Chng 5: Chọn tiết diện dây dẫn Các mạng điện 110 kV đ-ợc thực hiện chủ yếu bằng các đ-ờng dây trên không. Các dây dẫn đ-ợc sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC), đồng thời các dây dẫn th-ờng đ-ợc đặt trên các cột bê tông ly tâm hay cột thép tùy theo địa hình đ-ờng dây chạy qua. Đối với các đ-ờng dây 110 kV, khoảng cách trung bình hình học giữa dây dẫn các pha bằng 5 m (D tb = 5m). Đối với các mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn đ-ợc chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện, nghĩa là: kt J I F max Trong đó: I max - dòng điện chạy trên đ-ờng dây trong chế độ phụ tải cực đại, A J kt - mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm 2 . Với dây AC và T max = 5500h thì J kt = 1 A/mm 2 . Dòng điện chạy trên đ-ờng dây trong các chế độ phụ tải cực đại đ-ợc xác định theo công thức: 3 max max 10. .3. dm Un S I ,A Trong đó: n-số mạch của đ-ờng dây (đ-ờng dây một mạch n=1; đ-ờng dây hai mạch n=2). U đm - điện áp định mức của mạng điện, kV S max - công suất chạy trên đ-ờng dây khi phụ tải cực đại, MVA Dựa vào tiết diện dây dẫn tính đ-ợc theo công thức trên, tiến hành chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vầng quang, độ bền cơ của đ-ờng dây và phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sự cố. Đối với đ-ờng dây 110 kV, để không xuất hiện vầng quang các dây nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F 70 mm 2 . Độ bền cơ của đ-ờng dây trên không th-ờng đ-ợc phối hợp về vầng quang của dây dẫn, cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này. Để đảm bảo cho đ-ờng dây vận hành bình th-ờng trong các chế độ sau sự cố, cần phải có điều kiện sau: I sc I CP trong đó: I sc - dòng điện chạy trên đ-ờng dây trong chế độ sự cố. I CP - dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn. Khi tính tiết diện các dây dẫn cần sử dụng các dòng công suất ở bảng 3.1. * Chọn tiết diện các dây dẫn của đ-ờng dây NĐ-2: Dòng điện chạy trên đ-ờng dây khi phụ tải cực đại bằng: I N2 = 40,9510. 110.32 15,199,30 10. .32 3 22 3 2 dm N U S A Tiết diện dây dẫn: F N2 = 40,95 1 40,95 2 kt N J I ,mm 2 Để không xuất hiện vầng quang trên đ-ờng dây, cần chọn dây AC có tiết diện F=95 mm 2 và dòng điện I CP = 330 A. Sau khi chọn tiết diện tiêu chuẩn cần kiểm tra dòng điện chạy trên đ-ờng dây trong các chế độ sau sự cố. Đối với đ-ờng dây liên kết NĐ-2-HT, sự cố có thể xảy ra trong hai tr-ờng hợp sau: - Ngừng một mạch trên đ-ờng dây. - Ngừng một tổ máy phát điện. Nếu ngừng một mạch của đ-ờng dây thì dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng: I 1sc = 2I N2 = 2.95,40 = 190,80 A Nh- vậy I sc < I cp . Khi ngừng một tổ máy phát điện thì ba máy phát còn lại sẽ phát 100 % công suất. Do đó tổng công suất phát ra của NĐ bằng: P F = 3 60 = 180 MW Công suất tự dùng của nhà máy bằng: P td = 10%.180 = 18 MW Công suất chạy trên đ-ờng dây bằng: P N2 = P F -P td -P N - P N Trong mục (2.1.1.a) đã tính đ-ợc: P N = 142 MW, P N = 7,10 MW Do đó: P N2 = 180-18-142-7,10 = 12,9 MW Q N2 = 12,9.0,6197 = 8,00 MVAr Vì vậy dòng điện chạy trên đ-ờng dây NĐ-2 sẽ không lớn hơn tr-ờng hợp đứt một mạch. * Chọn tiết diện cho đ-ờng dây 2-HT Dòng điện chạy trên đ-ờng dây trong chế độ phụ tải cực đại bằng: 80,610. 