên chiều dòng công suất đi theo chiều từ 5 đến 2, từ đó suy ra điểm 2 là điểm phân công suất

Từ đó ta có bảng tổng k t phân bố công suất trên các nhánh đường dây như Bảng 2.25ế

B ả ng 2.25 B ng phân b công ả ố su ấ t trên các nhánh đườ ng dây (5) Đường dây Chiều dài

Tính toán tương tự các trường h p trên ta có bợ ảng điện áp định mức các đường dây Bảng 2.26

B ả ng 2.26 B ảng điện áp đị nh m ức các nhánh đườ ng dây (5) Đường dây Chiều dài

Theo B ng 2.26 ả điện áp tính toán h u h t các ầ ế đường dây thỏa mãn với điều kiện 70kV < Ui< 170kV ta chọn điện áp truyền tải là U = 110 kV đm

Tính toán v i mớ ạch vòng 6-5-2:

Trong ch bình ế độ thường:

Sự c ngố ừng đường dây 6-5:

Sự c ngố ừng đường dây 6-2:

Các đường dây kép tính toán tương tự các phương án trên ta có bảng chọn tiết diện cho các dây B ng 2.27 ả

B ả ng 2.27 B ng ch n ti ả ọ ế t di ệ n dây d n (5) ẫ Đường dây

F kt (mm 2 ) Chọn dây I cp

N-6 72,917+j35,315 212,619 425,238 193,290 ACSR-185 508 Bảng thông s dây vố ừa chọn được cho các nhánh đường dây Bảng 2.28

Tương tự tính toán cho các nhánh đường dây ta cóBảng 2.29 tổng hợp tổn thất điện áp trên lưới điện là:

B ả ng 2.29 B ng t n th ả ổ ất điện áp các nhánh đườ ng dây (5) Đường dây Chiều dài (km)

𝑈min,bt = 121 5,06 115,94 kV – Áp d ng (2.4 lụ ),độ ệch điện áp lớn nhất:

Trong trường hợp xảy ra sự cố nghiêm trọng trên đường dây 6-2, theo tiêu chuẩn N-1, việc sẽ chuyển sang vận hành trên đường dây 6-5 và các đường dây khác được phân bố công suất lại, đảm bảo sự ổn định của hệ thống.

110 = 13,728 𝑘𝑉 Khi ng ng làm viừ ệc đường dây 6-5:

Ta th y s c nghiêm tr ng nhấ ự ố ọ ất trên đường dây 5-2 (theo tiêu chu n N-ẩ 1) là đường dây 6-2 ngừng làm vi c, khi : ệ đó

Sự c nghiêm tr ng nhố ọ ất trên đường dây 6-5 (theo tiêu chu n N-ẩ 1) là đường dây 6-2 ngừng làm việc, khi đó phân bố ại công suất trên các đường dây như sau: l

110 = 12 034, 𝑘𝑉 Khi ng ng làm viừ ệc đường dây 6-2:

∆U 𝑁−2,𝑠𝑐 = ∆U 𝑁−6,𝑏𝑡 + ∆U 6−5−2,𝑠𝑐 = 2,803 12+ ,034 14= ,837 𝑘𝑉 Khi ng ng m t mừ ộ ạch đường dây N-6:

∆U 𝑁−2, 𝑠𝑐 = ∆U 𝑁−6, 𝑠𝑐 + ∆U 6−5−2,𝑏𝑡 = 5,606+ 2,257= 7,863𝑘𝑉 Trong chế độ ự ố chỉ s c xét đến đường dây bị t m t mđứ ộ ạch và sự cố chỉ ả x y ra trên từng đoạn không có s c xự ố ếp ch ng ồ

Ta có t n ổ thất điện áp các nhánh đường dây kép khi s c B ng 2.30 ự ố ả

B ả ng 2.30 B ng t n th ả ổ ất điệ n áp khi s ự c ố (5) Đường dây Chiều dài

Trong chế độ sau s c , t n thự ố ổ ất điện áp l n nh t là ớ ấ 16,531𝑘𝑉 khi ng ng làm viừ ệc đường dây 6-5

Với U 121 kN= V, điểm có điện áp th p nh t c a mấ ấ ủ ạng điện là:

𝑈min,bt = 121 16,531 104,469 kV – Áp d ng (2.4 lụ ),độ ệch điện áp lớn nhất:

110 ∙ 100= −5,03% ϵ [−10%;10%] Phương án 5 thỏa mãn điều kiện

Tính toán kinh t 27 ế

Phương án 2

Từ Bảng 2.9 và B ng 2.34 ta xây dựng được chi phí tính toán vòng đờ ủa phương án 2 và ả i c nhận được kết quả trong Bảng 2.35

B ả ng 2.35 Chi phí tính toán vòng đờ i c ủa phương án 2 (10 6 VND) Đường dây Loại dây LCC 0

1-2 ACSR-95 4245 53, + 0,0998∗ 𝐼 𝑚𝑎𝑥 2 102,057 32 169120,32 N-1 ACSR-185 4686 52, + 0,0508∗ 𝐼 𝑚𝑎𝑥 2 218,693 33,94 241520,87 N-4 ACSR-70 4122,2 + 0,14∗ 𝐼 𝑚𝑎𝑥 2 87,478 24 124644,87 N-3 ACSR-185 4686 52, + 0,0508∗ 𝐼 𝑚𝑎𝑥 2 189,534 60,93 396740,54 6-5 ACSR-95 4245 53, + 0,0998∗ 𝐼 𝑚𝑎𝑥 2 102,057 32 169120,32 N-6 ACSR-185 4686 52, + 0,0508∗ 𝐼 𝑚𝑎𝑥 2 189,534 24 156273,97

