Đồ án môn học thiết kế lưới Điện 2

Đồ án môn học này đã đưa ra phương án có khả năng thực thi nhất trong việc thiết kế mạng lưới điện cho một khu vực gồm nguồn và bảy phụ tải.. Nội dung phần thiết kế lưới điện khu vực gồm

PHAN TICH VA ĐÈ XUẤT PHƯƠNG ÁN CHO LUOI DIEN

Phân tích nguồn 22-522 22 2211.21121122112212 121121212222 1211212222212 21 gu 1

1.1.1 Sơ đồ vị trí nguồn và phụ tải

Hinh 1 1 sơ đồ phân bố phụ tải

-Nguồn có công suất vô cùng lớn có khả năng đáp ứng mọi yêu câu về công suất của phụ tải và đảm bảo chất lượng của điện áp

Nguồn điện có công suất lớn đảm bảo rằng điện áp trên thanh góp cao áp luôn ổn định, ngay cả khi có sự biến động về công suất phụ tải hoặc khi xảy ra sự cố ngắn mạch.

-Hệ thống điện có công suất vô cùng lớn, hệ số coso=0,85

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật Bang | 1 Khoang cach tir nguồn đến các phụ tải tải Khoảng cách

Thông số | Tải 1 | Tải2 | Tải3 | Tải4 | Tải 5

Bang 1 2 Số liệu của các phụ tải

-Hệ thống điện thiết kế có phụ tải :

Các hộ phụ tải loại 1 đóng vai trò quan trọng và cần được đảm bảo cấp điện ổn định Mỗi phụ tải phải được cung cấp điện thông qua một lộ đường dây kép cùng với hai máy biến áp hoạt động song song, nhằm duy trì nguồn điện liên tục và đảm bảo chất lượng điện năng Việc ngừng cấp điện có thể gây ra thiệt hại cho sản phẩm và thiết bị, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động của phụ tải.

-Yêu cầu trong điều chỉnh điện áp :

+ Trong mạng điện thiết kế có yêu cầu điều chỉnh điện áp phải thỏa mãn các chế độ sau:

Chê độ sau sự cô Chế độ phụ tải cực tiểu :

Chương I[: Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật

Chế độ phụ tải cực đại: du% = +5%Uaằ„ du% = £5%Usn

> du% =+5%U an -Số liệu của các phụ tải như bảng sau:

Tải Loại Smax | Pmax | Qmax | Smin | Pmin | cosp | Tmax(h)| U(kv) | Qmin | sing

—_ max — Pain max ˆ cos min” cos

Qnax = Sina sing Quạ,— mm sing

Sau khi phân tích nguồn và phụ tải ta khái quát được:

- Nguôn có thê đáp ứng ứng được mọi yêu cầu về công suât của phụ tải và đám bảo

Bang 1 3 Số liệu tính toán của các phụ tải chất lượng điện áp và đảm bảo điện áp trên thanh góp cao áp không đổi khi xảy ra mọi biên động về công suât phụ tải dù xảy ra ngăn mạch

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật

- 6 phụ tải nằm ở các vị trí khác nhau xung quanh Nguồn, các phụ tải có công suất tiêu thụ khác nhau

+ Các phụ tải L, 3, 4, 5 thuộc loại I

+ Các phụ tải 2 thuộc loai IIT

1.3 Đề xuất phương án nối dây

1.3.1 Ưu nhược điểm của các phương án nối dây

Trong thiết kế mạng điện, yêu cầu quan trọng là cung cấp điện an toàn và liên tục, đồng thời vẫn phải đảm bảo tính kinh tế Để đạt được mục tiêu này, cần tìm ra phương án hợp lý nhất trong số các phương án đã được đề xuất, đồng thời đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật.

Để đảm bảo độ tin cậy và chất lượng cao của điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ, các yêu cầu kỹ thuật chính đối với mạng điện cần được chú trọng Trong quá trình thiết kế sơ đồ mạng, việc đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại L là rất quan trọng, yêu cầu dự phòng 100% và hệ thống tự động đóng dự phòng Do đó, để cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại L, có thể sử dụng đường dây hai mạch hoặc mạch vòng, trong khi các hộ tiêu thụ loại 3 sẽ được cung cấp bằng đường dây một mạch.

Để chọn sơ đồ tối ưu cho mạng điện, chúng ta cần đề ra phương án nối dây dựa trên các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật Qua việc phân tích các tiêu chí này, chúng ta sẽ xác định được phương án nối dây tối ưu nhất cho hệ thống điện.

-Một phương án nối dây hợp lí phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+Dam bao cung cấp điện liên tục

+Dam bảo chất lượng điện

+Dam bảo an toàn cho người và thiết bị

+Dam bao thuận lợi cho thị công ,vận hành và phải có tính linh hoạt cao

+Đảm bảo tính kinh tế

+Đảm bảo tính phát triển của mạng điện trong tương lai

Khi lập kế hoạch cho các phương án nói dây, cần xem xét kỹ lưỡng ưu nhược điểm của các sơ đồ mạng điện khác nhau cũng như phạm vi sử dụng của chúng.

Chwong IT chuyên về tính toán chỉ tiêu kỹ thuật, với ưu điểm nổi bật là khả năng sử dụng các thiết bị đơn giản, giá rẻ và các thiết bị bảo vệ role dễ dàng Điều này thuận tiện cho việc phát triển và cải tạo mạng điện hiện có, đồng thời khi xảy ra sự cố, không làm ảnh hưởng đến các đường dây khác Tôn thất của hệ thống cũng nhỏ hơn so với lưới liên thông.