110.32 76,19,1 3 22 2 H I A Tiết diện dây dẫn bằng: F H2 = 80,6 1 80,6 A Chọn dây AC-70, I CP = 265 A Khi ngừng một mạch trên đ-ờng dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại có giá trị: I 1sc =2.6,80 = 13,6 A Nh- vậy I 1sc < I CP . Tr-ờng hợp ngừng một tổ máy phát, hệ thống phải cung cấp cho phụ tải 5 l-ợng công suất là: 222 NH SSS =29 +j17,97 -(12,9 + j8,00) = 16,1 + j9,97MVAr Dòng điện chạy trên HT-2 khi đó là: 7077,4910. 110.3.2 9779,91,16 3 22 2 sc I A Nh- vậy I 2sc < I CP * Chọn tiết diện của đ-ờng dây NĐ-1 Dòng điện chạy trên đ-ờng dây bằng: 8046,11010. 110.32 4042,1838 3 22 1 I A Tiết diện của đ-ờng dây có giá trị: 8046,110 1 8046,110 1 F mm 2 Chọn dây AC-120, có I CP = 380 A Khi ngừng một mạch của đ-ờng dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng: I sc =2.110,8046 = 331,6092 A Nh- vậy I sc < I CP Sau khi chọn các tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn, cần xác định các thông số đơn vị của đ-ờng dây là r 0 , x 0 , b 0 và tiến hành tính các thông số tập trung R, X và B/2 trong sơ đồ thay thế hình của các đ-ờng dây theo công thức sau: R= 1 0 r n ; X= 1 0 x n ; 2 1 2 0 bn B (2.2) trong đó n là số mạch đ-ờng dây. Tính toán đối với các đ-ờng dây còn lại đ-ợc tiến hành t-ơng tự nh- đối với đ-ờng dây NĐ-1. Kết quả tính các thông số của tất cả các đ-ờng dây trong mạng điện cho ở bảng 3.2. B/2 (10 - 4 ),S 1,11 1,17 1,63 1,59 2,30 1,33 1,70 0,97 1,09 1,87 X,Ω 8,65 9,52 13,9 12,9 17,9 3 10,7 5 13,7 6 7,58 8,86 15,2 0 R,Ω 5,56 7,31 14,5 4 9,90 11,5 3 8,25 10,5 6 4,87 6,80 11,6 7 0 0 -6 ). Ω/ m 2,69 2,65 2.58 2,65 2,69 2,65 2,65 2,69 2,65 2,65 x 0 , Ω/ km 0,4 2 0,4 3 0,4 4 0,4 3 0,4 2 0,4 3 0,4 3 0,4 2 0,4 3 0,4 3 r 0 , Ω/k m 0, 2 7 0,3 3 0,4 6 0,3 3 0,2 7 0,3 3 0,3 3 0,2 7 0,3 3 0,3 3 l, km 41, 2 44, 3 63, 2 60, 0 85, 4 50, 0 64, 0 36, 1 41, 2 70, 7 B¶ng 3.2. Th«ng sè cña c¸c ®-êng d©y trong I SC , A 221,6 0 190,8 0 13,6 185,2 4 231,9 2 169,1 4 209,9 6 221,6 0 172,8 9 174,9 6 I CP , A 38 0 33 0 26 5 33 0 38 0 33 0 33 0 38 0 33 0 33 0 F tc , m m 2 120 95 70 95 120 95 95 120 95 95 F tt , mm 2 110,8 0 95,40 6,80 92,62 115,9 6 84,57 104,9 8 110,8 0 86,44 87,48 I BT , A 110,8 0 95,40 6,80 92,62 115,9 6 84,57 104,9 8 110,8 0 86,44 87,48 S, MVA 38+j18,40 30,9+j19,1 5 1,9 +j1,18 30+j18,59 38+j22,55 29+j14,05 36+j17,44 38+j18,40 28+j17,35 30+j14,53 §-êng d©y N§-1 N§-2 2-HT N§-3 N§-4 HT-5 N§-6 HT-7 HT-8 HT-9 . I SC , A 22 1,6 0 190 ,8 0 13,6 1 85 ,2 4 23 1 ,9 2 1 69, 1 4 20 9, 9 6 22 1,6 0 1 72, 8 9 174 ,9 6 I CP , A 38 0 33 0 26 5 33 0 38 0 33 0 33 0 38 0 33 0 33 0 F tc , m m 2 120 95 70 95 120 95 95 120 95 95 F tt ,. 3 .2. B /2 (10 - 4 ),S 1,11 1,17 1,63 1, 59 2, 30 1,33 1,70 0 ,97 1, 09 1,87 X,Ω 8, 65 9, 52 13 ,9 12, 9 17 ,9 3 10,7 5 13,7 6 7 ,58 8,86 15 ,2 0 R,Ω 5, 56 7,31 14 ,5 4 9, 90 11 ,5 3 8 , 25 10 ,5 6 4,87 6,80 11,6 7 0 0 -6 ). Ω/ m 2, 69 2, 65 2. 58 2, 65 2, 69 2, 65 2, 65 2, 69 2, 65 2, 65 x 0 , Ω/ km 0,4 2 0,4 3 0,4 4 0,4 3 0,4 2 0,4 3 0,4 3 0,4 2 0,4 3 0,4 3 r 0 ,. thống phải cung cấp cho phụ tải 5 l-ợng công suất là: 22 2 NH SSS = 29 +j17 ,97 -( 12, 9 + j8,00) = 16,1 + j9 ,97 MVAr Dòng điện chạy trên HT -2 khi đó là: 7077, 491 0. 110.3 .2 97 79, 91,16 3 22 2 sc I