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

Trang 1

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ *******

Giảng viên hướng dẫn: ThS Phạm Năng Văn

HÀ N I, 11/2022Ộ

Chữ ký của GVHD

Trang 2

Đồ án II: Thiết k ế lưới điện khu vực Nguyễn Ngọc Đạt – 20191459

Trang 3

Đồ án II: Thi t k ế ế lưới điện khu vực Nguy n ễ Ngọc Đạt – 20191459

Trang 4

Lời m ở đầu

Lời đầu tiên em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và gửi lời cảm ơn đến thầy Phạm Năng Văn Trong suốt quá trình h c t p và th c hiọ ậ ự ện Đồ án II em đã nhận được sự quan tâm hướng dẫn t n tình c a th y Thậ ủ ầ ầy đã giúp em tích lũy thêm kiến thức, kỹ năng cơ bản để hoàn thành học phần “Thiết kế lưới điện khu vực”

Do kiến thức cùng kĩ năng của bản thân còn h n ch nên trong quá trình hoàn thành đồ án ạ ếchắc ch n không th tránh kh i nh ng thi u sót Em r t mong nhắ ể ỏ ữ ế ấ ận được nh ng nh n xét, góp ữ ậý đến từ thầy để bài đồ án của em được hoàn thiện hơn.

Em xin trân tr ng cọ ảm ơn thầy!

Tóm t t nắ ội dung đồ án

Đồ án II với đề tài “Thiết kế lưới điện khu vực” có nhiệm vụ chọn phương án thiế ế lưới t kđiện hợp lý nh t theo chấ ỉ tiêu kinh t - k thu t nhế ỹ ậ ằm đảm b o s ả ự ổn định, độ tin cậy và tối ưu hóa v kinh tề ế cho lưới điện Trong quá trình nghiên c u và tính toán các chứ ỉ s k thu t em ố ỹ ậđã sử ụng các phương pháp như: Phươn d g pháp Mật độ dòng điện kinh t , ế phân tích trào lưu công su t, phân tích s cấ ự ố đường dây, t n thổ ất điện áp, v.v được tham kh o trong [1], [2] ảNgoài ra em cũng có những công cụ hỗ trợ trong việc tính toán và trình bày đồ án như: Autocad 2023, Power World, Excel, Word, v.v N i dung chính cộ ủa đồ án II được trình bày trong 5 chương sau:

Chương 1: Phân tích nguồn và phụ tải Cân b ng công su t trong hằ ấ ệ thống điện Chương 2: Lựa chọn phương án hợp lý v kinh t ề ế − kỹ thuật

Chương 3: Chọn số lượng và công suất của máy bi n áp trong tr m giế ạ ảm áp Sơ đồ nối dây chi tiế ủt c a mạng điện

Chương 4: Tính toán phân bố công suất trong mạng điện Chương 5: Các chỉ tiêu kinh tế − kỹ thu t t ng h p ậ ổ ợ

Thông qua vi c th c hiệ ự ện đồ án II, sinh viên s n m v ng ki n thẽ ắ ữ ế ức Lưới điện hơn, biết cách vận d ng nh ng kiụ ữ ến thức đã học để thiết kế lưới điện khu vực Ngoài ra sinh viên có th ểthành th o s d ng các ph n mạ ử ụ ầ ềm hỗ trợ ở mức cơ bản nhằm trau dồi kĩ năng, kinh nghiệm cho b n thân ả

Sinh viên th c hiự ện

Ký và ghi rõ h ọ tên

Nguyễn Ngọc Đạt

Trang 5

MỤC L C Ụ

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PH TỤ ẢI, CÂN BẰNG CÔNG SU T 1Ấ

1.1 Phân tích nguồn và phụ tải 1

1.1.1 Phân tích nguồn điện 1

1.1.2 Các ph t i 1ụ ả1.2 Cân bằng công su t 3ấ1.2.1 Cân b ng công su t tác d ng 3ằ ấ ụ1.2.2 Cân b ng công su t ph n kháng 4ằ ấ ảCHƯƠNG 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ V KINH T - KỀ Ế Ỹ THU T 5Ậ2.1 Các phương án dự kiến s ẽ thực hi n 5ệ2.1.1 Phương án 1 5