+Nhuge diém:Chi phi dau tu day cao,khao sát thiết kế thi công mat nhiều thoi gian lang phí khả năng tải

+UƯUu điểm:Việc tô chức thi công sẽ thuận lợi vì hoạt động trên cùng một đường dây

Nhược điểm của hệ thống là cần bổ sung thêm trạm trung gian, đồng thời yêu cầu thiết kế bố trí phải được bảo vệ bằng role Thiết kế cũng cần có chức năng cắt tự động khi gặp sự cố phức tạp Ngoài ra, độ tin cậy trong việc cung cấp điện thấp hơn so với lưới hình tia.

+Uu diém: Dé tin cậy cung cấp điện cao,khả năng vận hành lưới linh hoạt

+Nhược điềm: Số lượng máy cắt cao áp nhiều hơn,bảo vệ role phức tạp hơn.tôn thất điện áp lúc sự có lớn

1.3.2 Đề xuất phương án nối dây a phương án Í

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật

Hình 1 2 Phương án đi đây sé 1 b phương án 2

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật

Hình 1 3 Phương án đi đây số 2 c phương án 3

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật

Hinh 1 4 Phuong an di day số 3

Cân bằng công suất trong hệ thống điện là việc kiểm tra khả năng cung cấp và tiêu thụ điện có đồng bộ hay không Điều này bao gồm việc xác định phương thức vận hành cho từng nhà máy trong các trạng thái cực đại, cực tiểu và sau sự cố Để hệ thống điện hoạt động ổn định, cần thiết phải cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng, từ đó nâng cao chất lượng điện năng.

1.4.1 Cân băng công suất tác dụng

Mục đích: Giữ cho dòng điện luôn có tần số là fP Hz

Trong đồ án ta giả thiết:

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật + Nguồn điện đủ cung cấp cho nhu cầu công suất tác dụng

+ Tổng công suất tự dùng và công suất dự trữ trong hệ thống bằng không

Sự cân bằng công suất tác đụng trong hệ thông được biểu diễn bằng biểu thức:

>PF = YPyc =m.>PpttYAP mđ +`P td+}'Pdt Trong đó: >PF : Tông công suất phát

Pyc là tổng công suất yêu cầu m, với hệ số đồng thời trong dự án môn học là m = 1 Ptd là tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện trong hệ thống.

%Pdt: Tổng công suất dự trữ trong hệ thống

(Trong phạm vi đồ án lây YPtd = 0, YPdt = 0)

>APmởđ: Tổng tôn thất công suất trong mạng điện, >APmđ = 5%**Ppt

>Ppt :Tổng công suất các nút phụ tải

1.4.2 Cân bằng công suất phản kháng

-Mục đích: Giữ điện áp ở l khoáng cho phép

-Sự cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống được biểu diễn bằng biều thức:

- Trong đó: + XQF là tổng công suất phản kháng phát ra trên lưới

+ YQyc là tổng công suất phản kháng yêu cầu

XOF = =PF*tgoF cosoF = 0,85 = tgdF = 0,54

=DLQye =m*)> Qpt + VQL - LOC + 3> Qdt + PY Qtd + >) Qba

-Trong đó: YQL: Tổng tôn thất công suất phản kháng trên đường dây

Y*QC: Tổng tôn thất công suất do điện dung của các đường dây sinh ra

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật

(Trong khi tính sơ bộ ta gia thiét YQL = YQC )

YQdt: Tong céng suat phan khang dy tri (lay = 0)

Y.Otd: Tong céng suat phan khang ty ding (lay = 0)

LOpt la tong céng suat phan khang cua phy tai

>AQba: Tổng tồn thất công suất phản kháng trên máy biến áp

=> Ta thấy *Qyc = 102 < XQF= 113,427 (MVAr, nên ta không phải bù công suất phản kháng.

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật

CHUONG II: TINH TOAN KY THUAT

3s Be 2s soe 5s ee ae oe ae 2s soe ais kc ae ok

2.1 Lựa chọn cấp điện áp truyền tải

-Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật,cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện

Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công suất của phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và khoảng cách từ phụ tải đến nguồn Khi thiết kế mạng điện, việc chọn điện áp định mức cần được thực hiện đồng thời với việc xác định sơ đồ cung cấp điện.

Điện áp định mức của mạng sơ bộ trong hệ thống điện được xác định dựa trên giá trị công suất trên mỗi đường dây và hướng từ nguồn đến phụ tải.

-Có thê tính điện áp định mức của đường dây bằng công thức kinh nghiệm của Still sau đây: - U,=4,34.VL,+16.P,[kV)

Trong đó : - Lị: Khoảng cách truyền tải của đoạn đường dây thir i(km)

-P;:Công suất truyền tải của đoạn đường đây thứ i(MW)

-U,: Điện áp vận hành trên đoạn đường dây thứ 1 (kv)

- Ta có bảng số liệu tính toán:

Bảng 2 1 bảng số liệu tính toán điện áp

Tải Pmax(MW) L(Km) U(kV)

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật

-Từ bảng số liệu trên nên ta chọn điện áp định mức là Ua„= L10kV

2.2 Chọn tiết diện dây dẫn,so sánh các phương án về mặt kĩ thuật

Dây dẫn lựa chọn cho hệ thống điện là dây nhôm lõi thép (AC), nổi bật với khả năng dẫn điện tốt và độ bền cơ học cao Loại dây này phù hợp cho mọi cấp điện áp và được sử dụng phổ biến trong nhiều ứng dụng thực tế.

Do mạng điện thiết kế có Ua„0kV nên tiết điện dây dẫn thường được chọn theo phương pháp mật độ kinh tế của dong dién Ju

Fụ= Ta (mm) — nA3.U„ n.v3.U,, (kA)

Trong đó: Ju là mật độ kinh tế của đòng điện Ưạ„ là điện áp định mức (KV)

Snaxi là công suất trên đường dây thứ ¡ khi phụ tải cực đại (MVA) n là số lộ đường dây

Tox 1a là giá trị điện cực đại trên đường dây trong chế độ làm việc bình thường, được tra cứu trong bảng 4.1 của sách "Mạng Lưới Điện" của tác giả Nguyễn Văn Đạm Đối với dây AC và T„z= 4500 (h), giá trị J¿ được xác định là 1,1 A/mm².

