Ồ án môn học thiết kế lưới Điện khu vực

ng tính toán số liệu ở chế độ cực đại hoặc cực tiểu 2 ng kết phương thức vận hành của nhà máy và hệ thống Bang tính toán điện áp của nhóm | 11 Bang tính toán điện áp của phương án 2a II

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN -+ - [| -

DA HOC DIEN LUC ELECTRIC POWER UNIVERSITY

THIET KE LUOI DIEN KHU VUC

Sinh viên thực hiện

Giảng viên hướng dẫn : TS ĐẶNG THÀNH TRUNG

Ngành : CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ Chuyên ngành : HỆ THỎNG ĐIỆN

Hà Nội, tháng 08 năm 2024

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN Độc lập - Tự do ~ Hạnh phúc Nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp

LỜI MỞ ĐẦU

Điện năng là một nguồn năng lượng quan trọng của hệ thống năng lượng quốc gan no được sử dụng rộng rãi trên hâu hết các lĩnh vực như: sản xuất kinh tê, đời sông xã hội, Hiện nay, đất nước ta đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa — hiện đại hóa, nên nhu câu về điện năng đòi hỏi ngày càng cao cả về sô lượng và chất lượng phục vụ Đề đảm bảo tốt hai tiêu chí trên thì ngành điện vừa phải làm tốt việc khai thác thăm dò các nguồn năng lượng dé có thể biến đôi chúng thành điện năng và hơn nữa cũng cần phải xây dựng hệ thống truyền tải, phân phối điện năng hiện đại, có phương thức vận hành tối

ưu đám bảo cá yêu cầu về kĩ thuật cũng như kinh tế

Với nhiệm vụ là thiết kế lưới điện khu vực, sau một thời gian tìm hiểu của bản thân

cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của cô Thể Đặng Thành Trung đã giúp em hoàn thành tot

do an nay Do an cua em được trình bày như sau:

Chương 1: Phân tích nguồn và phụ tải

Chương 2: Cân bằng công suất Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn điện

Chương 3: Tính chỉ tiêu kỹ thuật

Chương 4: Tính toán chỉ tiêu kinh tế

Chương 5: Chọn máy biến áp và sơ đồ nói điện

Chương 6: Tính toán chính xác cân bằng công suất và chọn đầu phân áp Chương 7: Tính toán giá thành của mạng điện

LOI CAM DOAN Tôi, , cam đoan những nội dung trong dé an nay là do tôi thực hiện

dưới sự hướng dẫn của ThS Đặng Thành Trung Các số liệu và kết quả trong đồ án là

trung thực và chưa được công bố trong các công trình khác Các tham khảo trong đồ án đều được trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên công trình, thời gian và nơi công bố Nếu không đúng như đã nêu trên, tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về đồ án của mình

Hà Nội ngày tháng năm 2023 Người cam đoan (Ký và ghỉ rõ họ tên)

Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Kỹ Thuật Điện, trường Đại học Điện Lực đã tận tình truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong thời gian vừa qua

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà nội ngày tháng năm 2023 Sinh viên

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DÂN

Hà Nội, ngày tháng năm 2023

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 4

2.1.2 Cân bằng công suất tác dụng 4 2.1.2 Cân bằng công suất phản kháng 5 2.2 Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn 6 a) Chế độ phụ tải cực đại 6

c) Chế độ sự cố 7

CHƯƠNG 3: TÍNH CHỈ TIÊU KỸ THUẬT 8

3.1.1 Nhóm 1 9 3.1.2 Nhóm 2 9 3.1.3 Nhóm 3 9 3.1.4 Nhóm 4 9 3.2 Lựa chọn điện áp định mức của mạng điện 10 3.2.1 Nhóm 1 10 3.2.2 Nhóm 2 11 3.2.3 Nhóm 3 13 3.2.4 Nhóm 4 13

3.3 Phương pháp chọn tiết điện dây dẫn và tính tốn thất điện áp trong mạng điện 14

3.3.4 _ Chọn tiết diện dây dẫn 14 3.3.2 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện 15 3.3.3 Áp dụng cho từng phương án 15 3.3.3.1 Nhóm 1 15

CHƯƠNG 4: TĨNH TOÁN CHỈ TIÊU KINH TE 23

4.1 Phương pháp tính chỉ tiêu kinh tế ¬-:

42 Tính kinh tế cho các phương án đề suất của các nhóm 22222222 SE S7 E22 27222 crrrrer 24

4.2.1 Nhóm 1 24 4.2.2 Nhóm 2 24

443 Lua chon phương án tối ưu 259

CHƯƠNG §: LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỎ CÁC TRAM CHO PHƯƠN

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC CÂN BẰNG CÔNG SUÁT VÀ CHỌN ĐẦU PHAN AP 36

6.4.3 Chế độ sau sự cố 47 6.5 Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp 48 6.5.1 Chọn đầu điều chỉnh khi chọn máy biến áp điều chỉnh dưới tải c.cceeeee 49

CHƯƠNG 7: TÍNH CÁC CHÍ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA LƯỚI ĐIỆN 51