3.2.3 Trạm biến áp h áp 35 ạ3.3 Sơ đồ ối điệ n n chi ti t cế ủa lưới điện 36

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SU T TRONG MẤ ẠNG ĐIỆN 37

4.1 Mục đích và phương pháp tính toán 37

Trang 6

4.1.1 Mục đích 37

4.1.2 Phương pháp Newton-Rapshon 37

4.2 Giới thi u ph n mệ ầ ềm tính toán 37

4.3 Chế ph t i cđộ ụ ả ực đại 38

4.3.1 Dữ liệu của lưới điện 38

4.3.2 Kết qu ả trào lưu công suất 39

4.3.3 Chọn nấp phân áp cho máy biến áp 41

4.4 Chế ph t i c c ti u 43độ ụ ả ự ể4.4.1 Vận hành kinh t ế trạm biến áp 43

4.4.2 Trào lưu công suất chế độ phụ tải c c tiự ểu 45

4.4.3 Chọn nấc phân áp cho máy bi n áp 47ế4.5 Chế sau sđộ ự c .48ố4.5.1 Sự c ng ng mố ừ ột mạch đường dây N-PT4 48

4.5.2 Ngừng m t mộ ạch đường dây N-PT6 49

CHƯƠNG 5 CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THU T T NG HẬ Ổ ỢP 55

5.1 Các ch tiêu kinh t - k thu t t ng h p 55ỉ ế ỹ ậ ổ ợ

Trang 7

DANH M C B NG BI U Ụ Ả Ể

Bảng 1.1 Các s ố liệu c a ph t i 2ủ ụ ảBảng 1.2 Thông s cố ực đạ ực tiểu c a ph t i 3i c ủ ụ ả

Bảng 2.1 B ng phân b công suả ố ất trên các nhánh đường dây (1) 8

Bảng 2.2 B ng ả điện áp định mức các nhánh đường dây (1) 9

Bảng 2.3 B ng ch n ti t di n dây d n (1) 10ả ọ ế ệ ẫBảng 2.4 B ng thông s ả ố dây các nhánh đường dây (1) 10

Bảng 2.5 B ng t n thả ổ ất điện áp các nhánh đường dây (1) 12

Bảng 2.6 B ng t n thả ổ ất điện áp khi s cự ố (1) 12

Bảng 2.7 B ng phân b công suả ố ất trên các nhánh đường dây (2) 13

Bảng 2.8 Bảng điện áp định mức các nhánh đường dây (2) 14

Bảng 2.12 B ng t n thả ổ ất điện áp khi s c (2) 15ự ốBảng 2.13 B ng phân b công suả ố ất trên các nhanh đường dây (3) 16

Bảng 2.18 B ng t n thả ổ ất điện áp khi s c (3) 18ự ốBảng 2.19 B ng phân b công suả ố ất trên các nhánh đường dây (4) 19

Bảng 2.24 B ng t n thả ổ ất điện áp khi s c (4) 21ự ốBảng 2.25 B ng phân b công suả ố ất trên các nhánh đường dây (5) 23

Bảng 2.30 B ng t n thả ổ ất điện áp khi s c (5) 26ự ốBảng 2.31 Điện trở tác dụng và điện kháng dây d n 28ẫBảng 2.32 Suất vốn đầu tư đường dây ACSR m ch kép(10 VND/km) 28ạ 6Bảng 2.33 Su t vấ ốn đầu tư đường dây ACSR mạch đơn (106 VND/km) 29

Bảng 2.34 Hàm chi phí vòng đời cho đường dây (10 VND/km) 296Bảng 2.35 Chi phí tính toán vòng đờ ủa phương án 2 (10i c 6VND) 30

Bảng 2.36 Tổn thất điện năng và chi phí đường dây phương án 2 30

Trang 8

Bảng 2.37 Chi phí tính toán vòng đờ ủa phương án 3 (10i c 6VND) 31

Bảng 2.39 Chi phí tính toán vòng đờ ủa phương án 4 (10i c 6VN) 32

Bảng 2.41 B ng thông s tính toán các ả ố phương án so sánh kinh tế 32

Bảng 3.1 B ng s ả ố liệu k thu t MBA 3 cu n dây 33ỹ ậ ộBảng 3.2 B ng s ả ố liệu MBA 2 cu n dây 33ộBảng 4.1 B ng dả ữ liệu nút ở chế ph t i cđộ ụ ả ực đại 38