Đề xuất phương án nối dy ccccecscessessessetssesressretsesiestetsarestessretittieiareaessetesren 3

1.3.1 Ưu nhược điểm của các phương án nối dây

Thiết kế mạng điện cần đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên tục trong khi vẫn tối ưu hóa tính kinh tế Để đạt được điều này, cần tìm ra phương án hợp lý nhất trong số các lựa chọn đã được đề xuất, đồng thời đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật được thực hiện đầy đủ.

Các yêu cầu kỹ thuật chính đối với mạng điện bao gồm độ tin cậy và chất lượng cao của điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ Khi thiết kế sơ đồ mạng, cần chú ý đến hai yếu tố này Để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại L, cần có dự phòng 100% trong mạng điện và hệ thống dự phòng tự động Do đó, để cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại L, có thể sử dụng đường dây hai mạch hoặc mạch vòng, trong khi các hộ tiêu thụ loại 3 có thể được cung cấp bằng đường dây một mạch.

Để xác định sơ đồ tối ưu cho mạng điện, chúng ta cần đề ra phương án nối dây dựa trên các tiêu chí kinh tế và kỹ thuật Qua việc phân tích các chỉ tiêu này, chúng ta có thể chọn được phương án nối dây hiệu quả nhất.

-Một phương án nối dây hợp lí phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+Dam bao cung cấp điện liên tục

+Dam bảo chất lượng điện

+Dam bảo an toàn cho người và thiết bị

+Dam bao thuận lợi cho thị công ,vận hành và phải có tính linh hoạt cao

+Đảm bảo tính kinh tế

+Đảm bảo tính phát triển của mạng điện trong tương lai

Khi lập kế hoạch cho các phương án nói dây, cần xem xét kỹ lưỡng các ưu điểm và nhược điểm của một số sơ đồ mạng điện, cũng như phạm vi sử dụng của chúng.

Chwong IT: Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật có ưu điểm nổi bật là khả năng sử dụng các thiết bị đơn giản, giá rẻ và các thiết bị bảo vệ role dễ dàng Điều này giúp thuận tiện trong việc phát triển và thiết kế cải tạo mạng điện hiện có, đồng thời khi xảy ra sự cố, không gây ảnh hưởng đến các đường dây khác Hơn nữa, tôn thất trong hệ thống nhỏ hơn so với lưới liên thông.

+Nhuge diém:Chi phi dau tu day cao,khao sát thiết kế thi công mat nhiều thoi gian lang phí khả năng tải

+UƯUu điểm:Việc tô chức thi công sẽ thuận lợi vì hoạt động trên cùng một đường dây

Nhược điểm của hệ thống là cần bổ sung thêm trạm trung gian và thiết kế bố trí yêu cầu phải được bảo vệ bằng role Hệ thống cũng cần thiết kế cat tự động để xử lý các tình huống phức tạp hơn Độ tin cậy cung cấp điện trong hệ thống này thấp hơn so với lưới hình tia.

+Uu diém: Dé tin cậy cung cấp điện cao,khả năng vận hành lưới linh hoạt

+Nhược điềm: Số lượng máy cắt cao áp nhiều hơn,bảo vệ role phức tạp hơn.tôn thất điện áp lúc sự có lớn

1.3.2 Đề xuất phương án nối dây a phương án Í

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật

Hình 1 2 Phương án đi đây sé 1 b phương án 2

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật

Hình 1 3 Phương án đi đây số 2 c phương án 3

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật

Hinh 1 4 Phuong an di day số 3

Cân bằng công suất - c1 2212211211 1112112112221 121212222 1212021222 a 6

Cân bằng công suất trong hệ thống điện là việc kiểm tra khả năng cung cấp và tiêu thụ điện có đồng nhất hay không Sau đó, cần xác định phương thức vận hành cho từng nhà máy trong các trạng thái hoạt động tối đa, tối thiểu và sau sự cố Để đảm bảo hệ thống điện hoạt động ổn định, việc cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng là rất quan trọng, nhằm nâng cao chất lượng điện năng.

1.4.1 Cân băng công suất tác dụng

Mục đích: Giữ cho dòng điện luôn có tần số là fP Hz

Trong đồ án ta giả thiết:

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật + Nguồn điện đủ cung cấp cho nhu cầu công suất tác dụng

+ Tổng công suất tự dùng và công suất dự trữ trong hệ thống bằng không

Sự cân bằng công suất tác đụng trong hệ thông được biểu diễn bằng biểu thức:

>PF = YPyc =m.>PpttYAP mđ +`P td+}'Pdt Trong đó: >PF : Tông công suất phát

Pyc là tổng công suất yêu cầu m với hệ số đồng thời được xác định trong dự án môn học là m = 1 Trong khi đó, Ptd đại diện cho tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện trong hệ thống.

%Pdt: Tổng công suất dự trữ trong hệ thống

(Trong phạm vi đồ án lây YPtd = 0, YPdt = 0)

>APmởđ: Tổng tôn thất công suất trong mạng điện, >APmđ = 5%**Ppt

>Ppt :Tổng công suất các nút phụ tải

1.4.2 Cân bằng công suất phản kháng

-Mục đích: Giữ điện áp ở l khoáng cho phép

-Sự cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống được biểu diễn bằng biều thức:

- Trong đó: + XQF là tổng công suất phản kháng phát ra trên lưới

+ YQyc là tổng công suất phản kháng yêu cầu

XOF = =PF*tgoF cosoF = 0,85 = tgdF = 0,54

=DLQye =m*)> Qpt + VQL - LOC + 3> Qdt + PY Qtd + >) Qba

-Trong đó: YQL: Tổng tôn thất công suất phản kháng trên đường dây

Y*QC: Tổng tôn thất công suất do điện dung của các đường dây sinh ra

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật

(Trong khi tính sơ bộ ta gia thiét YQL = YQC )

YQdt: Tong céng suat phan khang dy tri (lay = 0)

Y.Otd: Tong céng suat phan khang ty ding (lay = 0)

LOpt la tong céng suat phan khang cua phy tai

>AQba: Tổng tồn thất công suất phản kháng trên máy biến áp

=> Ta thấy *Qyc = 102 < XQF= 113,427 (MVAr, nên ta không phải bù công suất phản kháng.

