Đồ Án Ii Đề Tài Thiết Kế Lưới Điện Khu Vực.pdf

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Viện Điện ****************

Trang 2

NGUYEN VU NHAT NAM 20181231 2

MỤC LỤC

Lời nói đầu 4

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 5

1.Phân tích nguồn và phụ t i 5ả2.Cân bằng công su t 7ấa.Cân bằng công su t tác dấ ụng 7

b.Cân bằng công su t ph n kháng 8ấ ảCHƯƠNG 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ VỀ KINH TẾ - KỸ THUẬT 9

2.1Các phương án dự kiến sẽ thực hiện 9

Tổng hợp so sánh chỉ tiêu kinh t ế các phương án: 45

CHƯƠNG 3 CHỌN MÁY BIẾN ÁP TRONG TRẠM VÀ SƠ ĐỒ NỐI DÂY 463.1.Chọn MBA (ch n công su t MBA h áp) 46ọ ấ ạ

Trang 3

4.1.3 Chế độ đường dây sau sự cố 60

CHƯƠNG 5: ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG LƯỚI ĐIỆN 63

5.1 L a chự ọn đầu phân áp cho MBA 65

5.1.1 Chế độ max 65

5.1.2 Chế độ min 66

5.1.3 Chế độ đường dây sau s c 67ự ốCHƯƠNG 6: CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT TỔNG HỢP 68

6.1 Vốn đầu tư xây dựng cho mạng điện: 68

6.2 T n th t công suổ ấ ất tác dụng trong mạng điện 68

6.3 T n thổ ất điện năng trong mạng điện 69

6.4 Chi phí hàng năm và giá thành xây dựng: 69

6.4.1 Chi phí vận hành hàng năm: 69

6.4.2 Giá thành truyền tải điện năng: 70

6.4.3 Giá thành xây d ng 1MW công su t ph tự ấ ụ ải ở chế độ ực đại: c 70

PHỤ Ụ L C 71

Trang 4

VIỆN ĐIỆN BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN

1 Tên tài thiđề ế ết k : Thiết kế lưới điện khu v c ự Đề tài s : ố 05

2 H và tên sinh viê : Nguy n Vọ n ễ ũ Nhật Nam 3 Cán bộ hướng d n ẫ : Lê Thị Minh Châu

4 Các số liệu : Sơ đồ ặ ằ m t b ng của nguồn và các ph t i cho trên hình 1 ụ ả Các số liệu c a ủ phụ ả t i cho trong b ng 1 ả

Hình 1 Sơ đồ m t b ng c a ngu n và các ph t i ặ ằ ủ ồ ụ ả

Tỉ l : 1 ô = 10 km ệ

456

Trang 5

Các thông s ố Các h tiêu th ộ ụ

Yêu cầu điều chỉnh điện áp δUmax = 5%; Uδmin = 0%; δUsc = 5% Thời gian sử d ng công suụ ất cực đại (h) 5100

Ghi chú: δUmax, δUmin, δUsc – tương ứng là độ ệch điệ ln áp so với điện áp định m c trong ch max, ch min và ứế độế độchế sau s c m t ph n tđộự ố ộầ ử (tính theo % điện áp định mức của mạng)

e Tính các ch tiêu kinh tỉ ế - k thu t t ng hỹ ậ ổ ợp của mạng điện thiết kế

CÁN BỘ HƯỚNG D N Ẫ

Lê Th Minh Chị âu

Trang 6

Lời nói đầu

Điện năng là dạng năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các lĩnh vực hoạt động kinh tế và đời sống của con người Nhu cầu sử dụng điện ngày càng cao, chính vì vậy chúng ta cần xây dựng thêm các hệ thống điện nhằm đảm bảo cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, các mạng điện và các hộ tiêu thụ tải, phân phối và tiêu thụ điện năng Mạng điện là một tập hợp gồm có các trạm biến áp, trạm đóng cắt, các đường dây trên không và các đường dây cáp Mạng điện được dùng để truyền tải và phân phối điện năng từ các nhà máy điện đến các hộ tiêu thụ Cùng với sự phát triển công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước Công nghiệp điện lực giữ vai trò quan trọng do điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong nền kinh tế quốc dân Ngày nay nền kinh tế nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ,các khu đô thị,dân cư khu công nghiệp xuất hiện ngày càng nhiều, do đó nhu cầu về điện năng tăng trưởng không ngừng