∆𝐴 𝑁−1 = 3m * 𝐼 𝑚𝑎𝑥 2 *𝑟0,𝜃*𝜏= 3*2*218,693 *0,1717*2646,75= 130,41 (MW) (theo (2.7)(2.8)) 2 Tương tự ới các đườ v ng dây còn lại ta có B ng 2.36 ả

B ả ng 2.36 T n th ổ ất điệ n năng và chi phí đườ ng dây phương án 2 Đường dây Loại dây I max

Phương án 3

Từ Bảng 2.15 và B ng 2.34 ta xây dựng được chi phí tính toán vòng đờ ủa phương án ả i c 3 và nhận được kết quả trong Bảng 2.37

B ả ng 2.37 Chi phí tính toán vòng đờ i c ủa phương án 3 (10 VND) 6 Đường dây Loại dây LCC 0

1-2 ACSR-95 4245 53, + 0,0998∗ 𝐼 𝑚𝑎𝑥 2 102,057 32 169120,32 1-5 ACSR-95 4245 53, + 0,0998∗ 𝐼 𝑚𝑎𝑥 2 102,057 40 211399,59 N-1 ACSR-300 5250 85, + 0,033∗ 𝐼 𝑚𝑎𝑥 2 320,750 33,94 293442,14 N-4 ACSR-70 4122,2 + 0,14∗ 𝐼 𝑚𝑎𝑥 2 87,478 24 124644,87 6-3 ACSR-185 4686 52, + 0,0508∗ 𝐼 𝑚𝑎𝑥 2 189,534 40 260456,61 N-6 ACSR-240 4955,6 + 0,041∗ 𝐼 𝑚𝑎𝑥 2 277,012 24 194442,28

∆𝐴 𝑁−1 = 3m * 𝐼 𝑚𝑎𝑥 2 *𝑟0,𝜃*𝜏= 3*2*320,75 *0,1121*2646,75= 183,15 (MW) (theo 2 (2.7)(2.8)) Tương tự ới các đườ v ng dây còn lại ta có B ng 2.38 ả

B ả ng 2.38 T n th ổ ất điệ n năng và chi phí đường dây phương án 3 Đường dây Loại dây I max

Phương án 4

Từ Bảng 2.21 và B ng 2.34 ta xây dựng được chi phí tính toán vòng đờ ủa phương án ả i c 4 và nhận được kết quả trong Bảng 2.39

B ả ng 2.39 Chi phí tính toán vòng đờ i c ủa phương án 4 (10 VN) 6 Đường dây Loại dây LCC 0

4-1 ACSR-95 4245 53, + 0,0998∗ 𝐼 𝑚𝑎𝑥 2 116,637 24 134477,48 N-4 ACSR-185 4686 52, + 0,0508∗ 𝐼 𝑚𝑎𝑥 2 204,114 24 163271,43 6-3 ACSR-185 4686 52, + 0,0508∗ 𝐼 𝑚𝑎𝑥 2 189,534 40 260456,61 N-6 ACSR-240 4955,6 + 0,041∗ 𝐼 𝑚𝑎𝑥 2 277,012 24 194442,28 2-5 ACSR-95 4245 53, + 0,0998∗ 𝐼 𝑚𝑎𝑥 2 102,056 24 126839,75 N-2 ACSR-185 4686 52, + 0,0508∗ 𝐼 𝑚𝑎𝑥 2 204,114 60,93 414505,34

Tương tự các phương án trên ta có Bảng 2.40

B ả ng 2.40 T n th ổ ất điện năng và chi phí đường dây phương án 4 Đường dây Loại dây I max

T ổng k ết các phương án

Ta có B ng 2.41 t ng k t các thông s tính toán cả ổ ế ố ủa các phương án dùng để so sánh kinh t ế

B ả ng 2.41 B ng thông s ả ố tính toán các phương án so sánh kinh tế

Các tiêu chí Các phương án

Ta thấy phương án 3 có vốn đầu tư nhỏ nhất, tuy nhiên ta chọn phương án 2 làm phương án thiết kế do có t n thổ ất điện năng thấ hơn đáng kểp và thấp nhất trong khi vốn đầu tư lớn hơn phương án 3 không nhiều, ngoài ra phương án 2 có ổ t n th t chấ ế độ bình thường thỏa mãn điều kiện và t n th t sự c là nh nhổ ấ ố ỏ ất

CHƯƠNG 3 CHỌN S LƯỢNG VÀ CÔNG SU T MÁY BI N ÁP TRONG TR M Ố Ấ Ế Ạ

GIẢM ÁP SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TI T C A MẾ Ủ ẠNG ĐIỆN

3.1 Chọn máy biến áp (ch n công suọ ất máy biến áp h áp) ạ

Số lượng máy bi n áp (MBA) các tr m biế ở ạ ến áp phụ t i ph thu c vào lo i ph t i Do t t c ả ụ ộ ạ ụ ả ấ ả các ph tụ ải đều là hộ loại I nên ta chọn hai máy bi n áp v n hành song song Khi ch n máy ế ậ ọ biến áp cần xét đến khảnăng quá tả ủi c a máy biến áp còn lại ở ch sau s cế độ ự ố Điều kiện v n hành song song hai máy bi n áp: ậ ế

- Các máy biến áp ph i cùng tả ổ đấu dây;

- Các máy ph i cùng t s biả ỷ ố ến ho c chênh nhau không quá 0,5%; ặ

- Điện áp ng n mạch Uk chênh nhau không quá 10%; ắ

- Các máy biến áp hoàn toàn đồng pha

Nếu tr m có n MBA thì công su t c a 1 máy ph i th a mãn công thạ ấ ủ ả ỏ ức (3.1)