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật

CHUONG II: TINH TOAN KY THUAT

3s Be 2s soe 5s ee ae oe ae 2s soe ais kc ae ok

Lựa chọn cấp điện áp truyền 8 9

-Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật,cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện

Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm công suất của phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và khoảng cách từ phụ tải đến nguồn Khi thiết kế mạng điện, điện áp định mức được lựa chọn song song với sơ đồ cung cấp điện.

Điện áp định mức của mạng sơ bộ trong hệ thống điện được xác định dựa trên công suất trên mỗi đường dây và hướng từ nguồn đến phụ tải.

-Có thê tính điện áp định mức của đường dây bằng công thức kinh nghiệm của Still sau đây: - U,=4,34.VL,+16.P,[kV)

Trong đó : - Lị: Khoảng cách truyền tải của đoạn đường dây thir i(km)

-P;:Công suất truyền tải của đoạn đường đây thứ i(MW)

-U,: Điện áp vận hành trên đoạn đường dây thứ 1 (kv)

- Ta có bảng số liệu tính toán:

Bảng 2 1 bảng số liệu tính toán điện áp

Tải Pmax(MW) L(Km) U(kV)

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật

-Từ bảng số liệu trên nên ta chọn điện áp định mức là Ua„= L10kV.

Chọn tiết diện dây dẫn,so sánh các phương án về mặt kĩ thuật - 2 s2 n1 11 11 xxx 10

Dây dẫn lựa chọn cho hệ thống điện là dây nhôm lõi thép (AC), nổi bật với khả năng dẫn điện tốt và độ bền cơ học cao Loại dây này phù hợp cho mọi cấp điện áp và được ứng dụng rộng rãi trong thực tế.

Do mạng điện thiết kế có Ua„0kV nên tiết điện dây dẫn thường được chọn theo phương pháp mật độ kinh tế của dong dién Ju

Fụ= Ta (mm) — nA3.U„ n.v3.U,, (kA)

Trong đó: Ju là mật độ kinh tế của đòng điện Ưạ„ là điện áp định mức (KV)

Snaxi là công suất trên đường dây thứ ¡ khi phụ tải cực đại (MVA) n là số lộ đường dây

Tox 1a là dòng điện cực đại trên đường dây trong chế độ làm việc bình thường, được tra cứu trong bảng 4.1 về mật độ kinh tế dòng điện trong sách "Mạng Lưới Điện" của tác giả Nguyễn Văn Đạm Đối với dây AC và T„z = 4500 (h), giá trị J¿ được xác định là 1,1 A/mm².

Dựa vào công thức F„= 7 max, chọn tiết diện dây điện tiêu chuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành văng quang Cần đảm bảo độ bền cơ học của đường dây và các điều kiện pháp lý liên quan đến nhiệt độ của dây dẫn.

+ Kiểm tra điều kiện vang quang :

Đối với cấp điện áp 110kV, để không xuất hiện hiện tượng vầng quang trên các dây dẫn AC, tiết diện tối thiểu cho phép của các dây dẫn là 70mm2.

+ Kiểm tra phát nóng dây dẫn :

Trong đó :k_ là hệ số quy đổi theo nhiệt độ, lây k = 0,88 ứng với nhiệt độ t = 25 °%C

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật

I, là dòng điện cho phép của dây dẫn, nó phụ thuộc vào bản chất và tiết điện của day

-Đối với đường dây đơn khi gặp sự cô sẽ mắt điện nên không cần xét sau sự cố

-Đối VỚI đường dây kép : l= 2, Tp,„„ Dây AC-95 thỏa mãn điền kiện phát nóng

+Kiém tra ton thất điện áp trên N-1

AUy_„%= maxN— 1 ga N-1 Qnow = 4 99 dm

-Ché độ sau sự có khi xảy ra đứt 1 lộ đường dây N-I

S _ 2 2 lyy ¿= — nEt3 - VỆ F lệ 10N042A) n.V3.Ug, 143.110

Tra bang lựa chon tiét dién day dan ta chon loai dây AC-240 thông số như sau: r,=0,13Ó/km, x,=0,390/km,có I,= 605(A)

+Kiểm tra điều kiện vầng quang:F„$0 mm (thỏa mãn điều kiện)

+Kiểm tra điều kiện phát nóng: Lộ đơn nên khi hỏng | 16 thi khéng làm việc

+Kiém tra ton thất điện áp trên N-2

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật

A Uy om %= P2 Ry-t uc Quy - 100 am ¿ 31.3,25+14,98.9,75 100 =2,03 %

Bang 2 2 Bang tính tiết diện đây và tốn thất diện áp

Dd P Q n | L(km) | Imax( | Ftt nm2 Dây Icp TO xo R x

N-1 45 21.75 | 2 | 2828 | 133.6 147 AC-95 | 330 | 033 | 0.429 | 466 | 6.06 N-2 31 149 | 1 25 184.1 2025 | AC-240 | 605 | 013 | 039 325 | 9.75 N-3 48 23.2 | 2 | 4848 | 142.5 156.8 AC-95 | 330 | 0.33 | 0.429 79 10.39 N-4 39 18.85 | 2 | 25.5 115.8 127.4 AC-95 | 330 | 0.33 | 0.429 4.2 5.4 N-5 38 18.36 | 2 | 39.05 | 112.8 124.1 AC-95 | 330 | 0.33 | 0.429 6.4 8.37