Để đáp ứng được nhu cầu cung cấp điện ngày càng nhiều và không ngừng của đất nước của điện năng thì công tác quy hoạch và thiết kế mạng lưới điện đang là vấn đề cần quan tâm của ngành điện nói riêng và cả nước nói chungKhi các nhà máy, xí nghiệp, khu liên doanh, các khu công nghiệp liên tục được quy hoạch và xây dựng thì các yêu cầu cho hệ thống cung cấp điện cũng cần được thiết kế và xây dựng Cùng với đó là việc phân bổ nguồn điện sao cho hợp lý để tránh có nơi thừa điện, có nơi lại thiếu điện, qua đó đảm bảo cung cấp đủ công suất cho các phụ tải cũng là bài toán được đặt ra Từ bối cảnh thực tế đó, và những kiến thức đã được học, em đã được nhận đề tài đồ án II: “ Thiết kế lưới

Cuối cùng, em xin gửi đến cô Lê Thị Minh Châu lời cảm ơn chân thành nhất.

Hà Nội, ngày 11 tháng 8năm 2021 Sinh viên

Nguyễn Vũ Nhật Nam

Trang 7

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 1 Phân tích nguồn và phụ tải

Trong đề tài yêu cầu thiết kế từ thanh góp cao áp của trạm tăng áp của nhà máy điện trở đi, nên cũng không cần phân tích về nguồn cung cấp điện Nguồn điện được giả thiết cung cấp đủ công suất tác d ng theo nhu c u c a ph t i với m t h s công suụ ầ ủ ụ ả ộ ệ ố ất được quy định Điều này cho thấy nguồn có thể không cung cấp đủ yêu cầu về công suất kháng và việc đảm bảo nhu cầu điện năng phản kháng có thể thực hiện trong quá trình thiết kế bằng cách bù công suất kháng tại các phụ tải mà không c n ph i tầ ả ải đi từ ngu n ồ

Phụ tải điện là số liệu ban đầu để giải quyết những vấn đề tổng hợp kinh tế kỹ thuật phức tạp khi thiết kế mạng điệ Xác địn nh phụ tải điện là giai đoạn đầu tiên khi thiết kế hệ thống nhằm mục đích vạch ra sơ đồ, l a ch n và ki m tra các ph n t c a mự ọ ể ầ ử ủ ạng điện như máy phát đường dây, máy biến áp và các ch tiêu kinh tỉ ế kỹ thuật Vì thế công tác phân tích ph tụ ải chiếm một v trí hị ết sức quan tr ng cọ ần được th c hi n mự ệ ột cách chu đáo

Căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện, phụ tải phân ra làm ba loại:

Loại m t: bao g m các ph t i quan tr ng Viộ ồ ụ ả ọ ệc ngưng cung cấp điện cho các phụ ả t i này có thể nguy hi m cho tính mể ạng con người, thi t hệ ại đến s n xu t, ả ấ ảnh hưởng đến an ninh qu c phòng ốVì phải đảm b o liên t c cung cả ụ ấp điện nên các đường dây ph i b trí sao cho vả ố ẫn đảm b o cung ảcấp ngay cả khi có s c trong mự ố ạng điện Chú ý rằng không nhất ết tất cả các thành phần tiêu thithụ 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 b t m t ph n nhụ ậ ể ắ ớ ộ ầ ỏ các thành ph n không quan tr ng c a ph tầ ọ ủ ụ ải để đảm b o cung cả ấp trong các trường h p s c n ng ợ ự ố ặnề trong mạng điện

Loại hai: bao g m nh ng ph t i tuy quan trồ ữ ụ ả ọng nhưng việc mất điện ch gây gi m sút v s ỉ ả ề ố lượng sản ph m Vì v y mẩ ậ ức độ đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên t c cho các ph t i này cụ ụ ả ần được cân nh c m i có th quyắ ớ ể ết định được