Sdm : công suất định mức của MBA;

𝑆 𝑚𝑎𝑥 : công su t ph tấ ụ ải ở chế độ ực đại; c

K: h s quá t i K=1,4; ệ ố ả n: s MBA làm viố ệc song song trong trạm, n=2

Chú ý: Các cu n dây c a máy biộ ủ ến áp ba cuộn dây được ch n có cùng công su t K t qu ọ ấ ế ả tính toán chọn công suất máy biến áp t i các ạ nút được cho trong B ng 3.1 B ng 3.2 ả ả

B ả ng 3.1 B ng s ả ố li ệ u k thu t MBA 3 cu n dây ỹ ậ ộ

B ả ng 3.2 B ng s ả ố li ệ u MBA 2 cu n dây ộ

3.2 Chọn sơ đồ ối điệ n n chính

Do h u h t là ph t i lo i I nên chúng ta c n s dầ ế ụ ả ạ ầ ử ụng sơ đồ ối điện có 2 thanh góp (H nh 3.1 n ì ) để đả m b o cung cả ấp điện

H  nh 3.1 Hình thanh góp tr ạ m ngu n ồ

Sơ đồ gồm 2 thanh góp TG1 và TG2 có nhi m v d ệ ụ ựtrữ cho nhau và được nối thông qua máy cắt liên l c MCLL ạ

Máy cắt liên lạc là thiết bị đóng cắt nối liền hai thanh góp hoạt động song song trong sơ đồ hai thanh góp hoặc sơ đồ hai thanh góp có thanh góp vòng.

Khi máy cắt liên lạc đóng, cả hai thanh góp đều mang điện Để cô lập một thanh góp khi cần sửa chữa, ta phải chuyển nguồn cấp vào thanh góp đó sang thanh góp còn lại bằng cách thao tác các dao cách ly Bước này nhằm tách thanh góp cần sửa chữa ra khỏi lưới điện trước khi tiến hành cắt.

MC liên lạc và mở dao cách ly của máy c t ở hai đầu, tách thanh cái ra nắ ối đất thanh cái và tiến hành sửa chữa.

Dao cách ly dùng để đóng cắt mạch điện khi không có đòng điện hay r t nh ( nhiấ ỏ ều lần so với dòng định mức) mục đích chính là để tạo khoảng cách an toàn nhìn thấy được và thường đứng trước máy cắt trong sơ đồ ới điệ lư n

3.2.2 Trạm biến áp trung gian

Sử dụng thanh góp có phân đoạn trung gian (H nh 3.2ì ):

- Máy cắt phân đoạn thường có thể đóng hay mở;

- Khi s a ch a hay s cử ữ ự ố 1 phân đoạn thanh góp, các ngu n cung cồ ấp và đường dây nối với phân đoạn đó phải ng ng làm viừ ệc;

- Dùng r ng rãi cho các máy bi n áp có s mộ ế ố ạch ít

H  nh 3.2 Hnh thanh góp có phân đoạ n trung gian

Với lưới điện này, toàn bộ các phụ tải là ph t i lo i I, tr m biụ ả ạ ạ ến có 2 nguáp ồn đến và mỗi trạm có 2 máy bi n áp nên ta s dế ử ụng sơ đồ ầ c u nhằm đảm b o viả ệc cung cấp điện liên t c, tin ụ cậy và giá thành rẻ hơn.

Với lưới này ta s dử ụng sơ đồ ầ c u ngoài có sơ đồ trong Hình 3.3 (MC đặt phía MBA):

- Khi s a ch a s c ử ữ ự ố MBA đường dây v n làm viẫ ệc bình thường;

- Khi s a ch a hay x y ra s cử ữ ả ự ố 1 đường dây, m t MBA t m th i mộ ạ ờ ất điện Sau đó có thể dùng DCL đường dây để tách rời đường dây sự c và khôi phục s làm viố ự ệc bình thường của MBA;

- Thích h p cho tr m biợ ạ ến áp thường xuyên phải đóng cắt và chiều dài đường dây ngắn

H  nh 3.3 Hình sơ đồ ầ c u ngoài

3.3 Sơ đồ ối điệ n n chi tiết của lưới điện

H  nh 3.4 Hnh sơ đồ đấ u n ố i c ủa lưới điệ n

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SU T TRONG MẤ ẠNG ĐIỆN 4.1 Mục đích và phương pháp tính toán

Mục đích tính toán các ch xác lế độ ập:

• Xác định các dòng công suất trong mạng điện;

• Xác định t n ổ thất công suất, t n th t ổ ấ điện năng;

• Xác định điện áp tại các nút, t ừ đó điều ch nh điệỉ n áp cho các phụ ả t i;

• Xác định công suất ngu n ồ điện c n cung c p; ầ ấ

• Xác định các chỉ tiêu kinh t k thu t c a mế − ỹ ậ ủ ạng điện thi t k ế ế

Giải h ệ phương trình trào lưu công su t b ng ấ ằ phương pháp Newton Rapshon g m ồ cácbước: Bước 0: Bắt u m đầ đế chỉ ố bướ s c lặp (r = 0), xác định các dữ liệ điệu n và dáp ữ liệu công suất đã biết C ụthể:

• Điện pháp ức c a nút ủ cân b ng; ằ

• Công suất tác d ng t i ụ ạcác nút PV và PQ;