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật

Hình 2 2 Phương án đi đây số 2

-Giả sử mạch điện đồng nhất và các đoạn đường dây có cùng tiết điện

-Ta tinh công suất trên các đoạn N-1;1-4;4-N như sau

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật

-Vậy phụ tai 3 là điểm phân công suất trong mạch kín trên

-Tính toán lựa chọn tiết điện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn trên các doan:doan N-1, doan 3-1, doan 3-N ta có bảng két qua

L(km max „ Loạ ° b | P |0 [ai PC s| đy lạy| 9/ | 9/

Sự cô đứt dây N-1 v422+257 ẽ¿⁄N-3 = 3110 10°= 256 (A),Doan N-3 str dung day AC-240 cộ Icp = 605 (A)

Vậy đâyAC-95 thỏa mãn điều kiện phát nóng

I.+¡ = -Enn b8 r2g/ 10°= 33.14 (A), Doan 3-1 sir dung đây AC-70 có I„&5(A)

Dây AC-70 thỏa mãn điều kiện phát nóng

II: T110 10000#0.6 (A),Đoạn N-I sử dụng dây AC-240 có lcp = 605(A)

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật Vậy dây AC-240 thỏa mãn điều kiện phát nóng

Dây AC-70 thỏa mãn điều kiện phát nóng

Iscn-3 = măng 10°= 256 (A),Doan N-3 str dung day AC-240 cé Icp = 605 (A)

Vậy dâyAC-240 thỏa mãn điều kiện phát nóng

V39.52+19,257 ẽ¿cN.Ă ở 73110 10000=2 30.6 (A), Doan N-1 str dung day AC-240 co Icp = 605(A)

Vậy dây AC-240 thỏa mãn điều kiện phát nóng

-Kiểm tra tôn thất điện áp trên đường dây: lop ro Xo

Dd | P Q |n nên wl! 9] 9 lo | o AUbt% km km

-Ché độ sau sự cô

Chwong IT: Tinh toan chỉ tiêu kỹ thuật

+Tuong ty Dut doan N-1 va va Dut doan 6-1

Vay dut doan N-1, 4 U mana —wse% =8,06% Tổn thất công suất tác dụng của mạng điện:

Tính cho đoạn N-: AP y_,= TH Ry_;= 0.9 (MW)

> Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện:

Đường dây N-1 là loại đường dây đôi với chiều dài L1 là 28.8 km và dòng điện x = I,6 Loại dây sử dụng là AC-70, do đó, giá thành mỗi km đường dây là Kứ = 283.10 đ/km Từ đó, chúng ta có thể tính toán vốn đầu tư xây dựng cho đường dây N-1.

Tương tự cho đường dây còn lại:

Chương III: Tính toán chỉ tiêu kinh tế

Bảng 3 2 Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện

Nhanh x L(km) Smax(MVA) R AP(MW) 6 6 day 10 10

-Xác định chị phí vận hành hàng năm

AA = AP pat Tmax = 3883,21 4.7= 17785 MWh

-Téng chi phi vận hành của nhóm l:

Bang 3 3 Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện phương án 2 z HA Ko K

Nhánh Loại dây Xx L(km) Smax(MVA) R AP(MW) 10 10

-Xác định chi phi vận hành hàng năm

-Tổng chi phí vận hành của nhóm 2

Chương III: Tính toán chỉ tiêu kinh tế

Bảng 3 4 Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện phương án 3

Nhánh | Loại dây | x L(km) | Smax(MVA) R AP(MW) ' ,

-Xác định chi phi vận hành hàng năm

-Tổng chi phí vận hành của nhóm 2

Kết luận :Phương án hợp lý nhất được chọn: phương án 3

Chương III: Tính toán chỉ tiêu kinh tế

Hình 3 1 Phương án tối ưu Tong von dau tu : K = 3.57.10"° (đ)

CHƯƠNG IV: LỰA CHON SO LUQNG CONG SUAT MAY BIEN AP VA

SO DO NOI DIEN CHINH sided ded ke tock ke ke kk kkk

Máy biến áp (MBA) là thiết bị thiết yếu trong hệ thống điện, đóng góp đáng kể vào tổng vốn đầu tư Khi lựa chọn máy biến áp, cần tuân thủ các nguyên tắc quan trọng để đảm bảo hiệu quả và tính ổn định của hệ thống.

Để lựa chọn máy biến áp phù hợp, cần căn cứ vào phương thức vận hành và yêu cầu điều chỉnh điện áp của phụ tải Có thể chọn máy biến áp có đầu phân áp cố định hoặc máy biến áp điều chỉnh dưới tải.

Để chọn số lượng máy biến áp phù hợp, cần căn cứ vào tính chất hộ tiêu thụ là hộ loại I, II hay III Trong thiết kế mạng điện với 4 phụ tải loại l, cần đặt 2 máy biến áp Khi một máy biến áp nghỉ do sự cố hoặc bảo dưỡng, máy biến áp còn lại với khả năng quá tải cho phép sẽ cung cấp điện cho toàn bộ phụ tải trong thời gian cực đại.

-Phụ tải loại 3 ta đặt l máy biến áp

-Ta sử dụng máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây để giảm chi phí lắp đặt ,chuyên chở vận hành

Tất cả các máy biến áp được lựa chọn đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, với nhiệt độ trung bình tại Việt Nam là 25°C và nhiệt độ tối đa lên tới 42°C Các máy biến áp dưới đây được xem như đã được điều chỉnh phù hợp với điều kiện nhiệt độ tại Việt Nam.

4.1.Chọn số lượng và công suất máy biến áp

Khi lựa chọn công suất máy biến áp, cần xem xét khả năng quá tải của máy biến áp sau sự cố, với điều kiện quá tải cho phép trong thời gian phụ tải cực đại lên tới 40% Công suất của mỗi máy biến áp trong trạm, với n máy biến áp (n>1), được xác định theo công thức: kÍn—1) biến áp trong chế độ sau sự cố, k = 1,4; n là số máy biến áp lắp đặt trong trạm.