Loại ba: bao g m các phồ ụ ả t i không quan tr ng, vi c mọ ệ ất điện không gây rah u qu nghiêm tr ng ậ ả ọTrong trường hợp này không cần phải xét đến các phương tiện dữ trự để đảm bảo cung cấp Ở đề tài này chúng ta xét yêu c u cung cầ ấp điện cho phụ ả t i lo i m t ạ ộ

Sơ đồ mặt bằng nguồn theo đề bài thiết kế

Trang 8

NGUYEN VU NHAT NAM 20181231 6 Thông s ph t ố ụ ải

Yêu cầu điều chỉnh điện áp 𝛿𝑈 𝑚𝑎𝑥= 5%, 𝛿𝑈 𝑚𝑖𝑛= 0%,𝛿𝑈 𝑠𝑐= 5%Thời gian s d ng công su t cử ụ ấ ực đại 5100

Trang 9

NGUYEN VU NHAT NAM 20181231 7 Xét ph t i 1: ụ ả

- Chế độ cực đại:𝑃𝑚𝑎𝑥= 20𝑀𝑊, 𝑐𝑜𝑠𝜑1= 0.9 𝑄𝑚𝑎𝑥= 𝑃𝑚𝑎𝑥 𝑡𝑎𝑛𝜑1= 9,686𝑀𝑉𝐴𝑟 𝑆𝑚𝑎𝑥= √𝑃𝑚𝑎𝑥2+ 𝑄𝑚𝑎𝑥2 = 22 222 𝑀𝑉𝐴 - Chế độ cực tiểu: 𝑃𝑚𝑖𝑛= 60%𝑃𝑚𝑎𝑥= 12𝑀𝑊

𝑄𝑚𝑖𝑛= 60%𝑄𝑚𝑎𝑥= 5.812𝑀𝑉𝐴𝑟 𝑆𝑚𝑖𝑛= √𝑃𝑚𝑖𝑛2+ 𝑄𝑚𝑖𝑛2 = 13 333 𝑀𝑉𝐴 Áp dụng tương tự cho các ph t i còn lụ ả ại, ta được b ng sau ả

2 Cân bằng công suất

Cân b ng công su t trong h ằ ấ ệ thống điện nh m xét kh ằ ả năng cung cấp của các nguồn phụ tải thông qua mạng điện T i m i thạ ỗ ời điểm, luôn phải đảm b o cân b ng giả ằ ữa lượng điện năng sản xu t và ấtiêu th M i m c cân b ng công su t tác d ng P và công su t ph n ụ ỗ ứ ằ ấ ụ ấ ả kháng Q xác định m t giá tr ộ ịtần số và điện áp Quá trình biến đổi công su t và các ch tiêu chấ ỉ ất lượng điện năng khi cân bằng công su t b phá ho i, x y ra rấ ị ạ ả ất ph c t p vì gi a chúng có quan h ứ ạ ữ 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 s , còn s cân b ng công suố ự ằ ất phản kháng Q ảnh hưởng chủ yếu đến điện áp C ụ thể là khi nguồn phát không đủ công su t P cho ấphụ tải thì tần số b giị ảm đi, và ngượ ại Khi thiếu công suc l ất Q điện áp b giị ảm thấp và ngược lại

a Cân bằng công suất tác dụng

Việc cân b ng công su t tác dằ ấ ụng trong nhà máy được thực hiện trong nhà máy điện bằng các bộ điều tốc thay đổ ốc đội t tuabin Cân bằng công su t c n thiấ ầ ết để giữ ầ t n s trong h th ng Cân ố ệ ốbằng công suất tác dụng trong hệ thống được biểu diễn bằng công thức sau:

𝑆󰇗𝑚𝑖𝑛 (MVA) 12+j5.812 15+j7.265 18+j8.718 16.8+j8.137 18+j8.718 19.2+j9.299

Trang 10

NGUYEN VU NHAT NAM 20181231 8 Trong đó ∑ 𝑃𝑦𝑐= 𝑚 𝑃∑ 𝑝𝑡+ ∆𝑃𝑚đ+ 𝑃𝑡𝑑+ 𝑃𝑑𝑡

Với:

• ∑𝑃𝑝𝑡 : T ng ph t i t d ng cổ ụ ả ác 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 ả t i gi thi t m=1) ả ế