• Mô-đun điện áp t i các nút PV; ạ

• Công suất ph n kháng t i ả ạcác nút PQ

Bước 1: Xây dựng ma tr n t ng d n nút Y ậ ổ ẫ bus

Bước 2:Lựa ch n x p xọ ấ ỉ đầu c a mô-ủ dun điện áp 𝑈 𝑖 (0) (các nút PQ) và góc pha điện áp 𝛿 𝑖 (0) (các nút PV và PQ)

Bước 3: Tính toán các độ ệ lch công su t tác dụng nút ấ ∆Pi (các nút PV và PQ) và lđộ ệch công suất ph n kháng nút ả ∆Qi (các nút PQ)

Bước 4: Kiểm tra điều kiện h i t N u ộ ụ ế điều kiện hội t th a mãn thì thu t toán dừng N u ụ ỏ ậ ế không thì chuyển sang bước 5

Bước 5: Tính toán các ph n t c a ma tr n Jacobi tầ ử ủ ậ ại bướ ặp thc l ứ r

Bước 6: Giải h ệ phương trình tuy n tính ế

∆𝐔/𝐔] (𝒓) Các ph n t c a ầ ử ủ ma trận Jacobi đượ định nghĩa như sau: c

Bước 7: Cập nh t ậ các x p x mấ ỉ ới

∆𝐔] (𝒓) Bước 8: Cập nh t ậ chỉ s ố bướ ặp r r+1 và quay lại Bước 3 c l

4.2 Giới thiệu phần m m tính toán ề

Phần mềm mô phỏng hệ thống điện PowerWorld hỗ trợ đắc lực trong việc phân tích các bài toán vận hành và điều khiển hệ thống điện Giao diện thân thiện và trực quan của phần mềm giúp người dùng dễ dàng thao tác và tương tác.

Phần mềm kh có ả năng phân tích, tính toán và thể hiện chiều dòng công suất trên các sơ đồ đơn tuyến c a các hủ ệ thống điệ ớn lên đến l n 60.000 nút Phần mềm cho phép ta đóng cắt dễ dàng các đường dây, máy phát, t bù, t v.v ụ ải, khi đang vận hành hệ thống điện

Một s bài ố toán được ph n mầ ềm h ỗtrợ phân tích:

• Bài toán phân b công su t trong h ố ấ ệthống điện;

• Bài toán kh o sát và v n ả ậ hành đường dây tải điện trên không trong h ệthống điện;

• Bài toán tính toán ng n mắ ạch trong h thốệ ng điện;

• Bài toán điều khi n t n s trong hể ầ ố ệ thống điện;

• Bài toán điều khi n ể điện trong háp ệ thống điện

4.3 Chế độ phụ ả ực đạ t i c i

4.3.1 Dữ liệu của lưới điện

Các d ữliệu được cho trong h ệ đơn vị tương đối với Scb 0 MVA và Ucb 0 kV Dữ u liệ nút và d ữliệu nhánh đường dây l n ầ lượt được cho trong B ng 4.1, B ng 4.2 ả ả

B ả ng 4.1 B ng d ả ữ li ệ u nút ở ch ế độ ph t i c ụ ả ực đạ i

Số thứ t ự nút Tên nút Loại nút U

• Pti : Nút ng v i ph t i th cứ ớ ụ ả ứi ở ấp điện áp 110kV;

• Pti-t: Nút ng v i ph t i th I phía trung áp trong máy bi n áp 3 cu n dây (cứ ớ ụ ả ứ ở ế ộ ấp điện áp 35kV );

• Pti-h: Nút ng v i ph t i th I phía h áp trong máy biứ ớ ụ ả ứ ở ạ ến áp 3 cu n dây và 2 cu n ộ ộ dây

B ả ng 4.2 B ng thông s tính toán ả ố nhánh đườ ng dây (pu) Đường dây

Theo bài ta th y ph t i 1, 3 sđề ấ ụ ả ử d ng MBA 3 cu n dây và ph t i 2, 4, 5, 6 s d ng MBA 2 ụ ộ ụ ả ử ụ cuộn dây Thông s MBA trong B ng 4.3, B ng 4.4 ố ả ả

B ả ng 4.3 B ng thông s tính toán MBA 2 cu n dây (pu) ả ố ộ

4.3.2 Kết quả trào lưu công suất

Sơ đồ mô phỏng chế độ phụ tải cực đại trong H nh 4.1 ì

H  nh 4.1 Hnh sơ đồ mô ph ỏ ng ch ế độ ph ụ t ả i c ực đạ i

Mô-đun điện áp và góc pha điện áp ở cácnút được trình bày trong B ng 4.5 ả

B ả ng 4.5 B ảng điệ n áp nút ch ế độ ph t i c ụ ả ực đạ i

Số thứ t ựnút Tên nút U đm

Công suất truy n t i và t n ề ả ổ thất công suất qua các máy biến áp được trình bày trong B ng 4.6 ả

B ả ng 4.6 B ng công su t t ả ấ ạ i v ị trí đầ u nhánh và t ổ n th t công su t trên các nhánh ấ ấ

Công suất truy n t i và t n ề ả ổ thất công suất qua các máy biến áp được trình bày trong B ng 4.7ả

B ả ng 4.7 B ng công su t phía cao áp và t ả ấ ổ n th t công su t qua máy bi ấ ấ ế n áp

4.3.3 Chọn nấp phân áp cho máy biến áp

Với chế độ ph t i cụ ả ực đại, độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp đặt lên phụ tải th a mãn: ỏ