Trong đó: S;„z„ phụ tải cực đại của trạm 1, k:hệ sô quá tải của máy Siamp >

Doi voi phy tai lait Sian > La Đối với phụ tải loại II Siam > Simax

CHUONG V : PHAN TICH CAC CHE BO DIEN HINH CUA HE THONG DIEN VA DIEU CHINH ĐIỆN ÁP

-Công suất của máy biến áp đặt ở phụ tai | la:

Chọn sơ bộ máy biến áp dùng cho tải 1 là: TPD-25000/110

Phụ tải 2, 3, 4,5, 6 tính tương tự phụ tải |

Ta có bảng chọn sơ bộ máy biến áp

Bảng 4 Ibảng chọn sơ bộ máy biến áp

Phụ tải Loại Số MBA SidmB(MVA) Kiểu máy

Phụ tải Số lộ Loại MBA Số liệu kỹ thuật Số liệu tính toán

TH Tu ÁP | AP | sais, | ra | xia) | A49

Ha Cao wm | (KW) (KVAr)

Tính toán cụ thê cho từng nhóm 525222225 E11 1121121122121 111121 25

4.2 Chọn sơ đồ nối dây cho các trạm

Để đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên tục cho phụ tải do đa phan, chúng ta sử dụng sơ đồ hệ thống hai thanh góp làm việc song song Trong quá trình vận hành, một thanh góp sẽ hoạt động trong khi thanh góp còn lại giữ vai trò dự trữ.

Hinh 4 I Sơ đồ hệ thống 2 thanh góp -Đối với trạm cuối ta có | trường hợp:

LỰA CHỌN SÓ LƯỢNG CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỎ 98009.) 00717 7

Chọn số lượng và công suất máy biến áp 52 2212112211222 181222221212 28 4.2 Chọn sơ đỗ nếi 6) 0⁄;09v:1s0ivi 0P

Khi lựa chọn công suất máy biến áp, cần xem xét khả năng quá tải của máy biến áp sau sự cố, với điều kiện quá tải cho phép trong thời gian phụ tải cực đại lên đến 40% Công suất của mỗi máy biến áp trong trạm có n máy biến áp (n > 1) được xác định theo công thức: kÍn—1) biến áp trong chế độ sau sự cố, k = 1,4; n là số máy biến áp đặt trong trạm.

Trong đó: S;„z„ phụ tải cực đại của trạm 1, k:hệ sô quá tải của máy Siamp >

Doi voi phy tai lait Sian > La Đối với phụ tải loại II Siam > Simax

CHUONG V : PHAN TICH CAC CHE BO DIEN HINH CUA HE THONG DIEN VA DIEU CHINH ĐIỆN ÁP

-Công suất của máy biến áp đặt ở phụ tai | la:

Chọn sơ bộ máy biến áp dùng cho tải 1 là: TPD-25000/110

Phụ tải 2, 3, 4,5, 6 tính tương tự phụ tải |

Ta có bảng chọn sơ bộ máy biến áp

Bảng 4 Ibảng chọn sơ bộ máy biến áp

Phụ tải Loại Số MBA SidmB(MVA) Kiểu máy

Phụ tải Số lộ Loại MBA Số liệu kỹ thuật Số liệu tính toán

TH Tu ÁP | AP | sais, | ra | xia) | A49

Ha Cao wm | (KW) (KVAr)

CHUONG V : PHAN TICH CAC CHE BO DIEN HINH CUA HE THONG DIEN VA DIEU CHINH ĐIỆN ÁP

4.2 Chọn sơ đồ nối dây cho các trạm

Để đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên tục cho phụ tải do đa phân, chúng ta sử dụng sơ đồ hệ thống hai thanh góp hoạt động song song Trong quá trình vận hành, một thanh góp sẽ hoạt động trong khi thanh góp còn lại giữ vai trò dự trữ.

Hinh 4 I Sơ đồ hệ thống 2 thanh góp -Đối với trạm cuối ta có | trường hợp:

CHUONG V : PHAN TICH CAC CHE BO DIEN HINH CUA HE THONG DIEN VA DIEU CHINH ĐIỆN ÁP

Phụ tải loại I ta đung sơ đồ cầu trong(A) hoặc cầu ngoài( B)

+Phụ tải loại II ta dùng sơ đỗ bộ đường dây-máy biến áp

Hình 4 2 sơ đồ cầu trong

DCL MCI DCL ĐD DCL MBA

Hình 4 3 Sơ đồ bộ đường dây- máy biến áp

CHUONG V : PHAN TICH CAC CHE BO DIEN HINH CUA HE THONG DIEN VA DIEU CHINH ĐIỆN ÁP

-Vậy cần sử dụng máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây

Chúng tôi đã chọn sơ đồ nối hệ thống 2 thanh góp để đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên tục Trong quá trình vận hành, một thanh góp sẽ hoạt động trong khi thanh góp còn lại giữ vai trò dự trữ.

- Phụ tải 2 sử dụng sơ đồ đường dây máy biến áp

- Phy tai 1,3, 4,5 sử dụng sơ đồ cầu trong

CHUONG V : PHAN TICH CAC CHE BO DIEN HINH CUA HE THONG DIEN VA DIEU CHINH ĐIỆN ÁP

CHUONG V: PHAN TICH CAC CHE DO DIEN HINH CUA HE THONG

DIEN VA DIEU CHINH DIEN AP

Để đánh giá các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện thiết kế, cần xác định các thông số chế độ xác lập trong các trạng thái phụ tái cực đại và cực tiểu, cũng như sau khi xảy ra sự cô lập phụ tải cực đại Khi xác định các dòng công suất và tổn thất công suất, điện áp ở tất cả các nút trong mạng điện được lấy bằng điện áp danh định U = Ua = lI0kVW.

Tốn thất công suất trong máy biến áp:

Hinh 5 1 Sơ đồ thay thế máy biến áp 2 cuộn dây

-Tổn thất công suất trong máy biển áp gồm 2 thành phần, ton thất sắt trong lõi thép và tồn thất đồng trong cuộn đây máy biến áp:

ASs — ASo + AScu — APs + AQz

+ Ton that trong 16i thép may bién ap :

AS 0 =n APot J 1 AQo =n APo +1.n 100 (MVA)

CHUONG V : PHAN TICH CAC CHE BO DIEN HINH CUA HE THONG DIEN VA DIEU CHINH ĐIỆN ÁP

-Trong đó :APo: Tôn thất công suất tác dụng trong lõi thép máy biến áp và bằng tôn thất không tải trong máy biến áp (MW)

AQằ : Tộn that cụng suất từ húa trong lừi thộp mỏy biến ỏp (MVAr) n : Số lượng máy biến áp

Io% : Dòng điện không tải phần trăm

Sams: Công suất định mức của máy biến áp

+Tổn thất đồng trong máy biến áp

Trong đó : S: Công suất phụ tải (MVA)

Zz ‘tong trở máy biến áp

AŠ;=(n AP,+j.n.AQ,) + ar Za 2 (MVA) d

Tốn thất công suất trên đường dây

Hình 5 2 Sơ đồ thay thế đường dây vy

CHUONG V : PHAN TICH CAC CHE BO DIEN HINH CUA HE THONG DIEN VA DIEU CHINH ĐIỆN ÁP

-T6n that céng suat chay trên đường dây được xác định theo công thức:

-Trong đó:S : Công suất toàn phần chạy trên đường đây (MVA)

Ra: Diện trở trên đường dây (©)

Xa: Điện kháng trên đường dây (©Ó)

5.2 Chế độ phụ tải cực đại

2 x TPD-32000/110 -So dé thay thé

N Sy-3 Sy-sa F—— án Sw-36 I Sc Sas = i CC T—T Zm

Hình 5 3 Sơ đồ đường đây và thay thế

CHUONG V : PHAN TICH CAC CHE BO DIEN HINH CUA HE THONG DIEN VA DIEU CHINH ĐIỆN ÁP

Tac: — Zy_3 = Rua tj Xn =4,8+9,4j (Q),

-T6n that céng suất trong 16i thép may bién áp là :

-T6n that trong tong tro may bién ap la :

-Công suất trước tổng trở máy biến áp bằng : Šs; = Š; +4Š;;¿ #+14 j+0,07+1,6j %,07+15,6 j(MVA) r> $%c = 5g; + AŠo %,07+15,ój+ 0,058+0,4 j %,128+16 j (MVA) -Q = B 7 Uạy' =2,12.0,5.10.110?= 1,28 (MVArn)

-Tổn thất công suất trên đường dây N-3 là :

-Dòng công suất trước tổng trở đường dây là : Šy-sa =Šyw_-s + AŠy_;%,128+14,72 j+0,6+0,6 jb5,72+15,33 j (MVA) -Công suất điện dung đầu đường dây là:

CHUONG V : PHAN TICH CAC CHE BO DIEN HINH CUA HE THONG DIEN VA DIEU CHINH ĐIỆN ÁP

-Šy-3 = Šy-sa — j Qea %,72+15,33} -1,28j %,72+14,05} (MVA)

-Các đường dây còn lại tính tương tự

Bảng 5 1 Thông số các phân tử trong sơ đồ thay thê đường dây ở chế độ cực đại Đoạn Pi Qi RN-i XN-i B(10” RB-i XB-i APs AQo

APB AQB P Bi QBi PC Qc Qcc Pn-ic Qn-ic

APd | AQd | PN-id | Qn-id | Pn-i Qn-i

CHUONG V : PHAN TICH CAC CHE BO DIEN HINH CUA HE THONG DIEN VA DIEU CHINH ĐIỆN ÁP

-Cân băng chính xác công suất trong hệ thống:

- Từ bảng ta có tổng công suất yêu cầu trên thanh góp của nguồn 110kV: Š„= > Sy; 5,67+82,4j (MVA)

Để đảm bảo điều kiện cân bằng công suất trong hệ thống, nguồn điện cần cung cấp đủ công suất theo yêu cầu Do đó, tổng công suất tác dụng mà nguồn cung cấp phải đạt được là rất quan trọng.

-Khi hệ số công suất của nguồn cog? = 0,85 thì tông công suất phản kháng nguồn cung cấp là:

Công suất phản kháng từ nguồn cung cấp lớn hơn yêu cầu, do đó không cần thực hiện bù công suất phản kháng trong chế độ phụ tải cực đại.

Tính toán tương tự ta có bảng

: PHAN TICH CAC CHE BO DIEN HINH CUA HE THONG DIEN VA DIEU CHINH ĐIỆN ÁP

Bảng 5 2 Thông số các phần tử trong sơ đồ thay thế đường dây ở chế độ cực tiêu Đoạn Pi Qi RN-i XN-i B(10” APo AQo

Pn-ic Qn-ic PBi QBi PN-id QN-id PN-i Qn-i

-Cân bằng chính xác công xuất trong hệ thống

-Từ bảng ta có tông công suất yêu câu trên thanh góp của nguồn 110kV: Š„ =>; Šy_,= 130,48+50,19 j(MVA)

Để đảm bảo sự cân bằng công suất trong hệ thống, nguồn điện cần cung cấp đủ công suất theo yêu cầu Do đó, tổng công suất tác dụng mà nguồn cung cấp phải đạt được là rất quan trọng.