7.3 Tên thất điện năng trong mạng điện

74 Tính chi phí và giá thành

7.4.1 Chỉ phí vận hành hàng năm

7.4.2 Chỉ phí tính toán hàng năm

7.4.3 Giá thành truyền tải điện năng

CHUONG 8: CHON MÁY BIỂN ÁP 56

8.1 Chọn máy biến áp

8.2 Giới thiệu về tram bién áp hợp bộ

8.3 Sơ đồ nguyên lý của trạm

CHƯƠNG 9: CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN 58

VẢ KHÍ CỤ ĐIỆN 58

9.1 Chọn thiết bị điện khoang trung thế

9.2 Chọn thiết bị điện khoang hạ áp

9.2.1 Chọn aptomat

9.2.2 Chọn thanh dẫn và thanh cái

9.2.3 Chọn thiết bị đo lường và bảo vệ

9.3 Chọn cáp liên lạc

9.3.1 — Chọn cáp trung thế:

9.4 Chọn kích thước trạm biến áp hợp bộ 22 252 22222222 eerree

9.5 Thiết kế cách lắp đặt

CHƯƠNG I0: TÍNH TOÁN NÓI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 66

10.1 Điện trở nỗi đất của thanh:

10.2 Điện trở nối đất của cọc:

10.3 Điện trở nối đất của hệ thống thanh cọc:

63

64

606 66

KY HIEU CAC CUM TU VIET TAT

TBA : Tram bién ap

ng tính toán số liệu ở chế độ cực đại hoặc cực tiểu 2

ng kết phương thức vận hành của nhà máy và hệ thống

Bang tính toán điện áp của nhóm | 11

Bang tính toán điện áp của phương án 2a II Bang tính toán điện áp của phương án 2b 12 Bang tính toán điện áp của phương ân 2c 13 Bang tính toán điện áp của phương án 3a 13 Bang tính toán điện áp của phương án 3.b 13 Bảng tính toán điện áp của phương án 44a 13 Tiết diện các dây dẫn của nhóm 15

Thông số các dây dẫn của nhóm l 15

Tổn thất điện áp trên đường dây nhóm l6 Tiết diện các dây dẫn của phương án2a l6 Thông số các dây dẫn của phương án2a 17 Tén that điện áp trên đường dây phương án 2a Tiết diện các dây dẫn của phương án2b_ 17 Thông số các dây dẫn của phương án2b 17 Tén that điện áp trên đường dây phương án 2b Tiết diện các dây dẫn của phương án2c 19 Thông số các dây dẫn của phương án 2c 19 Tén that điện áp trên đường dây phương án 2c Tiết diện các dây dẫn của phương án3a 20 Thông số các dây dẫn của phương án3a 20 Tén that điện áp trên đường dây phương án 3a Tiết diện các dây dẫn của phương án3b_ 20 Thông số các dây dẫn của phương án3b 20 Tén that điện áp trên đường dây phương án 3b Tiết diện các dây dẫn của phương anda 21 Thông số các dây dẫn của phương án4a 21 Tén that điện áp trên đường dây phương án 4a

Bảng 3- 33: Chỉ tiêu kỹ thuật của các phương án 21

Bang 5- 1: Cac thông số của máy biến áp trong trạm tăng áp 29

Bảng 5- 2: Kiểu máy biến áp đã chọn trong các trạm giảm ap 30

Bảng 5- 3: Các thông số của máy biến áp hạ áp 30

Bang 5- 4: Chọn loại sơ đề cho các phụ tải 33

Bảng 6- I: Thông số tính toán các đường dây nối voi nha may 6 chế độ cực đại 37 Bảng 6- 2: Thông sé tinh toan cac duong day nối với hệ thống ở chế độ cực đại 39 Bảng 6- 3: Thông sé tinh toan cac duong day nối với nhà máy ở chế độ cực tiêu 40 Bảng 6- 4: Thông số tính toán các đường dây nối với hệ thong 6 ở chế độ cực tiêu 42 Bảng 6- 5: Thông số tính toán các đường dây nối với nhà máy và hệ thống sau sự cố

44

Bảng 6- 6: Bảng tồn thất điện áp tại các nhánh trong chế độ phụ tải cực đại 46 Bảng 6- 7: Bảng tồn thất điện áp tại các nhánh trong chế độ phụ tải cực tiêu 47 Bảng 6- 8: Bảng tôn thất điện áp tại các nhánh trong chế độ sau sự cố 47 Bảng 6- 9: Giá trị điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp 47

Bảng 6- 10: Thông số điều chỉnh của MBA điều chỉnh đưới tải 48

Bảng ó- 11: Bảng tổng hợp điều chỉnh đầu phân áp ở các nút trong các chế độ 50

Bang 7- 1: Bang thong số đường dây của toàn mạng điện 31

Bảng 7- 2: Bảng thông số trạm của toàn mạng điện 5Ì -

Bảng 7- 3: Các chỉ tiêu kinh tê - kỹ thuật của hệ thông điện thiết kê 53

2: Phương án nối đây của nhóm 1 9

3: Phương án nối đây của nhóm 2 9

4: Phương án nối đây của nhóm 3 9

5: Phương án nói dây của nhóm 4 10

6: Phương án tối ưu của mạng điện 28

7: Sơ đề trạm biến áp tăng áp 32

§: Sơ đồ cầu trong và cầu ngoài 33

9: Sơ đồ bộ đường dây - máy biến áp 33

10: Sơ đỗ nối điện chính của nhà máy 35

11: Tính chế độ mạng điện của đường dây ND-1 trong chế độ cực đại 36

12: Tính chế độ mạng điện của đường dây ND-HT trong chế độ cực đại 38 13: Tính chế độ mạng điện của đường dây HT-ND trong chế độ Cực tiéu 41 14: Tính chế độ mạng điện của đường đây ND-I trong chế độ sự có 44