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

• ∑𝑃𝑡𝑑: T ng t n th t công su t tác dổ ổ ấ ấ ụng trên đường dây và máy bi n áp ế ∑𝑃𝑡𝑑= 0 • ∑𝑃𝑑𝑡 : T ng công su t d ổ ấ ự trữ ∑𝑃𝑑𝑡=0

Áp d ng công thụ ức trên ta được:

∑ 𝑄𝑦𝑐= m∑Qpt+ ∑ΔQ + ∑ΔQBL - Q + Q + QCtddt = 1.79,913+15%.79,913=91,9(MVAr) ∑QF= ∑ 𝑃𝐹 𝑡𝑎𝑛𝜑𝐹= 173,25 tan(arccos(0,85)) =107,371(MVAr)

Ta th y ấ ∑QF > ∑ 𝑄𝑦𝑐 nên ta không c n bù công su t ph n kháng ầ ấ ả

Trang 11

NGUYEN VU NHAT NAM 20181231 9 CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ VỀ KINH TẾ - KỸ THUẬT 2.1 Các phương án dự kiến sẽ thực hiện

Việc lựa chọn các phương án cung cấp điện hợp lý phải đảm bảo các y u t và m t s yêu c u ế ố ộ ố ầnhất định trong đó hai yếu tố chiếm phần quan tr ng nhọ ất là cũng cấp điện kinh t v i chế ớ ất lượng và độ tin cậy cao Tính toán thiết kế lưới điện nhằm mục đích đưa ra các phương án và lựa chọn phù h p cân b ng gi a y u t kinh t ợ ằ ữ ế ố ế và kĩ thuật Bước đầu của việc tính toán là đưa ra các sơ đồ cung cấp điện hợp lý đảm bảo các điều ki n ch n theo yêu c u ệ ọ ầ

Trong các phương án cần chú ý các nguyên tắc như đảm b o cung cả ấp điện liên t c và phụ 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 m i tình huụ ọ ống vì đây là các ph t i quan trụ ả ọng điển hình như: bệnh vi n, các khu công nghiệ ệp, nhà máy … Vì vậy phương án đi dây cho các phụ tải này ph i có ả các đường dây d phòng c ự ố định như (2 đường dây độ ậc l p: m ch kép hoặc m ch vòng kín) Ngoài ra phạ ạ ải đảm bảo chất lượng điện năng, các chỉtiêu v kinh t ề ế như: vốn đầu tư, chi phí vận hành và t n th t nh ổ ấ ỏ và đảm b o an toàn khi v n hành ả ậcó khả năng phát triển lưới khi nhu c u ph tầ ụ ải tăng… Từ yêu cầu đề bài là các ph t i lo i 1 ta ụ ả ạcó các phương án:

a Phương án 1:

Trang 12

b Phương án 2:

c Phương án 3:

d Phương án 4:

Trang 13

Từ đó ta có bảng tổng k t phân bế ố công suất trên từng nhánh trên đường dây như sau:

Trang 14

NGUYEN VU NHAT NAM 20181231 12 Đường

dây

Chiều dài (km)

Áp dụng cho đường dây có L < 220 km và P ≤ 60 MW Nếu 70 kV < m i Ui < 187 kV thì ch n ọ ọUđm = 110 kV

Với đường dây N-1: 𝑈𝑡𝑡𝑁𝐷1= 4.34∗ √ ,41 231 16 20+ ∗ = 82 486 𝑉 Tương t vự ới các đường dây khác ta có b ng: ả

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

Thiết kế lưới 110kV: đường dây trên không, dây AC sử dụng cột bê tông cốt thép

Chọn ti t di n dây d n theo mế ệ ẫ ật độ dòng kinh tế, Tính chọn dòng điện chạy trên dây d n với chế ẫđộ ph t i cụ ả ực đại ta có công thức tính:

𝐼𝑚𝑎𝑥=√𝑃𝑚𝑎𝑥2 + 𝑄𝑚𝑎𝑥2

𝑛 ∗ 𝑈𝑑𝑚∗ √3Trong đó:

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

Trang 15

NGUYEN VU NHAT NAM 20181231 13 𝑈𝑑𝑚: điện áp định m c c a mứ ủ ạng điện, kV

𝑃𝑚𝑎𝑥, 𝑄 : dòng CSTD và CSPK trên đường dây, [MW, MVAr] 𝑚𝑎𝑥

Từ dòng điện cực đại( 𝐼𝑚𝑎𝑥) ta tính ch n ti t di n dây d n theo công th c tính mọ ế ệ ẫ ứ ật độ dòng kinh tế:

Trong đó:

𝐹𝑘𝑡 : ti t di n kinh t c a dây d n ế ệ ế ủ ẫ𝐽𝑘𝑡 : mật độ kinh t cế ủa dòng điện, A/mm2 𝐽𝑘𝑡: chọn chung cho toàn lưới điện theo 𝑇𝑚𝑎𝑥 và dây AC 𝐼𝑚𝑎𝑥: dòng điện chạy trên đường dây cho ch ph t i cế độ ụ ả ực đại

Dây tiêu chu n sẩ ử dụng cho lưới 110kV trên không b o g m là ả ồ AC-70, AC-95, AC-120, AC-150, AC-185, AC-240

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= 5100 (h), với 𝑇𝑚𝑎𝑥>5000 n chung chọ 𝐽𝑘𝑡= 1

Tính toán với đoạn N-1:

𝐼𝑚𝑎𝑥=√𝑃𝑚𝑎𝑥2 + 𝑄𝑚𝑎𝑥2

𝑛 ∗ 𝑈𝑑𝑚∗ √3 = 𝐼𝑚𝑎𝑥=

√202+ 9.6862∗ 103

2 ∗ 110 ∗ √3 = 58 318. (𝐴)  𝐼𝑠𝑐=2 I = 116.636 (A) max

 𝐹𝑘𝑡= 𝐼𝑚𝑎𝑥= 58 318. Chọn dây d n AC-70 ẫ Icp=275A

Tương tự ới các đoạ v n khác ta có bảng chọn tiết diện cho các dây như sau: Đường

Trang 16

NGUYEN VU NHAT NAM 20181231 14 Bảng các thông s ố đường dây cho các phương án vừa chọn được

Đường dây

Chiều dài (km)

d Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật

• Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây

Khi có dòng điện đi qua, dây dẫn và cách điện sẽ bị nóng lên do hiệu ứng J -lenso Khi nhiun ệt độtăng cao quá và tồn tại lâu sẽ làm giảm độ ền cơ họ b c của dây d n hoặc làm già hóa cách điện Để ẫlàm đảm bảo cho dây dẫn làm việc lâu dài mà không bị hư hại, nhiệt độ của dây dẫn trong chế độ làm việc không được vượt quá nhiệt độ dòng điện cho phép c a dây ủ

Phát nóng dây dẫn do dòng điện s cự ố: 𝐼𝑠𝑐≤ 𝐼𝑐𝑝 (𝐼𝑠𝑐= 2 ∗ 𝐼𝑏𝑡) Icp xác định theo điều ki n tiêu chu n và cho trong các cataloge ệ ẩTheo b ng ch n tiả ọ ết diện dây đã tính:

So sánh giá tr dòng s c trong b ng và giá trị ự ố ả ị dòng điện cho phép sau khi ch n dây th a mãn ọ ỏđiều điện phát nóng của dây

• Kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang và độ ền cơ họ b c

Chọn ti t diện dây cho đường dây đã xét đến việc loại bỏ tổn thất vầng quang bằng cách chọn tiết ếdiện dây F 70 ≥ 𝑚𝑚2

Trang 17

NGUYEN VU NHAT NAM 20181231 15 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 đấ ằt b ng các móng v ng chữ ắc, làm nhi m v ệ ụỡ dây ở trên cao so v i mặớ t đất, do đó gọi là đường dây trên không Trên cột còn có th treo dây ểchống sét để sét không đánh trực tiếp vào dây dẫn

Dây dẫn được làm b ng nhôm lõi thép (AC), 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 tổn thất điện áp lớn nhất cho phép trong lưới điện

Để đả m b o cung cấp điệả n và chất lượng điện năng, điện áp trên lưới điện ph i luôn lả ớn hơn hoặc bằng giá tr nhị ất định Để đạt được các giá tr này t n thị ổ ất điện áp t ừ đầu ngu n ồ đến mọi điểm trên lưới điện phải nhỏ hơn hoặc bằng giá trị cho phép trong chế độ bình thường và sự cố