- Xét máy biến áp hai cu n dây ph t 4 ộ ở ụ ải Điện áp quy đổi v phía cao áp : ề 𝑈 𝑞 = 22 99, ∗ 115 23 = 114 925, 𝑘𝑉 Điện yêu cáp ầu thanh góp h áp:𝑈ạ 𝑦𝑐 =𝑈 𝑑𝑚 +𝛿𝑈%∗ 𝑈 𝑑𝑚 " 5% 22+ ∗ #,1𝑘𝑉

100 ) 23 Suy ra n= -0,28 nên ch n n= 0 ọ Điện áp tiêu chu n : ẩ 𝑈 𝑡𝑐 = 115∗(1 + 0∗1,78

100 ) = 115𝑘𝑉 Điện áp thực phía h áp : ạ 𝑈 𝑡 = 𝑈 𝑞

Tính toán tương ự t cho các máy biến hai áp cuộn dây ta có B ng 4.8 ả

B ả ng 4.8 B ng n c phân áp c a máy bi n áp 2 cu n dây ả ấ ủ ế ộ

- Xét máy biến áp ba cuộn dây ph t i 1 ở ụ ả Điện áp h áp quy v phía cao áp : 𝑈ạ ề 𝐻𝑞 = 20 61, ∗ 115 23 = 103 05, 𝑘𝑉 Điện yêu cáp ầu thanh góp h áp: 𝑈ạ 𝐻𝑦𝑐 =𝑈 𝑑𝑚 +𝛿𝑈%∗ 𝑈 𝑑𝑚 = 22 5% 22 23+ ∗ = ,1𝑘𝑉

Vậy chọn n c phân ấ áp cho cu n h trong MBA ba ộ ạ cuộn dây ph t i 1 là n = -6 ở ụ ả 1 Điện áp tiêu chu n : ẩ 𝑈 𝐶𝑡𝑐 = 115∗(1 + (−6 ) ∗1, 100 78 ) 2 72𝑘𝑉 , Điện áp thực phía h áp : ạ 𝑈 𝐻𝑡 = 𝑈 𝐻𝑞

Tiếp theo, điện trung áp quy v phía áp ề cao áp: 𝑈 𝑇𝑞 = 33 712, ∗ 115 38,5 = 100 70, 𝑘𝑉 Điện yêu cáp ầu thanh góp trung áp:𝑈 𝑇𝑦𝑐 =𝑈 𝑑𝑚 +𝛿𝑈%𝑈 𝑑𝑚 = 35 5% 35 36 75+ ∗ = , 𝑘𝑉

Vậy chọn n c phân áp cho ấ cuộn trung trong MBA ba cuộn dây ph t i 1 là 2 = -1 ở ụ ả n Điện áp tiêu chu n : ẩ 𝑈 𝑇𝑡𝑐 = 38,5∗(1 + (−1)∗2,5 100 ) 7 54𝑘𝑉 , Điện áp thực phía trung áp : 𝑈 𝑇𝑡 = 𝑈 𝑇𝑞

Tính tương tự ta có Bảng 4.9

Công suất truy n t i và t n ề ả ổ thất công suất qua máy bi n áp ế được trình bày trong B ng 4.16 ả

• Công suấ ủt c a ngu n là: ồ SN = 119,582+j57,416 (MVA), t suy cos = ừ đó ra φ

0,90> 0,85 V y ậ hệ s công su t yêu c u c a nguố ấ ầ ủ ồn điện đạt yêu c u trong ầ chế độ ph t i cực tiểu ụ ả

• Tổng t n th t công su t c a lưới ổ ấ ấ ủ điện là: S = 2,06+ ,54 (MVA).j0

4.4.3 Chọn nấc phân áp cho máy biến áp

Tính toán b ng tay ch n n c phân áp ằ ọ ấ

Tính toán tương ự như t trong chế độ ph t i c c ụ ả ự đại, n c phân c a ấ áp ủ các máy biến ápđược trình bày trong B ng 4.17, B ng 4.18 ả ả

B ả ng 4.17 B ng n c phân áp MBA 2 cu n dây ả ấ ộ

Hạ áp Trung áp Hạ áp Trung áp

Tự ng độ chọn n c phân áp b ng ph n m m PowerWorld ấ ằ ầ ề

Bảng 4.19, B ng 4.20ả trình bày k t ế quả chọn n c phân ấ áp c a máy ủ biến áp bằng phần mềm PowerWorld

B ả ng 4.19 Ch ọ n n c phân áp c a MBA2 cu n dây b ng ph n m m PowerWorld ấ ủ ộ ằ ầ ề

B ả ng 4.20 Ch ọ n n c phân áp c a MBA 3 cu n dây b ng ph n m m PowerWorld ấ ủ ộ ằ ầ ề

Hạ áp Trung áp Hạ áp Trung áp n -3 -1 -3 0

Xét lần lượt các sự c ngừng mộố t m ch ạ đường dây N PT4, N PT6, N PT1 và N PT3 – – – — Các thông s trong ố chế độ sau s c giự ố ống với ch ph t i cế độ ụ ả ực đại.