CHUONG 1: PHAN TICH NGUON VA PHU TAI

1.1 Nguồn điện

Lưới điện thiết kế gồm 2 nguồn cung cấp là nhà máy nhiệt điện và hệ thống điện

Hệ thống điện (HTĐ) có công suất vô cùng lớn:

Điện áp trên thanh góp hệ thống: U= 110kV

Hệ số công suất trên thanh góp: COS Py r =0,85

Đề trao đôi công suất giữa hai nguồn cung cấp khi cần thiết, đảm bảo cho hệ thống thiết kế làm việc bình thường trong các chế độ vận hành cần phải có sự liên hệ giữa hệ thống và nhà máy điện Mặt khác, vì hệ thống có công suất vô cùng lớn nên chọn hệ thông là nút cân băng công suât và nút cơ sở về điện áp

Ngoài ra do hệ thống có công suất vô cùng lớn nên không cần phải dự trữ công suất trong nhà máy điện, nói cách khác công suất tác dụng và công suất phản kháng dự trữ sẽ

được lay từ hệ thống điện

Nhà máy nhiệt điện (NĐ) gồm 3 tô máy:

s Công suất định mức: 3x 63 MW

« Hệ số công suat dinh mirc: cos 7, =0,82

s - Điện ap dinh mirc: Usn= 10,5kV

Nhiên liệu của nhà máy nhiệt điện có thể là than đá, dầu và khí đốt Hiệu suất của các nhà máy nhiệt điện tương đối thấp (khoảng 30 +40% ), đồng thời công suất tự dùng của các nhà máy nhiệt điện thường chiếm khoảng 6 +15%, tùy theo loại nhà máy nhiệt điện

Đối với các nhà máy nhiệt điện, máy phát làm việc ổn định khi phụ tải có

P >7, , còn khi ? <30%P,„ thì các máy phát ngừng làm việc

Công suất phát kinh tế của các máy phát ở nhà máy nhiệt điện thường bằng

(70 +90)%P,,

Khi thiết kế ta chọn công suất phát kinh tế bằng 85% công suất định mức, nghĩa là:

Pu=85%.n.Pam=0,85.3.63 = 160,65 (MW) 1.2 Phy tai

Nguồn điện cung cấp cho 7 phụ tải với các thông số cơ bản:

Trong hệ thống điện thiết kế có tất cả 5 phụ tải là phụ tải loại II và 2 phụ tải loại TII

với hệ sô cos@am = 0,91 Phụ tải loại II là những phụ tải quan trọng phải được cung cấp điện một cách liên tục Nếu gián đoạn cung cấp điện sẽ gây thiệt hại về kinh tế như sản xuất sản phẩm bị thiếu hụt, thứ phẩm tăng gây lãng phí và không sử dụng hết công suất thiết bị Do đó các hộ phụ tải loại II cần phải được cấp điện từ hai nguồn hoặc hai phía trở lên, cụ thê là sử dụng sơ đồ mạch vòng kín, đường dây mạch kép hoặc trạm biến áp có hai máy biến áp làm việc song song dé dam bảo cung cấp điện liên tục cũng như đảm bảo

chất lượng điện năng ở mọi chế độ vận hành Phụ tải loại III là những phụ tải cho phép

mất điện như các công trình dân dụng, công trinh phúc lợi, khu dân cư Do đó phụ tải loại

IH được cấp điện từ một nguồn, cụ thê là sử dụng đường dây mạch đơn hoặc trạm biến áp

có 1 máy biến áp

Công suất tiêu thụ của các phụ tải điện được tính như sau:

Tir cos@am = 0,91 => te@an = 0,456

Kết qua giá trị công suất của phụ tải trong chế độ cực đại và cực tiểu:

Bang 1- : Bảng tính toán sỐ liệu ở chế độ cực đại hoặc cực tiểu

CHUONG 2: CAN BANG CÔNG SUÁT XÁC DINH SO BO CHE DO LAM

VIEC CUA NGUON

2.1 Cân bằng công suất

2.1.2 Cân bằng công suất tác dụng

Đặc điểm quan trọng của năng lượng điện đó là khả năng truyền tải một cách tức thời

từ nguồn cung cấp tới hộ tiêu thụ và không thể tích trữ điện năng thành số luợng nhận thấy được Tính chất này xác định sự đồng bộ của quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng

Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống điện, các nhà máy của hệ thống can phải phát công suất bằng tông các công suất của các hộ tiêu thy va ton thất công suất trong mạng điện, nghĩa là cân phải thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất phát và công suất tiêu thụ

Ngoài ra để đảm bảo cho hệ thông vận hành bình thường, cần phải có dự trữ nhất định của các công suất tác dụng trong hệ thống Dự trữ trong hệ thống điện là một vẫn đề quan trọng, liên quan đến vận hành cũng như sự phát triển của hệ thống

Vì vậy, phương trình cân bằng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải cực đại đối với

hệ thống điện thiết kế có dạng:

Trong do:

Pyp - tong công suất tác dụng phát kinh tế do nhà máy nhiệt điện phát ra (bằng

§5% tông công suất đặt của nhà máy)

Pur - cong suat tác dung lấy từ hệ thông

Pạ - công suất tiêu thụ

m: Hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tai cực đại (ta lấy m=l )

»'P,, max — téng céng suat tác dụng của phụ tai trong chế độ cực đại

SAP — tng ton that trong mang dién, khi tinh so bé co thé lay bang 5% tông

céng suat tac ‘dung

Pu- céng suất tự dùng trong nhà máy điện, có thể bằng 10% tông công suất đặt của nhà máy

Par: Cong suất tac dụng dự trữ của nhà máy điện Công suất dự trữ

này có thê lấy từ thanh góp hệ thông nên không cần dự trữ công suất Pz„ =0 (do thanh góp hệ thống có công suất vô cùng lớn)

Theo như tính toán ở trên, công suất tác dụng của nhà máy nhiệt điện phát ra ở chế

d6 nay la: Pre = P.=160,65 MW

‹ Tổng công suất tác dụng của các phụ tải trong chế độ cực đại được xác định ở mục

2.1.2 Can bang céng suat phan khang

San xuat va tiêu thụ điện năng bằng dòng điện 1 xoay chiều đòi hỏi sự cân bằng giữa điện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm Sự cân bằng đòi hỏi không những đối với công suất tác dụng mà đối với cả công suất phan khang

Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp Phá hoại sự cân bằng công suất phản kháng sẽ dẫn đến thay đôi điện áp trong mạng điện Nếu như công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phân kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng sẽ tăng, ngược lại nêu thiếu công suất phản kháng điện áp trong mạng sẽ giảm

Vì vậy để đảm bao chat lượng cần thiết của điện áp ở các hộ tiêu thụ trong mạng điện và trong hệ thống, cân tiễn hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng

Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng thiết kế có dạng:

Q,-Q,,=3/Q., m0 a0: XAQ.: : VÀO, +Q,,+Q (2.2)

Trong đó:

Qe: tông công suất phân kháng do nhà máy phát ra

Qur:céng suat phản kháng do hệ thông cung cấp

Q.: tổng, công suất phản kháng tiêu thụ

YQmax tông công suất phán kháng trong chế độ phụ tải cực đại của

các phụ tải

Y AQ: téng tén that công suất phản kháng trong cảm kháng của các

đường dây trong mạng điện

%Q.: tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây

sinh ra, khi tính sơ bộ lấy "AQ ,=XQ„

%AQ,: tông tốn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp, trong tính toán sơ bộ lay YAQ, =15%YQmax

Q.: công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện

Q¡: công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống, đối với mạng điện thiết kế

công suất Q„ lấy ở hệ thống, nghia la Qu =

m: hệ sô đồng thời (m=l)

Hệ số công suất của nhà máy là cos¿„„ =0,82 nên /g/„ =0,7

Hệ số công suất của hệ thông 1a cos ¢,,, =0,85 nén (gy, =0,62

Hệ số công suất ty ding la cosy, = 0,82 nên /gợ;, =0,7

Như vậy, tông công suất phản kháng do nhà máy nhiệt điện phát ra là:

Tổng công suất phan khang tiêu thụ trong mạng điện:

O, = On + AO, +O,, =105,34+15,8+11,2 1=132,34 (MVAr)

Tổng công suất phản kháng được cung cấp từ hệ thống và nhà máy:

Q, 1Q, ;—= 112,13+60,74=172,87 (MVAT)

Từ các kết quả tính toán trên nhận thấy rằng, công suất phản kháng do các nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ Vì vậy không cân bù công suất phản

kháng trong mạng điện thiết kế

2.2 Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn

a) Chế độ phụ tải cực đại

Ta có công suất yêu cầu của phụ tải (chưa tính đến công suất tự dùng):

¥’Pyemax = >, Pptmax (,AP= 231 + 11,55 = 242,55 (MW)

Nhà máy nhiệt điện vận hành 85% công suất định mức và cả 3 tổ máy đều vận hành Công suất phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện là:

Pu = 160,65 (MW)

Công suất phát lên lưới là:

Pr max = Prt - Pra = 160,65 — 10% 160,65 =144,58 (MW)

Vậy hệ thông phải cung cấp lượng công suất là:

Part max = })Pyc mà — PrL ma — 242,55 — 144,58 =97,96 (MW)

b) Chế độ phụ tải cực tiêu

Ở chế độ cực tiểu cho nhà máy phát 70% công suất định mức cho 3 tổ máy Khi đó: Tổng công suất yêu cầu của phụ tải (chưa tính đến công suất tự dùng):

3 Pyc ma =>, Ppma †2,AP= 166,32 + 166,32.5% = 174,64 (MW)

Công suất phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện là:

Pxpo = 70% n.Pamp = 0,7.3.63 =132,3 (MW)

Công suất phát lên lưới là:

Prumin = Po - Pra = 132,3 — 132,3.10% = 119,07 (MW)

Vậy hệ thông phải cung cấp lượng công suất là:

Pat min = ¥)Pyemin — Prt min = 174,64 — 119,07= 55,57 (MW)

c) Ché độ sự cố

Với giả thiết không xét đến sự cố xếp chồng thi sự cô nặng nề nhất là hỏng I tổ máy của nhà máy nhiệt điện, khi đó dé đáp ú ứng nhu câu của phụ tải ta phải cho nhà máy phát 100% công suất của I tổ máy còn lại

Pwpsc= 100%.(1n-1).Pame=100%.2.63=126 (MW)

Tổng công suất yêu cầu trong chế độ sự cô một tổ máy nhà máy nhiệt điện là:

YPyese = ¥ Primax (AP = 231 + 11,55 = 242,55 (MW)

Công suất phát lên lưới là:

Petso = Pup - Pra = 126 — 126.10% = 113,4 (MW)

Vậy hệ thông phải cung cấp lượng công suất là:

3;Py.T— Peux = 242,55 — 113,4= 129,15 (MW)

Từ các lập luận cùng với các tính toán ở trên ta có bảng tông kết phương thức vận hành

của nhà máy và hệ thống trong các chế độ như sau:

Phr¿; =

Bảng 2- : Tổng kết phương thức vận hành của nhà máy và hệ thống

Chế độ vận Công suất phát Công suất hệ Số tô máy đang | % công suất

(MW) (MW) P P

CHƯƠNG 3: TÍNH CHÍ TIÊU KỸ THUẬT

3.1, Đề xuất các phương án nỗi dây

Một trong các yêu câu của thiết kế mang dién la dam bao cung cap dién an toan

và liên tục, nhưng vẫn đảm bảo tinh kinh tế Muốn đạt được yêu cầu này người ta phải tìm

ra các phương án hợp lý nhất trong các phương án vạch ra đồng thời đảm bảo được các chỉ tiêu kỹ thuật

Các yêu câu chính đối với mạng điện:

-_ Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

- Dam bao dé tin cậy cung cấp điện

- Dam bao chat luong dién nang

- Dam bao tinh linh hoat cua mang dién

- Dam bao tinh kinh té va cé kha nang phat trién

Nhu da tinh 6 muc 1.1 : P,,= 160,65 (MW), P.,= 16,06 (MW)

Tổng công suất các phụ tải đối với nhiệt điện là:

- Nhóm I gồm: Hệ thống, nhà máy nhiệt điện

- _ Nhóm 2 gồm: Hệ thống điện, phụ tai 7, phụ tải 4, phụ tải 5

- Nhom 3 gồm: Nhà máy nhiệt điện, phụ tải 2, phụ tải 3

- Nhom 4 gồm: Nhà máy nhiệt điện, phụ tải 1, phụ tải 6

Dé vạch ra được Các phương án nối dây cho mỗi nhóm, ta phải dựa trên ưu điểm, nhược điểm của các sơ đồ hình tia, liên thông, mạch vòng và yêu câu về độ tin cậy của các phụ tải

Mạng điện hình tia:

-u điểm: + Sử dụng các thiết bị đơn giản, rẻ tiền và bảo vệ role đơn giản

+ Thuận tiện khi phát triển và thiết kế cải tạo các mạng điện hiện có

-Nhược điểm: + Độ tin cậy cung cấp điện thấp

+ Khoảng cách dây lớn nên thi công tốn kém

Mang điện liên thông:

-Uu diém: +Viéc thi công sẽ thuận lợi hơn vì thi công cùng trên một đường dây + Độ tin cậy cung cấp điện tốt hơn so với hình tia

- Nhược điểm: + Tiết điện dây dẫn lớn

+ Tổn thất điện áp và tốn thất điện năng cao

-Uu diém: + Dé tin cậy cung cấp điện cao

- Nhược điểm: + Giá thành xây dựng lớn

3.2 Lựa chọn điện áp định mức của mạng điện

Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất của phụ tải,

khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối giữa các phụ tải với nhau, sơ đồ mạng điện

Điện áp định mức của mạng điện thiết kế được chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp

điện Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị của công suất

trên mỗi đường dây trong mạng điện

Việc chọn điện áp ảnh hưởng trực tiếp đến chí tiêu kinh tế và chỉ tiêu kỹ thuật của

mạng điện Nếu điện áp lớn thì dòng điện nhỏ sẽ được lợi về dây dẫn nhưng xá sứ cách điện phải lớn Ngược lại, nếu điện áp thấp thì được lợi về cách điện, cột xà nhỏ nhưng chí phí cho dây dẫn sẽ cao hơn Tùy thuộc vào giá trị công suất cần truyền tải và độ dài đường dây tải điện mà chọn điện áp vận hành sao cho thích hợp nhất Trong khi tính toán thông thường, trước hết chọn điện áp định mức của các đoạn đường dây có công suất truyền tải lớn Các đoạn đường dây trong mạng kín, theo thường lệ cần phải được thực hiện với một cấp điện áp định mức

Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh nghiệm sau (1):

2 | PL

U “4.3441 +16 (kV) (3.1)

Ap dung lần lượt tính toán cho từng nhóm và phương an

3.2.1 Nhóm 1

Tính điện áp định mức trên đường dây HT-NĐ

Công suất tác dụng từ NÐ truyền vào đường dây HT-NĐ được xác định:

P., „y =P, -P,-P,5AP, (3.2)

Trong do:

- P,,: téng céng suat phát kinh tế của nhà máy điện;

-P„ạ ; công suất tự dùng của nhà máy điện;

-._Pg ; tông công suất tác dụng của tất ca các phụ tai với nhà máy nhiệt điện Nhu da tinh 6 muc 2.1: P,,= 160,65 (MW), P,,= 16,06 (MW)

Tổng công suất các phụ tải đối với nhiệt điện là:

P, = 111 (MW)

Do đó công suất tác dụng từ nhà máy nhiệt điện truyền vào hệ thống là:

Pu, =ŒP,,- P„)- PV + AP.) =(160,65-16,06)-(111+0,05.111) =28,03 (MW) Công suất phản kháng từ nhà máy truyền vào hệ thống là:

©\vsir=Pvyy tag Oxy = 28,03.0,7=19,57 (MVAr)

Dòng công suất truyền tải trên đường dây ND-HT:

Sanit —Pyoy yy Quy yy = 282034-19,57 (MVA)

Dién ap tinh toan trén duong day ND-HT:

J wpa 4,34.,/60+ l6” 73,18 (kV)

Do đó chọn ta chon điện áp truyền tải định mức nhóm T là 110kV

Đảng 3- : Bảng tính toán điện áp của nhóm 1

Dién ap tinh toan trén doan HT-S la:

| 58

Uni s4344/5 14 16.5= 98.49 (kV)

Do đó ta chọn điện ap truyền tải định mức của phương án 2.a là I10kV

Đảng 3- : Bảng tính toán điện áp của phương án 2.a

U,,=4.34 |28,3+ l 6.—=68.94 (kV)

Điện áp nhánh HT-Š tính tương tự như phương án a

Do đó ta chọn điện áp truyền tải định mức của phương án 2.b là 110kV

Đảng 3- : Bảng tính toán điện áp của phương án 2.b

c Phuong an 2c

Giả thiết rằng mạng điện là đồng nhất và tất cả các đường dây đều có cùng tiết diện

Tính dòng công suất chạy trên các đoạn đường dây mạch vòng HI-4-7-HT Đề xác định các dòng công suất ta cần giả thiết răng, mạch điện động nhất và tất cả các đoạn đường dây đều có cùng một tiết diện

Như vậy công suất chạy trên đoạn đường HT-4 như sau:

Nên mút 4 là điểm phân công suất chung

Điện áp tính toán trên đoạn HT-4:

31,93

31,616 , =101,08 (kV)

Dién ap tinh toan trén doan HT-7:

U,.,=4.34

U, +34 0316) 16

l Dién ap tinh toan trén doan 4-7:

U,., =4.34 (28.3 +16 2,07_

98,28 (kV)

34,02 (kV)

Do đó ta chọn điện ap truyền tải định mức của phương án 2.c là I10kV

Đảng 3- : Bảng tính toán điện áp của phương án 2.c

Nhánh | Lm) | Sólộ | P(MW) |Q(MVAn) | UV) Uan({kV)

Do đó điện áp định truyền tải định mức của nhóm 2 là 110kV

Tinh toán tương tự như trên ta được các nhóm con lai nh sau:

3.2.3 Nhóm 3

Bảng 3- : Bảng tính toán điện áp của phương án 3.a

Nhánh L(km) Số lộ | P(MW) | Q(MVAn)| U@&V) Uam(kV)

Bảng 3- : Bảng tính toán điện áp của phương án 3.b

Nhánh L(km) Số lộ | P(MW) | Q(MVAn)| Ux(kV) Uz„(KV)

Do đó điện áp định truyền tải định mức của nhóm 3 là 110kV

3.2.4 Nhóm 4

Bảng 3- : Bảng tính toán điện áp của phương án 4.a

Nhánh L(km) Số lộ | P(MW) | Q(MVAn)| U@&V) Uam(kV)

Do đó điện áp định truyền tải định mức của nhóm 4 là 110kV

Như vậy ta chọn được điện áp cho lưới điện là 110 kV

3.3 Phương pháp chọn tiết diện dây dẫn và tính tôn thất điện áp trong mạng điện 3.3.1 Chọn tiết diện dây dan

Các mạng điện 110 kV đuợc thực hiện chủ yếu bằng các đường đây trên không Các dây dẫn được sử đụng là dây nhôm lõi thép (AC), đồng thời các dây dẫn thường được đặt trên các cột bê tông ly tâm hay cột thép tuỳ theo địa hình đường dây chạy qua Đối với các đường dây 110 kV, khoảng cách trung bình hình học giữa dây dẫn các pha bằng 5 m (Dtb= 5 m)

Trong thực tế, có điện áp truyền tai đến 220kV, người ta thường chọn tiết diện day

dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện:

lL

— (3.3)

kt Dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ phụ tải cực đại được xác định theo công

thức:

S 3 VPạ, ax Qi Tog = 10 nv3.U dm nv l3 U, (3.4)

Dua vao tiết diện dây dẫn tinh được theo : công thức trên, tiến hành chọn tiết điện tiêu chuẩn gân nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vâng quang, độ bền cơ học của đường dây và phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sur cô

Đối với đường dây 110 kV, để không xuất hiện vằng quang các dây nhôm lõi thế cần phải có tiết diện F >70mm’

Đề đảm "bảo cho đường dây vận hành bình thuờng trong các chế độ sau sự có, can phải có các điều kiện:

+ <L, kk

THỊ, SE ÂN,

Trong đó:

[,.: dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn

Tmax: dong dién lam viée lon nhat chạy trên đường dây ở chế độ làm việc bình

thường

I.: dòng điện làm việc lớn nhất chạy trên đường dây ở chế độ sự cố Ta xét

trường hợp sự cô một mạch đường dây lộ kép, còn với mạch vòng thì ta phải xét đến sự cố xây ra trên các nhánh và sự cô một tô máy có công suất lớn nhất (không xét SỰ cô xếp chồng)

k;: Hệ số xét sự đặt gần nhau của các đây dẫn, k;= I

ki: Hệ số điều chỉnh theo nhiệt độ

|¢,, - 6,

\ a" - 6, Trong do:

ở : Nhiệt độ cho phép lúc bình thường, 2,,=70°C

9,„ : Nhiệt độ môi trường xung quanh, 2,,=35°C

9, : Nhiệt độ cho phép lúc bình thường, 4,=25°C

J70- 35

Ñ, =\.|———- =U.88

Ý70- 25 3.3.2 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện

Tổn thất điện áp trên đường dây thứ ¡ khi vận hành bình thường được tính:

P.R,+Q,.X

Tén that điện áp phải thoản mãn điều kiện:

¢ Luc binh thuong: AU,,,,,.% <AU,,.,% =15%

Chọn tiết điện dây dẫn của đường dây:

Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-HT:

Dòng điện chạy trên đường dây NĐ-HÏT khi phụ tải cực đại:

Bảng 3- : Tiết điện các dây dẫn của nhóm 1

Đường| P Q Timex Fe Loai le | Iep-kike | Lee day | (MW) | (MVAr)| (Ay | (mm) | dây (A) (A) (A) HT-NĐ | 28035| 19568| 89,72] 81,56 | AC-70 265 | 233,73 | 179,44

Bảng 3- : Thông số các dây dẫn của nhóm 1

Duong “HA I To Xo bo 5 dây Loại dây (km) (Q/km) | (Q/km) | (aS / km) RQ) | XQ) ( US)

Áp dụng công thức 3.5 ta có bảng tôn thất điện áp trên đường dây nhóm l

Bảng 3- : Tén thất điện áp trên đường dây nhóm 1

ND-HT | AC-70 28,035 19,568 13,8 13,2 5,332 10,664

Kiểm tra điều kiện phát nóng cho phép

Sau khi chọn tiết diện tiêu chuẩn cần kiểm tra dòng điện chạy trên đường dây, trong các chế độ sau sự cố Đối với đường dây liên kết NĐ-HT, sự có có thể xảy ra hai trường hợp sau:

Sự cố một mạch trên đường dây;

Sự có một tô máy phát điện

+ Nếu sự cô một mạch của đường dây thì đòng điện còn lại bằng:

ly = 2.89,72=179,44 (A) <k)-kp.1., =0,88 1.265 = 233 (A) => thỏa mãn + Nếu sự cô một tô máy phát điện, các tô còn lại phát đủ 100% công suất Công suất chạy trên đường dây HT-NĐ là:

Kiểm tra điều kiện tên thất điện á ap:

AU _ Par ND; “vo † Ôự vo

Vin AUuau%6E 5,33% <15%

AU maxsc% =10,66% < 20%

=> Nhóm | théa man yéu cau ky thuat

3.3.3.2 Nhóm 2

a Phương án a

Tính toán tương tự phương án Í ta có:

Bảng 3- : Tiết diện các đây đẫn của phương án 2a

_3,15.13,8+1,95.13,2 110° =0,57% < U„=

10°=9,73 (A) <ki.ko.Jep = 233 (A) => thỏa mãn

20%

HT-4 34| 15,504 98,07 89,15 | AC-95 330 | 291,06 | 196,14 HT-7 28 | 12,768 80,76 73,42 | AC-70 265 | 233,73 | 161,52 HT-5 58| 26,448 | 167,29} 152,08 | AC-150 445 | 392,49 | 334,58

Bảng 3- : Thông số các dây dan của phương án 2a

Đường ta l n To Xo bo B/2 dây Loại dây (km) (Q/km) | (Q/km) | (aS /km) RQ) | X(Q) (uS)

HT-4 AC-95 316| 2 0,33 0,429 2,65 | 5,214 | 6,778 | 83,75 HT-7 AC-70 316| 2 0,46 0,44 2,58 | 7,268 | 6,952 | 81,55 HT-5 AC-150 51} 2 0,21 0,416 2,74 | 5,355 | 10,608 | 139,75

Bảng 3- : Tôn thất điện áp trên đường dây phương án 2a

day | bo") (MW) |(MVADL (@) | @ | @% | (%

Tinh toán tương tự trên ta có các bang sau:

Bảng 3- : Tiết diện các đây đẫn của phương án 2b

Đường P Q Tinax Fe Loai I, lu.kị.kạ 1;

dây | (MW) [CMVAD| (A) | (mm) | đẩy | (A) | (A) | (A)

HT-4 62 | 28,272 | 178,83 | 162,57 | AC-150 445 | 392,49 | 357,66 HT-5 58| 26,448 | 167,29} 152,08 | AC-150 445 | 392,49 | 334,58

Bảng 3- : Thông sô các dây dan cua phuong an 2b

Bảng 3- : Tôn thât điện áp trên đường dây phương án 2b

4-7 AC-70 28 12,768 6,509 6,226 2,163 4,326

HT4 |AC-I50 | 62] 28272| 3318| 6,573 3,236 6,472 HT-5 [| AC-150 | 58| 26,448| 5355| 10,608 A 886 9,772

Và phụ tải 4 là điểm phân công suất

Dòng điện chạy trên đường dây HT-4:

S » ¥31,93°+14,56°

Ly = —+—.10° = 2 10°= 184, 1 8A)

n.v3.U 4, I./3.110 Tiết diện dây tính toán cho đường dây HT-4 là

TY a!va — 184,18 =167,44(mm’)

Vậy ta chọn dây dẫn tiêu chuẩn AC-150 cho đường dây HT-4

Tương tự ta chọn được dây AC-150 cho đường dây HT-7 và AC-70 cho đường dây 7-4

Ta kiểm tra điều kiện phát nóng cho phép khi sự cố Ta chỉ cần xét sự cô đứt dường dây HT-4 (vì trường hợp này đoạn đường dây 7-4 sẽ có dòng lớn hơn) Khi đó sơ đồ có dạng mạch liên thông HT-7-4 Ta tinh toan tương tự như trên có kết quả sau

Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây HT-7 khi phụ tải cực đại:

Dòng điện sự có lớn nhất chạy qua đoạn HT-4 sẽ được tính khi đứt đoạn dây HT-7 Tính

toán tương tự trên ta cũng có dòng điện sự cô Iu¿s—lwzs=357,65 (A) < l¿.kị.kạ= 392,49

(A)

cô đứt l dây xảy ra

Tính toán tương tự ta có các bảng sau:

Bảng 3- : Tiết diện các đây dẫn của phương án 2c

Đường P Q Tinax Fe Loai I, lu.kị.kạ 1;

dây | (MW) [CMVADE (A) | (mm) | đẩy | (A) | (A) | (A)

HT-4 31,928 | 14,559} 184,18} 167,44 | AC-150 445 | 392,49 | 357,65 HT-7 30,072 | 13,713 | 173,47 157,7 | AC-150 445 | 392,49 | 357,65 4-7 2,072 0,945 11,95 10,86 | AC-70 265 | 233,73 | 196,13 HT-5 58 | 26,448 | 167,29 | 152,08 | AC-150 445 | 392,49 | 334,58

Bảng 3- : Thông số các dây dẫn của phương án 2c

Tôn thất điện áp trong mạng điện:

Khi tính điểm phân công suất, do ta giả thiết tiết điện dây giống nhau nên tôn thất điện áp lớn nhất sẽ được tính từ nguồn đến điểm phân công suất Tuy nhiên do ta chọn tiết diện dây khác nhau cho mạch HT-4 và HT-7 nên ta sẽ tính ton that điện áp trong từng nhánh, so sánh và lấy ton thất điện áp lớn hơn

Kiểm tra điều kiện tốn thất điện á ap khi sự có:

Ta xét 2 trường hợp sự cố là đứt đường dây HT-4 (sc1) và đứt đường đây HT-7 (sc2) khi

đó sơ đồ sẽ có dạng mạch liên thông Dòng công suất chạy trong các nhánh sẽ như bảng sau:

Bảng 3- : Tôn thất điện áp trên đường dây phương án 2c

Duong} Loại P Q R x AUiw AU i sot | AU¡¿;

day day | (MW) | (MVAr)| (@) (Q) (%) (%) (%) HT-4 |AC-150 | 31,928] 14,559] 6,636] 13146| 3,333 | đứt 6,472 HT-7 |AC-I50 | 30,072 13,713 | 6,636| 13,146 3,139 6,472 | đứt

4-7 AC-70 2,072 0,945 | 13,018 | 12,452 0,32 5,253 | 4,326

Bảng 3- : Tiết diện các day dan của phương án 3a

Đường| P Q Tenax Fe Loai lạ | Tpkike | Ie

day | (MW) | (MVAD (A) | (mm) | đẩy | (A) | (A) | (A)

Bảng 3- : Tôn thât điện áp trên đường dây phương an 3a

Tinh toán tương tự trên ta có các bang sau:

Bảng 3- : Tiết diện các đây đẫn của phương án 3b

Đường| P Q Tum, Fe Loai ly | Iep-kike | Lee day | (MW) | (MVAr)| (a4) | (mm) | dây (A) (A) (A) 2-3 20 912| 115,37] 104,88 | AC-95 330 | 291,06 | 115,37 ND-2 45 20,52 | 129,79 | 117,99 | AC-120 380 | 335,16 | 259,58

Bảng 3- : Thông sô các day dan của phương an 3b