Bảng 4.2 B ng thông sả ố tính toán nhánh đường dây (pu) 39

Bảng 4.3 B ng thông s tính toán MBA 2 cu n dây (pu) 39ả ố ộBảng 4.4 B ng thông s tính toán MBA 3 cu n dây (pu) 39ả ố ộBảng 4.5 Bảng điện áp nút chế độ ph t i cụ ả ực đại 40

Bảng 4.6 B ng công su t t i vả ấ ạ ị trí đầu nhánh và t n th t công su t trên các nhánh 40ổ ấ ấBảng 4.7 B ng công su t phía cao áp và t n th t công su t qua máy biả ấ ổ ấ ấ ến áp 41

Bảng 4.8 B ng n c phân áp c a máy bi n áp 2 cu n dây 42ả ấ ủ ế ộBảng 4.9 B ng n c phân áp c a máy bi n áp 3 cu n dây 43ả ấ ủ ế ộBảng 4.10 Ch n n c phân áp c a MBA 2 cu n dây b ng ph n mọ ấ ủ ộ ằ ầ ềm PowerWorld 43

Bảng 4.11 Ch n n c phân áp c a MBA 3 cu n dây b ng ph n mọ ấ ủ ộ ằ ầ ềm PowerWorld 43

Bảng 4.12 B ng v n hành kinh t ả ậ ế trạm biến áp 2 cu n dây 44ộBảng 4.13 B ng tính toán v n hành tr m biả ậ ạ ến áp 3 cu n dây 44 ộBảng 4.14 Bảng điện áp nút ch ph t i c c tiế độ ụ ả ự ểu 45

Bảng 4.15 B ng công su t t i vả ấ ạ ị trí đầu nhánh và t n th t công su t trên các nhánh 46ổ ấ ấBảng 4.16 B ng công su t phía cao áp và t n th t công su t qua máy bi n áp 46ả ấ ổ ấ ấ ếBảng 4.17 B ng n c phân áp MBA 2 cu n dây 47ả ấ ộBảng 4.18 B ng n c phân áp MBA 3 cu n dây 47ả ấ ộBảng 4.19 Ch n n c phân áp c a MBA2 cu n dây b ng ph n mọ ấ ủ ộ ằ ầ ềm PowerWorld 47

Bảng 4.20 Ch n n c phân áp c a MBA 3 cu n dây b ng ph n mọ ấ ủ ộ ằ ầ ềm PowerWorld 47

Bảng 4.21 Bảng điện áp các nút ch sau s c ng ng mế độ ự ố ừ ột đường dây N-PT4 48

Bảng 4.22 B ng công su t tả ấ ại đầu nhánh và t n thổ ất công suất đường dây N-PT4 48

Bảng 4.23 B ng công su t phía cao áp và t n th t công su t qua máy bi n áp 49ả ấ ổ ấ ấ ếBảng 4.24 N c phân áp c a MBA PT4 49ấ ủBảng 4.25 Bảng điện áp các nút ch sau s c ng ng mế độ ự ố ừ ột đường dây N-PT6 50

Bảng 4.26 B ng công su t tả ấ ại đầu nhánh và t n thổ ất công suất trên đường dây 50

Bảng 4.27 B ng công su t phía cao áp và t n th t công su t qua máy bi n áp 50ả ấ ổ ấ ấ ếBảng 4.28 B ng n c phân áp MBA 2 cu n dây 50ả ấ ộBảng 4.29 B ng ả điện áp các nút ch sau s c ng ng mế độ ự ố ừ ột đường dây N-PT1 51

Bảng 4.30 B ng công su t tả ấ ại đầu nhánh và t n thổ ất công suất trên đường dây 51 Bảng 4.31 B ng công su t phía cao áp và t n th t công su t qua máy bi n áp 52ả ấ ổ ấ ấ ếBảng 4.32 B ng ch n n c phân áp c a MBA 3 cu n dây 52ả ọ ấ ủ ộ

Trang 9

Đồ án II: Thi t k ế ế lưới điện khu vực Nguy n ễ Ngọc Đạt – 20191459 Bảng 4.33 B ng ch n n c phân áp c a MBA 2 cu n dây 52ả ọ ấ ủ ộBảng 4.34 B ng ả điện áp các nút chế độ sau s c ng ng mự ố ừ ột đường dây N-PT3 53 Bảng 4.35 B ng công su t tả ấ ại đầu nhánh và t n thổ ất công suất trên đường dây 53 Bảng 4.36 B ng công su t phía cao áp và t n th t công su t qua máy biả ấ ổ ấ ấ ến áp 53 Bảng 4.37 B ng ch n n c phân áp c a MBA 2 cu n dây 54ả ọ ấ ủ ộBảng 5.1 B ng vả ốn đầu tư trạm có 2 MBA 55 Bảng 5.2 Các chỉ tiêu kinh t - k thu t t ng hế ỹ ậ ổ ợp theo phương án 2 56

Trang 10

Hình 3.3 Hình sơ đồ cầu ngoài 35

Hình 3.4 Hình sơ đồ đấu nối của lưới điện 36

Hình 4.1 Hình sơ đồ mô phỏng chế độ phụ tải cực đại 39

Hình 4.2 Hình sơ đồ mô phỏng chế độ phụ tải c c tiự ểu 45

Hình 4.3 Hình sơ đồ sự cố ngừng một mạch đường dây N-PT4 48

Trang 11

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH NGU N VÀ PH T I, CÂN B NG CÔNG SU T Ồ Ụ Ả Ằ Ấ

1.1 Phân tích ngu n và ph t i ồ ụ ả

1.1.1 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 đủcông 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 tủ ồ ụ ải

1.1.2 Các ph tụ ải

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 ạkhi thiết k mế ạng điện Xác định phụ tải điện là giai đoạn đầu tiên khi thi t k h ế ế ệ thống nh m ằmục 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 ằ105%, 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:

Trang 12

2 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 ảthể 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 ấtrường 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 ốlượng 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

Loại ba: bao g m các ph t i không quan tr ng, vi c mồ ụ ả ọ ệ ất điện không gây ra hậu quả nghiêm trọng Trong trường hợp này không cần phải xét đến các phương tiện dữ trự để đảm b o cung ảcấp

Ở đề tài này chúng ta xét yêu c u cung cầ ấp điện cho các ph t i loụ ả ại một Trong lưới điện thiết kế có 6 phụ tải, các số u trong B ng 1.1 liệ ả

𝑄𝑚𝑖𝑛 = 50%𝑄𝑚𝑎𝑥 9,686 MVAr = 𝑆𝑚𝑖𝑛 = √ 𝑃min2+ 𝑄min2 = 22,222 MVA Áp dụng tương tự ớ v i các ph t i còn lụ ả ại ta được Bảng 1.2

Trang 13

Bảng 1.2 Thông s cố ực đạ ựi c c tiểu của phụ tải

Phụ tải

Pmax (MW)

Qmax (MVAr)

max

(MVA)

Smax (MVA)

Pmin (MW)

Qmin (MVAr)

min

(MVA) Smin (MVA)

1 40 19,373 40+j19,373 44,444 20 9,686 20+j9,686 22,222 2 35 16,951 35+j16,951 38,889 17,5 8,476 17,5+j8,476 19,444 3 65 31,481 65+j31,481 72,222 32,5 15,741 32,5+j15,741 36,111 4 30 14,530 30+j14,530 33,333 15 7,265 15+j7,265 16,666 5 35 16,951 35+j16,951 38,889 17,5 8,476 17,5+j8,476 19,444 6 30 14,530 30+j14,530 33,333 15 7,265 15+j7,265 16,666 Tổng 235 113,816 235+j113,8

16 261,111 117,5 56,908 117,5+j56,908 130,556

1.2 Cân b ng công su t ằ ấ

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 ảđịnh 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 ếcông 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 ệ thống Cân b ng công su t tác d ng trong h ằ ấ ụ ệ thống được biểu di n b ng (1.1) ễ ằ

∑ 𝑃F = ∑ 𝑃yc (1.1)

Với:

• ∑ 𝑃F : công su t tác d ng phát ra t ngu n; ấ ụ ừ ồ• ∑ 𝑃yc: công su t yêu c u c a ph t i; ấ ầ ủ ụ ả

Trang 14

4 ∑ PF = ∑𝑃yc = 𝑚 ∑ 𝑃pt+ ∆𝑃mđ+ 𝑃td+ 𝑃dt = 235 + 5% * 235 = 246,75 MW

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

Trang 15

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 ầnhất 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 ụthuộc 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 ốđịnh 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

2.1.1 Phương án 1

Hnh 2.1 Phương án 1

Trang 16

Trang 17

2.1.4 Phương án 4

2.1.5 Phương án 5

Trang 18

8

2.2 Tính toán thông s k thu t ố ỹ ậ

2.2.1 Phương án 1

Hnh 2.1 Phương án 12.2.1.1 Tính phân b công suố ất trên các nhánh đường dây 1-2 = 2 = 35+j16,951 MVA

4-1 = 1 + 2 = 75+j36,324 MVA N-4 = 4 + 1 + 2 = 105+j50,854 MVA 5-3 = 3 65+j31,481 MVA =

6-5 = 5 + 3 = 100+j48,432 MVA N-6 = 6 + 5 + 3 = 130+j62,962 MVA

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

Bảng 2.1 B ng phân b công su t trên các nhánh ả ố ấ đường dây (1)

Trang 19

Đồ án II: Thi t k ế ế lưới điện khu vực Nguy n ễ Ngọc Đạt – 20191459 Trong đó:

P: công suất đường dây c n truy n t i (MW); ầ ề ảL: kho ng cách c n truy n t i công su t (km); ả ầ ề ả ấU: điện áp định mức c a mủ ạng điện (kV); Nếu 70kV < mọi Ui < 170kV thì ch n Uọ đm = 110kV Xét đường dây N-4:

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: P = 105 2⁄ = 52,5 MW

Chiều dài đường dây: 𝐿N−4 = 24 km Điện áp định mức tính toán của đường dây: UN−4= 4,43 * √LN−4+ 16PN−4 = 130,215 kV Tương tự các đường dây khác ta có B ng 2.2 ả

Bảng 2.2 Bảng điện áp định mức các nhánh đường dây (1)

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 ử ụ s d ng c t bê tông cộ 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

Imax=√Pmax2+ Qmax2

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

Từ dòng điện cực đạ Ii (max) 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)

Fkt = Imax

Trang 20

10 Trong đó:

Fkt: ti t di n kinh t c a dây d n; ế ệ ế ủ ẫJkt: mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm2;

Jkt: 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 ồACSR-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 < ớTmax 5000 ch n chung < ọ 𝐽𝑘𝑡 1,1 =

Tính toán với đoạn 1-2 theo (2.2) Imax=√Pmax

n∗Uđm∗√3 = 102,056 A → 𝐼𝑠𝑐 =2 Imax = 204,113 A

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

Isc (A) 204,113 437,386 612,341 379,069 714,249 758,137 Fkt (mm2) 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

Bảng 2.4 B ng thông s ả ố dây các nhánh đường dây (1)

Đường

dây Chiều dài (km) F (mm2)

r0 (Ω/km)

x0 (Ω/km)

R (Ω)

X (Ω)

Trang 21

Đồ án II: Thi t k ế ế lưới điện khu vực Nguy n ễ Ngọc Đạt – 20191459 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

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 ọtiết diện dây F ≥ 70 𝑚𝑚2

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 ắnhiệm 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 ộthể 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)

𝛿𝑈𝑚𝑎𝑥= 𝑈𝑚𝑖𝑛− 𝑈𝑑𝑚

−5% ≤ 𝛿 𝑚𝑎𝑥𝑏𝑡U % ≤ 10% −10% ≤ 𝛿 𝑚𝑎𝑥𝑠𝑐U % ≤ 10% - Chế độ bình thường:

Tổn thất điện áp tính bằng công th c (2.5) ứ∆𝑈𝑖,𝑏𝑡= 𝑃i∗ 𝑅i+ 𝑄i∗ 𝑋i

Trang 22

12

Bảng 2.5 B ng t n thả ổ ất điện áp các nhánh đường dây (1)

Đường dây

Chiều dài (km)

F (mm2)

R (Ω)

X (Ω)

P (MW)

Q (MVAR)

Áp d ng (2.4), lụ độ ệch điện áp lớn nhất: 𝛿𝑈𝑚𝑎𝑥= 𝑈𝑚𝑖𝑛 ,𝑏𝑡− 𝑈𝑑𝑚

𝑈𝑑𝑚 ∙ 100 = 110,479 110−

110 ∙ 100 = 0,44% ϵ [−5% 10%; ] - Chế độ sự c : ố

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 ố chỉ x y ra trên tả ừng đoạn không có s c xự ố ếp ch ng: ồ

F (mm2)

∆Ubt (kV)

∆Usc (kV)

Trang 23

Đồ án II: Thi t k ế ế lưới điện khu vực Nguy n ễ Ngọc Đạt – 20191459 Áp d ng (2.4)ụ , độ lệch điện áp lớn nhất:

𝛿𝑈𝑚𝑎𝑥= 𝑈𝑚𝑖𝑛 ,𝑠𝑐− 𝑈𝑑𝑚

𝑈𝑑𝑚 ∙ 100 = 106 417 110, −

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

2.2.2 Phương án 2

N-1 = 1 + 2 = 75+j36,324 MVA N-4 = 4 = 30+j14,530 MVA N-3 = 3 = 65+j31,481 MVA 6-5 = 5 = 35+j16,951 MVA 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

Bảng 2.7 B ng phân b công suả ố ất trên các nhánh đường dây (2)

Trang 24

14 2.2.2.2 Tính chọn điện áp định m c ứ

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

Bảng 2.8 Bảng điện áp định mức các nhánh đường dây ) (2

Ui (kV) 78,249 111,539 71,979 106,774 78,249 103,324 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 ẫTính 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

Đường

dây dài (km) Chiều F (mm2)

(Ω/km) x0

(Ω/km)

R (Ω)

X (Ω)

Trang 25

Đồ án II: Thi t k ế ế lưới điện khu vực Nguy n ễ Ngọc Đạt – 20191459 Tương tự tính toán cho các nhánh đường dây ta có Bảng 2.11 tổng hợp tổn thất điện áp trên lưới điện

Đường dây

F (mm2)

R (Ω)

X (Ω)

P (MW)

Q (KV)

∆Ubt (KV)

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 =121 6,37=114,63 kV –Áp d ng (2.4 lụ ), độ ệch điện áp lớn nhất:

𝛿𝑈𝑚𝑎𝑥= 𝑈𝑚𝑖𝑛 ,𝑏𝑡− 𝑈𝑑𝑚

𝑈𝑑𝑚 ∙ 100 = 114 63 110, −

110 ∙ 100= 4,21% ϵ [−5% 10%; ] - Chế s c : độ ự ố

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

F (mm2)

∆Ubt (KV)

∆Usc (KV)

Trang 26

16 𝑈min,sc = 121 12,74 108,26 kV – =

Áp d ng (2.4 lụ ), độ ệch điện áp lớn nhất:

𝑈𝑑𝑚 ∙ 100 = 108 26 110, −

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

2.2.3 Phương án 3

1-5 = 5 = 35+j16,951 MVA N-1 = 1 + 2 + 5 = 110+j53,275 MVA 4 = 4 30+j14,530 MVA =

6-3 = 3 = 65+j31,481 MVA N-6 = 6 + 3 95+j46,011 MVA=

Từ đó ta có bảng tổng kết phân b công suất trên các nhánh đường dây như Bảng 2.13 ố

Bảng 2.13 B ng phân b công ả ố suất trên các nhanh đường dây (3)

Trang 27

Đồ án II: Thi t k ế ế lưới điện khu vực Nguy n ễ Ngọc Đạt – 20191459 2.2.3.2 Tính chọn điện áp định m c ứ

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

Ui (kV) 78,249 79,246 133,925 71,979 104,833 124,04 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

2.2.3.3 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

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

Đường

r0(Ω/km)

x0(Ω/km)

R (Ω)

X (Ω)

Trang 28

18 Tương tự tính toán cho các nhánh đường dây ta có Bảng 2.17 tổng hợp tổn thất điện áp trên lưới điện là:

Đường dây

F (mm2)

R (Ω)

X (Ω)

P (MW)

Q (MVAR)

∆Ubtbtbt (kV)

𝛿𝑈𝑚𝑎𝑥= 𝑈𝑚𝑖𝑛 ,𝑏𝑡− 𝑈𝑑𝑚

𝑈𝑑𝑚 ∙ 100 = 112,805 110−

110 ∙ 100 = 2,55% ϵ [−5% 10%; ] - Chế độ sự c : ố

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 đứt m t m ch và s c ộ ạ ự ố chỉ x y ra trên tả ừng đoạn không có s c xự ố ếp ch ng: ồ

∆Ubtbtbt (kV)

∆Usc (kV)

Trang 29

Đồ án II: Thi t k ế ế lưới điện khu vực Nguy n ễ Ngọc Đạt – 20191459 𝑈min,sc = 121 13,141 107,859 kV – =

𝑈𝑑𝑚 ∙ 100 = 107 859 110, −

110 ∙ 100= −1,95% ϵ [−10%;10% ] Phương án 3 thỏa mãn điều kiện

2.2.4 Phương án 4

N-4 = 1 + 4 = 70+j33,903 MVA 6-3 = 3 = 65+j31,481 MVA N-6 = 6 + 3 = 95+j46,011 MVA 2-5 = 5 = 35+j16,951 MVA N-2 = 2 + 5 70+j33,902 MVA =

Từ đó ta có bảng tổng k t phân bố công suất trên các nhánh đường dây như Bảng 2.19 ế

Bảng 2.19 B ng phân b công suả ố ất trên các nhánh đường dây (4)

Trang 30

20 2.2.4.2 Tính chọn điện áp định m c ứ

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

2.2.4.3 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 2.21 ả

Đường

(Ω/km) x0

(Ω/km)

R (Ω)

X (Ω)

Trang 31

F (mm2)

R (Ω)

X (Ω)

P (MW)

Q (MVAR)

∆Ubtbtbt (kV)

Áp d ng (2.4 lụ ), độ ệch điện áp lớn nhất: 𝛿𝑈𝑚𝑎𝑥= 𝑈𝑚𝑖𝑛 ,𝑏𝑡− 𝑈𝑑𝑚

𝑈𝑑𝑚 ∙ 100 = 112 219 110, −

110 ∙ 100 = 2,02% ϵ [−5% 10%; ] - Chế s c : độ ự ố

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

F (mm2)

∆Ubtbtbt (kV)

∆Usc (kV)

Trang 32

22 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 ừđường dây N-2

Với U = 121 kVN , điểm có điện áp th p nh t c a mấ ấ ủ ạng điện là: 𝑈min,sc = 121 15,612 105,388 kV – =

N-3 = 3= 65+j31,481 MVA N-4 = 4= 30+j14,530 MVA

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

6−5= 𝑝𝑡5∙ (𝐿5−2+ 𝐿6−2) + 𝑝𝑡2∙ 𝐿6−2𝐿6−5+ 𝐿6−2+ 𝐿5−2 =

(35+ 𝑗 ,16 951 64) ∙ + (35+ 𝑗 ,16 951 40) ∙32 40 24+ += 37,917 + 𝑗18,364 𝑀𝑉𝐴

6−2= 𝑝𝑡2∙ (𝐿5−2+ 𝐿6−5) + 𝑝𝑡5∙ 𝐿6−5𝐿6−5+ 𝐿6−2+ 𝐿5−2 =

(35+ 𝑗 ,16 951 56) ∙ + (35+ 𝑗 ,16 951 32) ∙32 40 24+ += 32,083 + 𝑗15,538 𝑀𝑉𝐴