4.5.1 Sự cố ngừng m t mộ ạch đường dây N-PT4

Sơ đồ mô ph ng lưới điệỏ n ch sau sự c ngừng một m ch ế độ ố ạ đường dây N PT4 trên ph n – ầ mềm PowerWorld như ình 4.3 H

Sự c này ố chỉ gây nh ả hưởng n ph t i 4 Các nhánh ph t i khác đế ụ ả ụ ả tương ự như t ch ế độ phụ tải c c ự đại. Điện áp các nút, công su t truy n t i và t n ấ ề ả ổ thất công su t ấ được trình bày l n ầ lượt trong Bảng 4.21, B ng 4.22, B ng 4.23 ả ả

Tổng tổn th t công su t: ấ ấ S = 7,94+j34,00 (MVA)

Công suấ ủt c a ngu n là: N = 242,936 + j147,816 (MVA), t ồ S ừ đó suy ra cos = 0,854 > 0,85 φ

H  nh 4.3 Hnh sơ đồ s ự c ố ng ừ ng m ộ t m ạch đườ ng dây N- PT4

B ả ng 4.21 B ảng điệ n áp các nút ch ế độ sau s ự c ố ng ừ ng m ột đườ ng dây N- PT4

B ả ng 4.22 B ng công su t t ả ấ ại đầ u nhánh và t ổ n th t công su ấ ất đườ ng dây N-PT4

B ả ng 4.23 B ng công su t phía cao áp và t ả ấ ổ n th ấ t công su t qua máy bi ấ ế n áp

Chọn n c phân khi tính toán b ng tay và s d ng ph n mấ áp ằ ử ụ ầ ềm PowerWorld được trình bày trong B ng 4.24 ả

B ả ng 4.24 N c phân áp c a MBA PT4 ấ ủ

Thông s tính toán ố Tính toán b ng tay ằ Sử dụng PowerWorld

4.5.2 Ngừng một mạch đường dây N-PT6

Sơ đồ mô ph ng lưới điệỏ n ch sau sự c ngừng một mạế độ ố ch đường dây N – PT6 trên ph n ầ mềm PowerWorld như ình 4.4 H

Sự c này ố chỉ gây nh ả hưởng n ph t i 6 và ph t i 5 Các nhánh ph t i còn lđế ụ ả ụ ả ụ ả ại tương ự t như ch ph t i cực ế độ ụ ả đại. Điện áp các nút, công su t truy n t i và t n ấ ề ả ổ thất công su t trình bày lầấ n lượt trong B ng 4.25, ả Bảng 4.26, B ng 4.27ả

Tổng t n thấổ t công su t: ấ S = 8,32+j36,08(MVA)

Công suấ ủt c a ngu n là: ồ SN = 243,321+j149,891(MVA) từ đó suy ra cosφ = 0,851 > 0,85

H  nh 4.4 Hnh sơ đồ s ự c ố ng ừ ng m ộ t m ạch đườ ng dây N- PT 6

B ả ng 4.25 B ng ả điệ n áp các nút ch ế độ sau s ự c ố ng ng m ột đườ ng dây N- ừ PT6

B ả ng 4.26 B ng công su t t ả ấ ại đầ u nhánh và t ổ n th ấ t công su ất trên đườ ng dây

Chọn n c phân khi tính toán b ng tay và sấ áp ằ ử dụng ph n mầ ềm PowerWorld được trình bày trong B ng 4.28 ả

Tính toán b ng tay ằ Sử dụng PowerWorld

4.5.3 Ngừng m t mộ ạch đường dây N-PT1

Sự c này ố chỉ gây nh ả hưởng n ph t i 1 và ph t i 2 Các nhánh ph t i còn lđế ụ ả ụ ả ụ ả ại tương tự như ch phụ t i cực ế độ ả đại.

51 Điện áp các nút, công su t truy n t i và t n ấ ề ả ổ thất công su t ấ được trình bày l n ầ lượt trong Bảng 4.29 B ng 4.30 B ng 4.32ả ả

Tổng t n thấổ t công su t: ấ S = 9,52+j40,97 (MVA)

Công suấ ủt c a ngu n là: ồ SN = 244,520+j154,784 (MVA ).

H  nh 4.5 Hình sơ đồ ự ố ng ừ s c ng m t m ộ ạch đườ ng dây N- PT1

B ả ng 4.29 B ng ả đ i ệ n áp các nút ch ế độ sau s ự c ố ng ng m ừ ột đườ ng dây N- PT1

B ả ng 4.30 B ng công su t t ả ấ ại đầ u nhánh và t ổ n th t công su ấ ất trên đườ ng dây

Chọn n c phân khi tính toán b ng tay và sấ áp ằ ử dụng ph n mầ ềm PowerWorld được trình bày trong B ng 4.32, B ng 4.33 ả ả

B ả ng 4.32 B ng ch n n c phân áp c a MBA 3 cu n dây ả ọ ấ ủ ộ

Tính toán b ng tay ằ Sử d ng ph n mụ ầ ềm

Hạ áp Trung áp Hạ áp Trung áp n -9 -1 -8 -1

Tính toán b ng tay ằ Sử ụ d ng phần mềm

Sự c này ố chỉ gây nh ả hưởng n ph t i 3 Các nhánh ph t i còn lđế ụ ả ụ ả ại tương tự như chế độ phụ tải c c ự đại. Điện áp các nút, công su t truy n t i và t n ấ ề ả ổ thất công su t ấ được trình bày l n ầ lượt trong Bảng 4.34, B ng 4.35, B ng 4.36 ả ả

Tổng tổn th t công su t: ấ ấ S = 11,03+j47,58(MVA)

Công suấ ủt c a ngu n là: ồ SN= 246,030+ 61,368 (MVA) j1

B ả ng 4.34 B ng ả đ ệ i n áp các nút ch ế độ sau s c ự ố ng ừ ng m ột đườ ng dây N- PT3

Tính toán b ng tay ằ Sử dụng ph n mầ ềm

Hạ áp Trung áp Hạ áp Trung áp n -9 1 -9 0

CHƯƠNG 5 CÁC CHỈ TIÊU KINH T - K THU T T NG HẾ Ỹ Ậ Ổ ỢP

5.1 Các chỉ tiêu kinh t - k thu t tế ỹ ậ ổng hợp

Vốn đầu tư của trạm biến áp có 2 máy bi n áp ế được cho trong B ng 5.1 ả

B ả ng 5.1 B ng v ả ốn đầu tư trạ m có 2 MBA

TBA 110/35/22 kV TBA 110/22 kV TBA 110/35 kV

Vốn đầu tư (tỷ VNĐ)

Phương án thiế ết k lưới điện được lựa chọn trong Đồ án s d ng: ử ụ

+ 1 trạm biến áp 110/35/22 kV có Sđm = 63 (MVA)

+ 1 trạm biến áp 110/35/22 kV có Sđm = 31,5 (MVA)

+ 1 trạm biến áp 110/35 kV có Sđm = 31,5 (MVA)

+ 1 trạm biến áp 110/35 kV có Sđm = 25 (MVA)

Theo B ng 5.1, t ng vả ổ ốn đầu tư cho trạm biến áp là: K = 366,45(10Tr 9 VNĐ)

Theo B ng 2.36, t ng vả ổ ốn đầu tư cho đường dây là: K d= ∑𝐾 = 794,37 (10 9 VNĐ)

Tổng vốn đầu tư cho lưới điện là: K = 𝐾 𝑡𝑟 +𝐾 𝑑 = 1160,82 (10 9 VNĐ)

• Tổn thất công suấ ủ lưới điện t c a

Từ mục 4.3.2, t ng tổn th t công su t tác d ng là: ổ ấ ấ ụ P = PD+ PMBA = 6,94 (MW)

Tổng t n th t không t i c a máy biổ ấ ả ủ ến áp là: P0 = 0,2092 MW (theo Bảng 3.1 Bảng 3.2)

Tổn th t công su t tác dụng : ấ ấ

• Tổn thất điện năng của lưới điện

• Chi phí vận hành hàng năm

Y= avhD*KD+ avhTr * KTr+ A*c = 0,07*794,37 +0,1*366,45+19647,34*1500*10 -6 1,722 (10 9 VND)

• Giá thành xây d ng 1 MW công su t ph t i khi c c ự ấ ụ ả ự đại:

235 = 4,94(𝑉𝑁𝐷/𝑀𝑊) Tổng hợp chỉ tiêu kinh t k thu t ế ỹ ậ được trình bày trong B ng 5.2 ả

B ả ng 5.2 Các ch ỉ tiêu kinh t ế - k thu t t ỹ ậ ổ ng h ợp theo phương án 2

STT Các chỉ tiêu Đơn vị Giá trị

1 Tổng công suất ph t i khi cực đại ụ ả MW 235

2 Tổng chiều dài đường dây Km 206,86

3 Tổng công suất các máy bi n áp hế ạ MVA 207,5

4 Tổng vốn đầu tư cho mạng điện 10 9 VNĐ 1160,82

5 Tổng vốn đầu tư về đường dây 10 9 VNĐ 794,37

6 Tổng vốn đầu tư về các trạm biến áp 10 9 VNĐ 366,45

7 Tổng điện năng các phụ tải tiêu thụ MWh 1128000

10 Tổng tổn th t công su t ấ ấ P MW 6,94

11 Tổng tổn th t công su t ấ ấ P % 2,95

12 Tổng tổn thất điệ năng n A MWh 19647,34

13 Tổng tổn thất điện năng A % 1,74

14 Chi phí v n hành hậ ằng năm 10 9 VNĐ 121,722

15 Giá thành truy n tề ải điện năng VNĐ/kWh 107,909

16 Giá thành xây d ng 1 MW công suự ất phụ tải khi cực đại 10 9 VNĐ/kWh 4,94

CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SU T MÁY BI N ÁP TRONG TR Ấ Ế ẠM GIẢM ÁP SƠ ĐỒ N I DÂY CHI TIỐ ẾT CỦA MẠNG ĐIỆN

Chọn sơ đồ ối điệ n n chính

Do h u h t là ph t i lo i I nên chúng ta c n s dầ ế ụ ả ạ ầ ử ụng sơ đồ ối điện có 2 thanh góp (H nh 3.1 n ì ) để đả m b o cung cả ấp điện

H  nh 3.1 Hình thanh góp tr ạ m ngu n ồ

Sơ đồ gồm 2 thanh góp TG1 và TG2 có nhi m v d ệ ụ ựtrữ cho nhau và được nối thông qua máy cắt liên l c MCLL ạ

Máy c t liên lắ ạc là máy c t nối liền hai thanh góp vắ ận hành song song trong sơ đồ hai thanh góp hoặc sơ đồ hai thanh góp có thanh góp vòng

Bình thường máy cắt liên lạc ở trạng thái đóng tức là hai thanh góp đều có điện Khi mu n ố sửa ch a mữ ột thanh góp thì để tách thanh góp đó ra ngoài ta chuyển các xu t tuy n n i vào ấ ế ố thanh góp đó về thanh góp còn lại bằng cách thao tác các dao cách ly Sau đó tiến hành cắt

MC liên lạc và mở dao cách ly của máy c t ở hai đầu, tách thanh cái ra nắ ối đất thanh cái và tiến hành sửa chữa.