=20 ∗ 9.483 + 9.686 ∗ 9.0711102 ∗ 100= 2.294 %

Tương tự tính toán cho các mạch đường dây ta có b ng t ng h p t n thả ổ ợ ổ ất điện áp trên lưới điện là:

Đường dây

Chiều dài (km)

(𝑚𝑚2) 𝑅 (Ω) 𝑋 (Ω)𝐵/2

Trang 18

NGUYEN VU NHAT NAM 20181231 16  Thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp lớn nhất

- Chế độ sự c ố:

Trong chế độ ự ố chỉ xét đến đườ s c ng dây bị đứt m t m ch và s cộ ạ ự ố chỉ ả x y ra trên từng đoạn không có s c x p ch ng: ự ố ế ồ

∆𝑈N−1 𝑠𝑐 % = 2 ∗ ∆𝑈N−1𝑏𝑡% = 2 ∗ 2.294 % = 4.588 % Tương tự với các mạch đường dây còn lại ta có bảng:

Đường dây

Chiều dài (km)

(𝑚𝑚2) 𝑅 (Ω) 𝑋 (Ω)𝐵/2

(10−6Ω) P Q ∆𝑈𝑏𝑡% ∆𝑈𝑠𝑐% N-1 41.231 AC-70 9.483 9.071 1.29 20 9.686 2.294 4.588

N-3 56.569 AC-95 9.617 12.134 1.325 30 14.53 3.841 7.682 N-4 28.284 AC-70 6.506 6.2225 1.29 28 13.561 2.203 4.406

N-6 50 AC-95 8.5 10.725 1.325 32 15.498 3.622 7.244 Từ bảng trên ta thấy t n thổ ất điện áp trên đường dây N-3 là l n nhớ ất, ∆𝑈N−3𝑠𝑐=∆𝑈𝑚𝑎𝑥𝑠𝑐=7.682 % ≤ 20%

 Thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp lớn nhất

2.2.2 Phương án 2:

a Tính phân b công suố ất trên các nhánh đường dây

𝑆󰇗1−3= 𝑆󰇗3= 30 + 𝑗14 53, 𝑀𝑉𝐴 𝑆󰇗N−1= 𝑆󰇗1+ 𝑆󰇗3= 50+ 𝑗 24 216 𝑀𝑉𝐴 𝑆󰇗𝑁−2= 𝑆󰇗2= 25 + 𝑗12 108 𝑀𝑉𝐴

Trang 19

dây Chiều dài (km) 𝐹𝑡𝑐

(𝑚𝑚2) 𝑟0

(Ω/km) 𝑥0

(Ω/km) 𝑏0

(10−6Ω/km) 𝑅(Ω) 𝑋 (Ω) (10𝐵/2 −6Ω) N-1 41.231 AC-120 0.27 0.423 2.69 5.566 8.7205 110.911

N-3 56.569 AC-185 0.17 0.409 2.78 9.617 23.137 157.262

3-6 41.231 AC-70 0.46 0.44 2.58 18.966 18.142 106.376 N-4 28.284 AC-185 0.17 0.409 2.78 2.404 5.784 78.63 4-5 36.056 AC-95 0.34 0.429 2.65 6.1295 7.734 95.548

d Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật

• Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây

Khi có dòng điện đi qua, dây dẫn và cách điện sẽ bị nóng lên do hiệu ứng jun-lenso Khi nhiệt độtăng cao quá và tồn tại lâu sẽ làm giảm độ ền cơ họ b c của dây d n ho c làm già hóa cách ẫ ặ điện Để làm đảm bảo cho dây dẫn làm việc lâu dài mà không bị hư hại, nhiệt độ của dây dẫn trong chế độ làm việc không được vượt quá nhiệt độ dòng điện cho phép c a dây ủ

Phát nóng dây dẫn do dòng điện s cự ố: 𝐼𝑠𝑐≤ 𝐼𝑐𝑝 (𝐼𝑠𝑐= 2 ∗ 𝐼𝑏𝑡) Icp xác định theo điều ki n tiêu chu n và cho trong các cataloge ệ ẩTheo b ng ch n ti t diả ọ ế ện dây đã tính:

Đường

Q(MVAr) 21.794 12.108 14.212 15.695 0.197 28.091 14.53 Imax 131.216 72.898 171.127 188.982 2.362 169.124 87.476

FKT 131.216 72.898 171.127 188.982 2.362 169.124 87.476 Chọn dây AC-120 AC-70 AC-185 AC-185 AC-70 AC-185 AC-95

𝑑𝑚√3 *103

Trang 20

NGUYEN VU NHAT NAM 20181231 38 𝐼𝑁−6𝑠𝑐=√𝑃𝑁−62 + 𝑄𝑁−62

𝑈𝑑𝑚∗ √3 ∗ 103=361 578. (𝐴) 𝐼6−3𝑠𝑐=√𝑃3+ 𝑄3

𝑈𝑑𝑚∗ √3∗ 103=174 956, (𝐴)

Ta th y s c xấ ự ố ảy ra trên đoạn N-3 lúc này dòng điện chạy qua đường dây N-6 và 6-3 tăng lên nhưng vẫn nhỏ hơn dòng điện cho phép của đoạn dây đã chọn

→ Thỏa mãn điều kiện phát nóng của dây dẫn

Xét s cự ố trên đoạn N-6 tương tự có: 𝐼𝑁−3𝑠𝑐= 361 578, 𝐴; 𝐼3−6𝑠𝑐= 186 622, 𝐴 cũng thỏa mãn với điều kiện phát nóng

• Kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang và độ ền cơ họ b c

Chọn ti t diện dây cho đường dây đã xét đến việc loại bỏ tổn thất vầng quang bằng cách chọn tiết ếdiện dây F 70 ≥ 𝑚𝑚2.Đường dây trên không bao gồm dãy các cột 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 vững chắc, làm nhi m v ệ ụ ỡ dây trên cao so v i mở ớ ặt đất, do đó gọi là đường dây trên không Trên cột còn có thể treo dây chống sét để sét không đánh trực tiếp vào dây dẫn

Dây dẫn được làm b ng nhôm lõi thép (AC), 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 tổn thất điện áp lớn nhất cho phép trong lưới điện

Để đả m b o cung cấp điệả n và chất lượng điện năng, điện áp trên lưới điện ph i luôn lả ớn hơn hoặc bằng giá tr nhị ất định Để đạt được các giá tr này t n thị ổ ất điện áp t ừ đầu nguồn đến mọi điểm trên lưới điện phải nhỏ hơn hoặc bằng giá trị cho phép trong chế độ bình thường và sự cố

=45 ∗ 5.566 21 794+ 1102 ∗ 8.721∗ 100= 3,641%

Tương tự tính toán cho các mạch đường dây ta có b ng t ng h p t n thả ổ ợ ổ ất điện áp trên lưới điện là:

Trang 21

NGUYEN VU NHAT NAM 20181231 39 Đường dây

Chiều dài (km)

(𝑚𝑚2) 𝑅 (Ω) 𝑋 (Ω)𝐵/2

(10−6Ω) P Q ∆𝑈𝑏𝑡% N-1 41.231 AC-150 5.566 8.7205 110.911 45 21.794 3.641

Đường dây

Chiều dài (km)

(𝑚𝑚2) 𝑅 (Ω) 𝑋 (Ω) 𝐵/2

(10−6Ω) P Q ∆𝑈𝑏𝑡% ∆𝑈𝑠𝑐% N-1 41.231 AC-150 5.566 8.7205 110.911 45 21.794 3.641 7.282

N-4 28.284 AC-70 2.404 5.784 78.63 58 28.091 2.495 4.99 4-5 36.056 AC-95 6.1295 7.734 95.548 30 14.53 2.448 4.896

Trang 22

NGUYEN VU NHAT NAM 20181231 40 Với đường dây N-6-3 dạng mạch vòng, phân bố công su t b ấ ị thay đổ ới các trười v ng hợp đứt trên đoạn N-6, N-3

Xét s c ự ố trên đoạn N-6: 𝑆󰇗𝑁−3= 𝑆󰇗3+ 𝑆󰇗6= 62 + 𝑗30 03 𝑀𝑉𝐴 𝑆󰇗3−6= 𝑆󰇗6= 32 + 𝑗 515 MVA