-Khi hệ số cụng suất của nguồn cosứ = 0.85 thỡ tổng cụng suất phản khỏng nguồn cung cấp là:

CHUONG V : PHAN TICH CAC CHE BO DIEN HINH CUA HE THONG DIEN VA DIEU CHINH ĐIỆN ÁP

Khi công suất phản kháng do nguồn cung cấp vượt quá công suất phản kháng yêu cầu, chúng ta không cần thực hiện bù công suất phản kháng trong chế độ phụ tải cực tiểu.

5.4 Chế độ sau sự cố

-Trong hệ thống điện có rất nhiều sự cô có thê xảy ra mà ta không thẻ tính toán hết được

Do vậy ta chỉ xét tường hợp sự cô được coi là điền hình:

+ Đứt một dây trong lộ kép

Trong trường hợp xảy ra sự cố trong chế độ phụ tải cực đại và không có sự cố nào chồng chéo, chúng ta chỉ xem xét tình huống ngừng hoạt động của một mạch đường duy nhất khi phụ tải đạt mức cực đại.

Bảng 5 3 Thông số các phần tử trong sơ đồ thay thế đường dây ở chế độ sự cô

Doan | Pi | Qi RN- | XN- ; | BUO™4) | RBi | XB-i | AP0 | AQ0 | Pe Qe

Pn-ic Qn-ic PBi QBi PN-id QN-id Pn-i Qn-i

CHUONG V : PHAN TICH CAC CHE BO DIEN HINH CUA HE THONG DIEN VA DIEU CHINH ĐIỆN ÁP

-Cân bằng chính xác công xuất trong hệ thống

-Từ bảng ta có tông công suất yêu câu trên thanh góp của nguồn 110kV: Š„= >_.5y., 4,71170,13j(MVA)

Để đảm bảo cân bằng công suất trong hệ thống, nguồn điện cần cung cấp đủ công suất theo yêu cầu Do đó, tổng công suất tác dụng từ nguồn cung cấp phải đáp ứng đầy đủ nhu cầu sử dụng.

-Khi hệ số cụng suất của nguồn cosứ = 0.85 thỡ tổng cụng suất phản khỏng nguồn cung cấp là:

Công suất phản kháng do nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng yêu cầu, do đó không cần thiết phải bù công suất phản kháng trong giai đoạn sau sự cố.

CHUONG VI: PHAN TICH CAC CHE BO BIEN HINH CUA HE THONG BIEN

VA DIEU CHINH DIEN AP

PHUONG THUC DIEU CHINH DIEN AP TAI CAC NUT

Tính toán điện áp nút và điều chỉnh điện áp trong mạng điện là công việc quan trọng để đánh giá tổn thất điện áp và điện năng của hệ thống Qua đó, chúng ta có thể áp dụng các phương pháp phù hợp nhằm giảm thiểu tổn thất trong quá trình truyền tải điện.

6.2 Tính điện áp các nút trong mạng điện

Chơn Thành là nút điện áp cơ sở của hệ thống 110 kV Trong các chế độ phụ tải cực đại và sau sự cố, điện áp được chọn là U = 110% x 110 = 121 kV Trong khi đó, trong chế độ phụ tải cực tiểu, điện áp lấy là U = 105% x 110 = 115 kV.

6.2.1 Chế độ phụ tải cực đại : (U.,= 121 kV) ® Đường dây N-3

-Điện áp trên thanh góp cao của trạm 3 là:

Pv-sa.Ry-astQy-sa.Ấy_- 23.8,6+14.8,8

U,= U, eee “So ee SES = 121-5, = 120,74 (KV)

-Điện áp trên thanh góp hạ áp 3 quy về phía cao là:

Tính toán tương tự tại chế độ cực đại ta có: Đoạn RN-i XN-i RB-i XB-i P Bi QB i Pn-i Qn-i Ui(kV) | UiH(kV)

CHUONG VI: PHAN TICH CAC CHE BO BIEN HINH CUA HE THONG BIEN

VA DIEU CHINH DIEN AP

Bang 6 | Tinh dién ap các nút trong mạng điện chế độ cực đại

6.2.2 Chế độ phụ tải cực tiểu : (U.„ = 115 kV)

Tính toán tương tự chế độ phụ tải cực đại, ta có bảng: Đoạn RN-i XN-i RB-i XB-i P Bi QBi Pn-i Qn-i Ui(kV) | UiH(kV) N-1 15,2 15,5 1,27 27,95 21,05 11,2ó 21,77 7,74 114,73 | 111,75 N-2 3,1 12,3 0,94 21,75 28,21 12,19 29,1 10,23 | 114,86 | 114,62 N-3 8,6 8,8 1,27 27,95 16,13 10,62 16,53 8,74 114,84 | 112,07 N-4 10,75 11 0,94 21,75 20,33 10,5 20,7 9,26 114,81 | 112,65 N-5 12,9 13,25 1,27 27,95 16,83 11,64 27,4 8,62 114,77 | 111,74

Bảng 6 2 Tính điện áp các nút trong mạng điện chế độ cực tiêu

6.2.3 Chế độ sau sự có (U.1kV)

Ta xét đứt một dây trong lộ kép,ta có bảng: Đoạn RN-i XN-i RBi XB-i P Bi QB i Pn-i Qn-i Ui(kV) | UiH(kV)

6.3 Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp

Bảng 6 3 Tính điện áp các nút trong mạng điện chế độ sự cô

Điện áp đóng vai trò quan trọng trong chất lượng điện năng Việc duy trì ổn định điện áp cho các thiết bị điện của hộ tiêu thụ là cần thiết để đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn.

CHUONG VI: PHAN TICH CAC CHE BO BIEN HINH CUA HE THONG BIEN

VA Điều Chỉnh Điện Áp xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cho thiết bị tiêu thụ điện, đồng thời quy định độ lệch điện áp cho phép của thiết bị điện trong giới hạn tương đối hẹp.

-bé giữ được độ lệch điện áp ở các hộ tiêu thụ nằm trong phạm vi cho phép thì cần phải tiễn hành điều chỉnh điện áp của mạng điện