Dao cách ly dùng để đóng cắt mạch điện khi không có đòng điện hay r t nh ( nhiấ ỏ ều lần so với dòng định mức) mục đích chính là để tạo khoảng cách an toàn nhìn thấy được và thường đứng trước máy cắt trong sơ đồ ới điệ lư n

3.2.2 Trạm biến áp trung gian

Sử dụng thanh góp có phân đoạn trung gian (H nh 3.2ì ):

- Máy cắt phân đoạn thường có thể đóng hay mở;

- Khi s a ch a hay s cử ữ ự ố 1 phân đoạn thanh góp, các ngu n cung cồ ấp và đường dây nối với phân đoạn đó phải ng ng làm viừ ệc;

- Dùng r ng rãi cho các máy bi n áp có s mộ ế ố ạch ít

H  nh 3.2 Hnh thanh góp có phân đoạ n trung gian

Với lưới điện này, toàn bộ các phụ tải là ph t i lo i I, tr m biụ ả ạ ạ ến có 2 nguáp ồn đến và mỗi trạm có 2 máy bi n áp nên ta s dế ử ụng sơ đồ ầ c u nhằm đảm b o viả ệc cung cấp điện liên t c, tin ụ cậy và giá thành rẻ hơn.

Với lưới này ta s dử ụng sơ đồ ầ c u ngoài có sơ đồ trong Hình 3.3 (MC đặt phía MBA):

- Khi s a ch a s c ử ữ ự ố MBA đường dây v n làm viẫ ệc bình thường;

- Khi s a ch a hay x y ra s cử ữ ả ự ố 1 đường dây, m t MBA t m th i mộ ạ ờ ất điện Sau đó có thể dùng DCL đường dây để tách rời đường dây sự c và khôi phục s làm viố ự ệc bình thường của MBA;

- Thích h p cho tr m biợ ạ ến áp thường xuyên phải đóng cắt và chiều dài đường dây ngắn

H  nh 3.3 Hình sơ đồ ầ c u ngoài

3.3 Sơ đồ ối điệ n n chi tiết của lưới điện

H  nh 3.4 Hnh sơ đồ đấ u n ố i c ủa lưới điệ n

TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SU T TRONG M Ấ ẠNG ĐIỆN

M ục đích và phương pháp tính toán

Mục đích tính toán các ch xác lế độ ập:

• Xác định các dòng công suất trong mạng điện;

• Xác định t n ổ thất công suất, t n th t ổ ấ điện năng;

• Xác định điện áp tại các nút, t ừ đó điều ch nh điệỉ n áp cho các phụ ả t i;

• Xác định công suất ngu n ồ điện c n cung c p; ầ ấ

• Xác định các chỉ tiêu kinh t k thu t c a mế − ỹ ậ ủ ạng điện thi t k ế ế

Giải h ệ phương trình trào lưu công su t b ng ấ ằ phương pháp Newton Rapshon g m ồ cácbước: Bước 0: Bắt u m đầ đế chỉ ố bướ s c lặp (r = 0), xác định các dữ liệ điệu n và dáp ữ liệu công suất đã biết C ụthể:

• Điện pháp ức c a nút ủ cân b ng; ằ

• Công suất tác d ng t i ụ ạcác nút PV và PQ;

• Mô-đun điện áp t i các nút PV; ạ

• Công suất ph n kháng t i ả ạcác nút PQ

Bước 1: Xây dựng ma tr n t ng d n nút Y ậ ổ ẫ bus

Bước 2:Lựa ch n x p xọ ấ ỉ đầu c a mô-ủ dun điện áp 𝑈 𝑖 (0) (các nút PQ) và góc pha điện áp 𝛿 𝑖 (0) (các nút PV và PQ)

Bước 3: Tính toán các độ ệ lch công su t tác dụng nút ấ ∆Pi (các nút PV và PQ) và lđộ ệch công suất ph n kháng nút ả ∆Qi (các nút PQ)

Bước 4: Kiểm tra điều kiện h i t N u ộ ụ ế điều kiện hội t th a mãn thì thu t toán dừng N u ụ ỏ ậ ế không thì chuyển sang bước 5

Bước 5: Tính toán các ph n t c a ma tr n Jacobi tầ ử ủ ậ ại bướ ặp thc l ứ r

Bước 6: Giải h ệ phương trình tuy n tính ế

∆𝐔/𝐔] (𝒓) Các ph n t c a ầ ử ủ ma trận Jacobi đượ định nghĩa như sau: c

Bước 7: Cập nh t ậ các x p x mấ ỉ ới

∆𝐔] (𝒓) Bước 8: Cập nh t ậ chỉ s ố bướ ặp r r+1 và quay lại Bước 3 c l

4.2 Giới thiệu phần m m tính toán ề

PowerWorld là một trong những ph n m m mô ph ng hầ ề ỏ ệ thống điện, phần mềm này r t h u ấ ữ ích cho vi c phân tích các bài toán vệ ận hành và điều khiển h thống điện Phần mềm này cũng ệ có các tương tác và giao di n rệ ất thân thi n và trực quan cho người s d ng ệ ử ụ

Sự c này ố chỉ gây nh ả hưởng n ph t i 4 Các nhánh ph t i khác đế ụ ả ụ ả tương ự như t ch ế độ phụ tải c c ự đại. Điện áp các nút, công su t truy n t i và t n ấ ề ả ổ thất công su t ấ được trình bày l n ầ lượt trong Bảng 4.21, B ng 4.22, B ng 4.23 ả ả

Chế ph t i c độ ụ ả ực đại

Sự cố này chỉ gây ảnh hưởng nhỏ so với 4 nhánh phát triển tương tự Các nhánh phát triển khác đến ưu tiên cao như chế độ phụ tải cực đại Điện áp các nút, công suất truyền tải và tổn thất công suất được trình bày lần lượt trong Bảng 4.21, Bảng 4.22, Bảng 4.23.

Tiêu đề	Thiết kế lưới điện khu vực
Tác giả	Nguyễn Ngọc Đạt
Người hướng dẫn	ThS. Phạm Năng Văn
Trường học	Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Điện
Thể loại	Đồ án II
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	64
Dung lượng	10,22 MB