∆𝑈N−3sc% =PN−3∗ RN−3+ QN−3∗ XN−3

Uđm2 100% 10 67%= ,∆𝑈3−6sc% =P3−6∗ R3−6+ Q3−6∗ X3−6

Kiểm tra điều

kiện thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn

: giá tr

𝑘0𝑖 ị tiền cho 1 km đường dây m t m ch th ộ ạ ứ i Đối với đường dây l kép thì giá ộtr tiị ền tăng 1,6 lần so với lộ đơn (đ/km)

𝐿𝑖 : chiều dài đoạn đường dây th i (km) ứ

ΔA: tổng tổn thất điện năng trong mạng điện 𝛥𝐴= ∑𝛥𝑃𝑖∗ 𝜏

Trang 23

NGUYEN VU NHAT NAM 20181231 41 𝛥𝑃𝑖: t n th t công su t tác dổ ấ ấ ụng trên đoạn đường dây th i ứ

Δ𝑃𝑖=𝑃𝑖2+ 𝑄𝑖2

𝑈đ𝑚2 ∗ 𝑅𝑖

τ: thời gian tổn thất công suất lớn nhất

𝜏 = (0.124+ 𝑇𝑚𝑎𝑥∗ 10−4)2∗8760Bảng giá đường dây được cho như sau:

Dây d n ẫ Giá ti n 1 mề ạch ( 106đồng/ km) 2 l trên 1 c t (ộ ộ 106đ/km)

Tính toán tương tự với các nhánh dây còn lại của lưới ta được:

Đường dây 𝑅 (Ω) P(MW) Q(MVAr) Δ𝑃𝑖(MW) 𝜏(h) ΔA𝑖(𝑀𝑊 ℎ)

Tổng tổn thất điện năng tạm tính trong mạng điện là: ΔA = 14762,06 MWh

Vốn đầu tư từng mạng điện được tính theo giá trị tiền cho 1 km đường dây và chiều dài đoạn đường dây 𝐾 = 𝑘 ∗ 𝐿∑ 0𝑖𝑖

Trang 24

2.3.2 Phương án 2:

Làm tương tự phương án 1 ta được:

Trang 25

NGUYEN VU NHAT NAM 20181231 43 𝑍𝑖= (𝑎𝑡𝑐+ 𝑎𝑣ℎ) ∗ 𝐾𝑖+ 𝑐𝐴∗ ∆𝐴𝑖= (0.125+ 0.07 834 060 10) ∗ ∗ 9+ 1000 ∗ 15827.53 10∗ 3=178.47 (109đồng)

2.3.3 Phương án 3:

𝑍𝑖= (𝑎𝑡𝑐+ 𝑎𝑣ℎ) ∗ 𝐾𝑖+ 𝑐𝐴∗ ∆𝐴𝑖= (0.125+ 0.07 927 131 10) ∗ ∗ 9+ 1000 ∗ 21722.98 10∗ 3=202 51 10 ( 6đồng)

2.3.4 Phương án 4:

Đường dây 𝑅 (Ω) P(MW) Q(MVAr) Δ𝑃𝑖(MW) 𝜏(h) ΔA𝑖(𝑀𝑊 ℎ)N-1 8.659 23.241 21.794 0.726442 3521.135 2557.899

Trang 26

𝑍𝑖= (𝑎𝑡𝑐+ 𝑎𝑣ℎ) ∗ 𝐾𝑖+ 𝑐𝐴∗ ∆𝐴𝑖= (0.125+ 0.07 907 122 10) ∗ ∗ 9+ 1000 ∗ 21722.98 10∗ 3=196 72 10 ( 9đồng)

2.3.5 Phương án 5:

N-3 9.617 29.343 14.212 0.844859 3521.135 2974.864 3-6 18.966 0.405 0.197 0.000318 3521.135 1.119473

Trang 27

𝑍𝑖= (𝑎𝑡𝑐+ 𝑎𝑣ℎ) ∗ 𝐾𝑖+ 𝑐𝐴∗ ∆𝐴𝑖= (0.125+ 0.07 856 875 10) ∗ ∗ 9+ 1000 ∗ 17185.02921 10∗ 3=184.28 (109đồng)

Tổng h p ợ so sánh chỉ tiêu kinh t ế các phương án: