Đồ án mạng điện đại học bách khoa đà nẵng

CHƯƠNG II:DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KĨ THUẬT... • Việc so sánh các phương án về kỹ thuật chủ yếu dựa trên các mặt sau: - Đảm bảo tính an to

+CHƯƠNG I:

CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNGBÙ SƠ BỘ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

Công suất và tính chất của 6 hộ tiêu thụ điện cho ở bảng sau :

Hệ số công suất cosϕ 0,8 0,75 0,8 0,8 0,75 0,8

Điện áp định mức mạng thứ cấp

1.Cân bằng công suất tác dụng:

Sự cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống được xácđịnh theo công thức sau:

∑PF = m.∑Ppt + ∑∆Pmd + Ptd + Pdt

Trong đó:

- ∑PF : Tổng công suất tác dụng phát ra do các nhà máy điện trong hệ thống

- m : hệ số đồng thời của phụ tải Lấy m =1

- ∑Ppt : Tổng phụ tải cực đại của các hệ tiêu thụ

- ∑∆Pmđ: Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và MBA

(Vì chỉ tính từ thanh cái cao áp nên ∑Ptd = 0.)

- Pdt: Công suất dự trữ của hệ thống

- Pdt = (10÷15)%.(∑Ppt + ∑∆Pmđ )

Ta chọn: Pdt= 10%(∑Ppt + ∑∆Pmđ ) = 10%(134 +13.4) = 14,74 [MW]

Vậy ta có: ∑PF = 134 + 13,4 + 14,74 = 162,14 [MW]

2.Cân bằng công suất phản kháng Q :

Cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống điện được xác định bằng công thức

- ∑Qpt : Phụ tải phân kháng cực đại của mạng

= 105,44+ 31,63+ 10,54 + 121,6 = 26 [MVAr]

Như vậy để cân bằng công suất phản kháng ta tiến hành bù sơ bộ lượng công suất phản kháng cho hệ thống là 26 [MVAr] Ta tiến hành bù cho các hộ hộ có Cosϕ thấp và hộ ở xa

Trên cơ sở đó ta bù cho các hộ sau:β

+ Ta bù cho hộ 2 (Hộ 2 có hệ số cosϕ thấp và củng là hộ ở xa) đến

Cosϕ’2 = 0,90 ⇒ tgϕ’2 = 0,484 Vậy Qb2 = Q2 - P2.tg’ϕ2 = 21(0,88 - 0,484) = 8,316 [MVAR]

- Dung lượng còn lại là : 26 -8,316 = 17,68[MVAR]

- Dung lượng còn lại ta bù cho hộ 5 đến

Cosϕ’5 = 0,90 ⇒ tgϕ’5 = 0,484Vậy Qb5 = Q5- P5.tgϕ’5 =17(0,88-0,484) = 6,732[MVAR]

- Dung lượng còn lại là :17,68-6,732 = 10,948 [MVAR]

- Dung lượng còn lai ta bù cho hộ 6 đến

Cosϕ’6 = 0,90 ⇒ Tgϕ’6 = 0,484Vậy Qb6 = Q6- P6.tgϕ’6) = 22(0,75-0,484) = 5,85[MVAR]

Lượng còn lại ta bù cho hộ 3 (lượng còn lai là 5[MVAR])

557 , 0 26

5 5 , 19 3

3

P

Q Q

tgϕ b

Cosϕ’3 = 0,87

Ta có bảng số liệu phụ tải trước và sau khi bù sơ bộ :

Bảng 1-1Phụ

CHƯƠNG II:

DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN

SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KĨ THUẬT

• Khi thiết kế một hệ thống điện, vấn đề đặt ra là phải lựa chọn phương án kết lưới tối ưu, dựa trên cơ sở so sánh kinh tế - kỹ thuật của phương án

• Việc so sánh các phương án về kỹ thuật chủ yếu dựa trên các mặt sau:

- Đảm bảo tính an toàn cung cấp điện theo đúng yêu cầu của các hộ tiêu thu điện

- Đảm bảo tổn thất điện áp lúc làm việc bình thường cũng như lúc sự cố nằm trong giới hạn cho phép

- Đảm bảo sự phát nóng cho phép của dây dẫn, đảm bảo độ bền cơ học dây dẫn

Khi dự kiến các phương án nối dây của mạng điện ta dựa vào tính chất quan trọng của các hộ tiêu thụ điện (loại I, loại III):

+ Hộ loại 1 : Yêu cầu cung cấp điện liên tục do đó ta sử dụng đường dây kép

hoặc mạng kín để cung cấp điện

+ Hộ loại 3 : Yêu cầu cung cấp điện thấp hơn do đó ta dùng đường dây đơn

để cung cấp điện

2 Dự kiến các phương án nối dây:

Phương án 1 Phương án 2

6 4

II SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT :

1/Nội dung so sánh các phương án về mặt kỹ thuật :

a/ Chọn cấp điện áp tải điện của mạng điện :

Việc chọn cấp điện áp tải điện rất quan trọng đối với mạng điện.Vì nó ảnh hưởng rất nhiều đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện

Trong thực tế tính toán để xác định trị số điện áp của mạng điện người ta thường sử dụng 1 số công thức kinh nghiệm Ơí đây ta sử dụng công thức Still, công thức này khá chính xác với

P < 60[MW], L < 250 [Km]

U = 4,34 L+ 16 P [KV]

L : chiều dài truyền tải [Km]

P : công suất truyền tải [MW]

b,Chọn tiết diện dây dẫn :

Mạng điện thiết kế là mạng điện khu vực, do đó tiết diện dây dẫn được chọn theo Jk.tế Ta chọn loại dây AC

2 1

Với Tmax = 4200 h Tra bảng ta được Jk.tế = 1,1 A/mm2

Chọn tiết diện dây dẫn như sau :

- Đối với đường dây đơn :

kt dm

S J

I F

3

max max =

=

- Đối với đường dây kép :

kt dm

S J

I F

3 2

2

max max =

=

Ngoài ra với mạng điện 110 [KV] phải chọn tiết diện dây dẫn loại AC70 trở lên để giảm tổn thất vầng quang

c/kiểm tra phát nóng dây dẫn lúc sự cố :

Kiểm tra theo điều kiện :

Iscmax < K.Icp Trong đó :

Iscmax : Dòng điện làm việc khi có sự cố lúc phụ tải lớn nhất

Icp : Dòng điện cho phép chạy lâu dài trong dây dẫn, phụ thuộc vào loại dây dẩn và tiết diện dây dẫn

K : Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào nhiệt độ làm việc

P +

% Trong đó :

P,Q,U: công suất tác dụng, công suất phản kháng, điện áp của đường dây

R,X : điện trở, điện kháng của đường dây

+ Lúc làm việc bình thường ∆Umax% :

∆Ubtmax% ≤ 10%

Đối với các hộ dùng MBA điều áp dưới tải thì :

∆Ubtmax% ≤ 20 % + Lúc sự cố nặng nề nhất :

∆USC max% ≤ 20%

Đối với các hộ dùng MBA điều áp dưới tải thì :

∆USC max% ≤ 25 %B.TÍNH TOÁN KỸ THUẬT CHO TỪNG PHƯƠNG ÁN :

25 , 17

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-70Nhánh N3:

Fk.t = 10 126 , 61 ( )

1 , 1 110 3 2

65 , 24

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-120Nhánh 32:

Fk.t = 10 55 , 66 ( )

1 , 1 110 3 2

16 , 10

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-70Nhánh N4:

Fk.t = 10 74 , 55 ( )

1 , 1 110 3 2

75 , 18

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-70Nhánh N6

Fk.t = 10 103 , 37 ( )

1 , 1 110 3 2

88 , 18

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-95Nhánh 65:

Fk.t = 10 90 , 13 ( )

1 , 1 110 3

23 , 8

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-95c.Tính tổn thất điện áp và kiểm tra điệu kiện phát nóng của dây dẫn :

+ Lúc làm việc bình thường :

Ta xét cho nhánh ở xa trước , nếu điều kiện tổn thất điện điện áp được thoả mãn thì xét cho những nhánh khác , không đạt thì loại phương án đó

∆Umbt %= . 2 . 100

dm

U

X Q R

P +

Nhánh N1:

∆U mbt %= 100 4 , 35 %

110 2

58 ).

44 , 0 25 , 17 46 , 0 23 (

61 ).

423 , 0 65 , 24 27 , 0 47 (

110 2

57 ).

44 , 0 16 , 10 46 , 0 21 (

54 ).

44 , 0 75 , 18 46 , 0 25 (

+

% Nhánh N65:

∆Umbt%= 100

110 2

81 ).

429 , 0 88 , 18 33 , 0 39 (

2

+

110

73 ).

429 , 0 23 , 8 33 , 0 17 (

IM =

110 3

10

Sn

= 278,54 < ICP = 0,82.380 = 311,6(A)Khi đứt 1 mạch dây kép liên thông N65:

110

81 ).

429 , 0 88 , 18 33 , 0 39 (

2

+

+

% 55 , 19 100 110

.

73 ).

429 , 0 23 , 8 33

41 , 27

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-120Nhánh 12:

Fk.t = 10 56 , 66 ( )

1 , 1 110 3 2

16 , 10

75 , 22

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-120Nhánh 35:

Fk.t = 10 90 , 13 ( )

1 , 1 110 3

23 , 8

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-95Nhánh N4:

Fk.t = 10 132 , 27 ( )

1 , 1 110 3 2

4 , 29

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-150Nhánh N6:

Fk.t = 10 58 , 31 ( )

1 , 1 110 3 2

65 , 10

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-70c/Tính tổn thất điện áp và kiểm tra điệu kiện phát nóng của dây dẫn :

+ Lúc làm việc bình thường :

-Nhánh N12:

∆Umbt%= + 100 +

110 2

58 ).

423 , 0 41 , 27 27 , 0 44 (

110 2

73 ).

44 , 0 16 , 10 46 , 0 21 (

61 ).

423 , 0 75 , 22 27 , 0 43 (

110

64 ).

429 , 0 23 , 8 33 , 0 17 (

54 ).

416 , 0 4 , 29 21 , 0 47 (

110 2

63 ).

44 , 0 65 , 10 46 , 0 22 (

423 , 0 41 , 27 27 , 0 44 (

110 2

73 ).

44 , 0 16 , 10 46 , 0 21 (

423 , 0 75 , 22 27 , 0 43 (

110

64 ).

429 , 0 23 , 8 33 , 0 17 (

416 , 0 4 , 29 21 , 0 47 (

110 2

63 ).

44 , 0 65 , 10 46 , 0 22 (

41 , 27

= + < ICP = 0,82.380 = 311,6(A) (Đạt)Xét nhánh N3:

IM = Sn33.110.103 = 10 255 , 34

110 3

75 , 22

=

+

< ICP=0,82.380 = 311,6(A) (Đạt)Xét nhánh N4:

IM =

110 3

10

Sn

110 3

4 , 29

= + < ICP =0,8.445 = 356(A) (Đạt)Như vậy phương án 2 thoả mản các yêu cầu kĩ thuật đề ra

25 , 17

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-70Nhánh N2:

Fk.t = 10 56 , 18 ( )

1 , 1 110 3 2

65 , 10

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-70Nhánh N3:

Fk.t = 10 116 , 07 ( )

1 , 1 110 3 2

75 , 22

23 , 8

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-95Nhánh N4:

Fk.t = 10 74 , 55 ( )

1 , 1 110 3 2

75 , 18

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-70Nhánh N6:

Fk.t = 10 58 , 31 ( )

1 , 1 110 3 2

65 , 10

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-70

c/Tính tổn thất điện áp và kiểm tra điệu kiện phát nóng của dây dẫn :

Lúc làm việc bình thường :

- Nhánh N1:

∆U mbt % = 100 4 , 35 %

110 2

58 ) 44 , 0 25 , 17 46 , 0 23 (

105 ) 44 , 0 65 , 10 46 , 0 21 (

+

- Nhánh N35:

∆U mbt = + 100 +

110 2

58 ).

423 , 0 75 , 22 27 , 0 43 (

110

64 ) 429 , 0 23 , 8 33 , 0 17 (

54 ).

44 , 0 75 , 18 46 , 0 25 (

81 ) 44 , 0 65 , 10 46 , 0 22 (

423 , 0 75 , 22 27 , 0 43 (

110

64 ) 429 , 0 23 , 8 33 , 0 17 (

10

Sn

110 3

75 , 22

Vì đây là mạng điện khu vực nên ta chọn điện áp vận hành là 110 [KV]

b/Chọn tiết diện dây dẫn :

Nhánh N1:

Fk.t = 10 68 , 59 ( )

1 , 1 110 3 2

25 , 17

→ Ta chọn dây AC-70Nhánh N2:

Fk.t = 10 56 , 18 ( )

1 , 1 110 3 2

65 , 10

75 , 22

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-120Nhánh 35:

Fk.t = 10 90 , 13 ( )

1 , 1 110 3

23 , 8

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-95Nhánh N-4:

Fk.t = 10 155 , 55 ( )

1 , 1 110 3

18 18 ,

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-150Nhánh N-6:

1 , 1 110 3

4 , 11 82 ,

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-120Nhánh 46:

Fk.t = 10 11 , 02 ( )

1 , 1 110 3

75 , 0 18 ,

mm

= +

→ Ta chọn dây AC-70c/Tính tổn thất điện áp và kiểm tra điệu kiện phát nóng của dây dẫn :

Lúc làm việc bình thường :

- Nhánh N1:

∆U mbt % = 100 4 , 35 %

110 2

58 ) 44 , 0 25 , 17 46 , 0 23 (

105 ) 44 , 0 65 , 10 46 , 0 21 (

+

- Nhánh N35:

∆U mbt % = + 100 +

110 2

58 ).

423 , 0 75 , 22 27 , 0 43 (

110

64 ) 429 , 0 23 , 8 33 , 0 17 (

423 , 0 18 27 , 0 18 , 27 (

429 , 0 4 , 11 33 , 0 82 , 19 (

423 , 0 75 , 22 27 , 0 43 (

110

64 ) 429 , 0 23 , 8 33 , 0 17 (

75 , 22

429 , 0 4 , 29 33 , 0 47 (

110

63 ) 44 , 0 75 , 18 46 , 0 25 (

+

>∆U

cpsc

Với ∆U cpsc =25% , nên không đạt yêu cầu

Như vậy phương án 4 không thoả mản các yêu cầu kĩ thuật đề ra

CHƯƠNG III:

SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KINH TẾ

Để chọn phương án tối ưu, sau khi so sánh về mặt kỹ thuật ta còn phải tính toán về mặt kinh tế của các phương án Tiêu chuẩn để so sánh về mặt kinh tế là phí tổn tính toán hàng năm là bé nhất

Phí tổn tính toán hằng năm được tính theo biểu thức :

Z = (avh + atc).K + A.CTrong đó:

K: Vốn đầu tư của mạng điện Do yêu cầu không cần tính toán chi tiết mà chỉ tính vốn đầu tư xây dựng đường dây Đường dây kép lấy bằng 1,8 lần đường dây đơn

Với đường dây đơn : Kđ = K0.l

Với đường dây kép : Kk = 1,8.K0.l

K0 : Giá thành 1km đường dây

L : chiều dài đường dây

avh: Hệ số vận hành được tính cho phần khấu hao, tu sữa thường kỳ và phục hồi Đối với các mạng điện dùng cột bê tông lấy avh = 0,07

atc: Hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư theo tiêu chuẩn nhà nước ta là từ 5-8 tuỳ vào từng công trình ở đây ta chọn Ttc = 8 năm

125 , 0 8

1 1

R U

Q P P

Với R :điện trở của dây dẫn

Với: τ: Thời gian tổn thất công suất lớn nhất

∆P: Tổng tổn thất công suất tác dụng cực đại của mạng trong năm

Có thể xác định τ của mạng điện như sau :

+ Tính khối lượng kim loại màu sử dụng của các phương án :

- Đối với đường dây đơn : M = 3Σm0.L (Kg)

- đối với đường dây kép : M = 6Σm0.L (Kg)với : m0 : Trọng lượng tính toán cho 1km đường dây

l: chiều dài đường dây

Q P

75 , 28 2

07 , 53 2

33 , 23 2

25 , 31 2

33 , 43 2

25 , 31 2

2.Tính tổn thất điện năng :

) ( 74 , 1 58 27 , 0 110 2

84 , 51 2

2

∆

) ( 76 , 0 73 46 , 0 110 2

33 , 23 2

65 , 48 2

89 , 18 2

44 , 55 2

44 , 24 2

2.Tính tổn thất điện năng :

) ( 91 , 0 58 46 , 0 110 2

75 , 28 2

55 , 23 2

65 , 48 2

89 , 18 2

25 , 31 2

44 , 24 2

CHƯƠNG IV:

CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT VÀ MÁY BIẾN ÁP

Trạm biến áp là nơi biến đổi năng lượng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác có cùng tần số làmột trong những phần tử quan trọng nhất của hệ thống điện

1.Yêu cầu đối với việc chọn máy biến áp :

Công suất , số lượng và phương thức vận hành của MBA có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế , kỹ thuật của toàn hệ thống.

+ Khi chọn MBA cho mạng cần chú ý các đièu kiện sau :

Về kiểu MBA :

+Nên chọn MBA ba pha Bởi vì , dùng tổ MBA một pha sẽ làm tăng vốn đầu tư , tăng diện tích lắp đặt , thao tác vận hành phức tạp

+Ở đây, hệ thốngchỉ có hai cấp điện áp cao/ hạ là 110/10kV nên chọn MBA

ba pha hai dây quấn

+Đối với loại tải có yêu cầu có chất lượng điện áp bình thường (hộ loại ba) ta dùng MBA thường , còn đối với các hộ yêu cầu chất lượng điện áp cao (hộ loại I )

ta có thể chọn MBA điều áp dưới tải nếu MBA thưòng không thoả mãn yêu cầu.Tuy nhiên do giá thành MBA điều áp dưới tải đắt gắp 1,4 lần so với MBA thường nên chị dùng khi thật cần thiết

- Về số lượng MBA trong một trạm giảm áp :

Tuỳ thuộc yêu cầu cung cấp diện cho phụ tải

+ Phụ tải thuộc hộ loại I : mỗi trạm nên dùng 2 MBA trở lên

+ Phụ tải thuộc hộ loại III : mỗi trạm nên 1 MBA

- Về công suất của MBA :

+ Phải bảo đảm cung cấp điện trong tình trạng làm việc bình thường(ứng với phụ tải cực đại) khi tấc cả các MBA làm việc

+ Ở trạm có hơn hai MBA , khi có một MBA bất kỳ nghỉ , tấc cả các MBA còn lại với khả năng quá tải sự cố cho phép ( cho phép quá tải 40% trong năm ngày đêm không quá 6h) phải bảo đảm tải đủ công suất yêu cầu

Do đó điều kiện để chọn công suất định mức của MBA là :

+Hộ loại I : Sđm≥ Sptmax/1,4(n-1)

+Hộ loại III : Sđm ≥ Sptmax

- Để việc vận hành hệ thống được tốt thì phải tính giá trị Sgh :

Sgh =Sđm Pn

Po n

2.Tính chọn cụ thể cho từng trạm giảm áp :

1 Chọn máy biến áp cho trạm hạ áp phụ tải số 1 (hộ loại I)

Ta có:Sptmax = 28,75 [MVA]

Sptmin = 0,5 Sptmax =0,5.28,75= 14,375 [MVA]

Chọn 2 máy biến áp điều áp dưới tải có, với công suất máy theo điều kiện :

] [ 5 , 20 4 , 1

75 , 28 4

, 1

max

S pt dm

Ta chọn máy biến áp loại: TAH_25000/110

min

0 18 , 54 [ ]

120

33 2 25

N dmBA

P

P S

∆

∆

=

 Vậy khi phụ tải cực tiểu cho phép vận hành 1 máy biến áp

2 Chọn máy biến áp cho trạm hạ áp phụ tải 2 (hộ loạiI)

Ta có:Sptmax = 27,97 [MVA]

Sptmin = 0,5 Sptmax =0,5.27,97= 13,98 [MVA]

Chọn 2 máy biến áp điều áp dưới tải có, với công suất máy theo điều kiện :

] [ 98 , 19 4 , 1

97 , 27 4

, 1

max

S pt dm

N dmBA

P

P S

∆

∆

=

 Vậy khi phụ tải cực tiểu cho phép vận hành 1 máy biến áp

3 Chọn máy biến áp cho trạm hạ áp phụ tải 3 (hộ loại I)

Ta có: Sptmax = 32,5 [MVA]

Spt min = 0,5 Sptmax = 0,5.32,5 =16,25 [MVA]

Chọn 2 máy biến áp điều áp dưới tải với công suất mỗi máy theo điều kiện :

] [ 21 , 23 4 , 1

5 , 32 4 , 1

max

S pt dm

Ta chọn máy biến áp loại: TAH_25000/110

min ]

[ 54 , 18 120

33 2 25

N

O dmBA

P

P S

∆

∆

=

 Vậy khi phụ tải cực tiểu cho phép vận hành 1 máy biến áp

4 Chọn máy biến áp cho trạm hạ áp phụ tải 4 (hộ loại I)

Ta có: Sptmax = 31,25 [MVA]

Spt min = 0,5 Sptmax = 0,5.3,25 =15,625 [MVA]

Chọn 2 máy biến áp điều áp dưới tải với công suất mỗi máy theo điều kiện :

] [ 32 , 22 4 , 1

25 , 31 4 , 1

[ 54 , 18 120

33 2 25

N

O dmBA

P

P S

∆

∆

=

 Vậy khi phụ tải cực tiểu cho phép vận hành 1 máy biến

5 Chọn máy biến áp cho trạm hạ áp phụ tải 5 (hộ loại III)

Ta có: SB 5đm = Spt5max = 22,64 [MVA]

Spt min = 0,5 Sptmax = 0,5.22,64 = 11,32 [MVA]

Ta chọn một máy biến áp loại: TA_25000/110

Các thông số lấy theo số liệu của máy biến áp TAH_25000/110

6 Chọn máy biến áp cho trạm hạ áp phụ tải 6 (hộ loại I)

Ta có: Sptmax = 27,5[MVA]

Spt min = 0,5 Sptmax = 0,5.27,5 = 13,75 [MVA]

Chọn 2 máy biến áp điều áp dưới tải với công suất mỗi máy theo điều kiện :

] [ 64 , 19 4 , 1

5 , 27 4

, 1

max

S pt dm

Ta chọn máy biến áp loại: TAH_25000/110

min ]

[ 54 , 18 120

33 2 25

N

O dmBA

P

P S

∆

∆

=

 Vậy khi phụ tải cực tiểu cho phép vận hành 1 máy biến áp

Để tiện trong tính toán ta lập bảng số liệu về các máy biến áp sử dụnh trong trạm

Trạm

giảm áp

Số MB

Loại MB

∆P0(KW)

Tính các thông số của MBA quy về phía cao áp 110kV (R,X, ∆PN = ∆Pcuđm

∆Po , ∆Qo đã cho trong bảng ) Ta tính thêm giá trị ∆Qcu :

CHƯƠNG V:

TÍNH BÙ KINH TẾ MẠNG ĐIỆN

- Để giảm công suất phản kháng truyền tải trên đường đây, giảm bớt tổn thất điện năng cho mạng điện ta tiến hành bù công suất phản kháng tại hộ tiêu thụ

- Thích hợp và đơn giản ta dùng tụ bù Việc lắp đặt tụ bù cần một chi phí xây lắp và tiêu hao một lượng điện năng nhất định Do đó ta cần phải tính toán sao cho việc lắp đặt tụ bù là kinh tế nhất

- Cách chung là tại phía hạ áp của hộ tiêu thụ điện ta đặt công suất phản kháng cần bù Qb làm ẩn số và lập biểu thức tính toán phí tổn mạng điện do có đặt thiết bị bù Sau đó lấy đạo hàm riêng của phí tổn tính theo từng công suất bù của mỗi trạm và cho đạo hàm riêng đó bằng 0 Giải các phương trình đạo hàm riêng này ta có các Qb cần tìm

- Khi lập biểu thức của chi phí tính toán ta quy ước như sau:

+ Không xét đến lượng công suất bù sơ bộ

+ Không xét đến tổn thất công suất sắt ∆PFe của máy biến áp vì nó ảnh hưởng rất ít đến trị số Qb cần tìm

+ Không xét đến thành phần tổn thất ∆P trong mạch do truyền tải P gây ra.+ Không xét đến ∆QFe của máy biến áp và ∆Qc do dung dẫn đường dây sinh

ra

+ Ngoài điện trở đường dây phải xét đến RB của máy biến áp

+ Chỉ cần viết và giải phương trình cho từng nhánh độc lập của mạng điện I.TÍNH TOÁN TỔNG QUÁT :

Biểu thức chi phí tính toán mạng điện do việc lắp đặt thiết bị bù như sau:

Z = Z1 + Z2 + Z3

Trong đó:

- Z1 : phí tổn hàng năm do đầu tư thiết bị bù

Z1 = (aVh + atc).K0.∑ Qbi

+ aVh : hệ số vận hành thiết bị bu,ì lấy aVh = 0,1

+ atc : hệ số thu hồi vốn đầu tư phụ, lấy atc = 0,125

+ Ko:giá tiền cho một đơn thiết bị bù Với tụ điện lấy

R = 13,34 Ω R = 1,27 Ω

Q1-Q b1N

+ P : tổn thất tương đối trong thiết bị bù

Với tụ điện : P* = 0,005( MW/MVAr) + T : thời gian tụ điện làm việc trong 1 năm Vì ta có điều chỉnh dung lượng bù theo sự biến đổi của phụ tải nên ta lấy Tmax = 4200 h

- Z3 :phí tổn tổn thất điện năng do truyền tải công suất phản kháng trong mạng sau khi bù

Z3 = C.P.τ

U

Q Q

+ U : điện áp định mức của đường dây (U=110KV)

+ R : điện trở của đường dây và máy biến áp quy về bên cao áp

+ τ : thời gian tổn thất lớn nhất sau khi bù τ = 3411(h)

Qb1, Qb2, ,Qbn

Nếu giải được Qbi của hộ thứ i nào đó < 0 có nghĩa là về mặt kinh tế hộ thứ i không cần bù kinh tế Lúc đó ta bỏ bớt 1 phương trình thứ i đó và thay Qbi = 0 vào phương trình còn lại và tiếp tục giải

Nếu giải được Qbi = Qi thì ta không nên bù đến giá trị này mà chỉ bù đến cosϕ

= 0,95 vì cosϕ = 1 thì điều kiện ổn định của hệ thống xấu đi mà lúc đó P không giảm mấy

TÍNH TOÁN BÙ KINH TẾ CHO MẠNG ĐIỆN1.Xét nhánh N1:

a/Sơ đồ tính toán:

2 1 1 1

1

U

Q Q C Q Q

b b

− +

R1 = 12,42 Ω RB3 = 1,27 Ω

Q4-Q b4N

Qb2=11,26 [MVAr] như vậy sau khi bù thì Cosϕ2 = 0 , 94

.

2 4 4 4

4

U

Q Q C Q Q

b b

− +

Ta có các thông số :

Q5 = 14,96 [MVAR] R5= 0,33.73 =24,09[Ω] RB5 =2,54 [Ω]

Q6 =16,5 [MVAR] R2= 0,33.81/2 =13,365[Ω] RB6 = 1,27[Ω]Suy ra: ∂∂ =

Qb2=12,3 [MVAr] Nếu ta bù hết lượng này thì Cosϕ5> 0,95 không có lợi về mặt ổn định của hệ thống Nên ta chỉ bù cho hộ 5 đến Cosϕ5=0,95

Như vậy lượng bù cho hộ 5 là Qb5=9,38[MVAr]

Phụ tải (KW)Pmax (MVAr)Qmax (MVAr)Qb (MVAr)Q/max Cosϕ Cosϕ/

A - TÍNH PHÂN BỐ CHÍNH XÁC CÔNG SUẤT TRONG MANG ĐIỆN.

Ta tính trong 3 tình trạng vận hành.Phụ tải cực đại , Phụ tải cực tiểu , Phụ tải sự cố

Các điểm chú ý trong tính toán phần này là:

- Dùng phụ tải tính toán là phụ tải sau khi đã bù kinh tế

- Dùng điện áp định mức của mạng để tính, vì công suất phụ tải đã biết nhưng điện áp lại chưa biết

* Các đại lượng được xác định theo các biểu thức sau:

+ j∆QC/2 là công suất phản kháng do 1/2 chiều dài đường dây sinh ra và được tính theo công thức:

- Đối với đường dây đơn:

2

.

2

0

2 b l U

+Tổn thất công suất trong máy biến áp gồm hai thành phần:

- Tổn thất công suất trong dây quấn MBA, thành phần này phụ thuộc phụ tải

- Tổn thất công suất không tải MBA, thành phần này không phụ thuộc phụ tải

Và được xác định theo công thức sau

( Bi Bi)

i CuBi R jX

U

S

∆ 22

Với RBi, XBi, Thông số máy biến áp

ZBi = RBi + jXBi : Tổng trở máy biến áp

-∆PFe = ∆P0 : Tổn thất công suất tác dụng không tải làm nóng lỏi thép MBA

-100

%.

0 dmi Fei

S

I

∆ = ∆ Q0i : Tổn thất công suất phản

kháng do gông từ gây ra

+Tổn thất công suất trên đương dây dẩn được xác định theo công thức sau:

i : Công suất cuối đường dây

I.Tính chính xác phân bố công suất cho nhánh N 1:

a/Xét ở chế độ phụ tải cực đại:

jQc1/2 jQc1/2

R1=13,34 Rb1=1,27 jQc1/2 = 2j.b0LU2/2

X1=12,76 Xb1=27.95 = 1,81j

- Tổn thất công suất trong máy biến áp gồm 2 thành phần:

+ Tổn thất công suất trong dây quấn máy biến áp

110

25 , 17 23

2

2 2

1 1

2

2 1

∆SB1 = ∆SFe1 + ∆Scu1 = 0,144+ j2,31 (MVA)

- Công suất đầu vào máy biến áp B1

1 1

X Q R

P

U

b

b d b

d

66 , 106

95 , 27 34 , 22 27

, 1 168 , 26

3

13 13 13

1 1

1 S j Q j MVA

B

2.Xét chế độ phụ tải cực tiểu:

Khi ta xét ở chế độ cực tiểu thì phụ tải cực tiểu bằng 50% phụ tải cực đại.Và tất cã thiết bị bù bị cắt ra khỏi hệ thống

Ta có Smin 1=11,5+j8,625=14,375(MVA)

1 min

0 1

120

33 2 25

P

P S

S

N dmBA

- Tổn thất công suất trong máy biến áp gồm 2 thành phần:

+ Tổn thất công suất trong dây quấn máy biến áp

Scu1

( ) .(2 , 54 55 , 9) 0 , 043 0 , 95 ( )

110

25 , 17 23

2

2 2

1 1

2

2 1

∆SB1 = ∆SFe1 + ∆Scu1 = 0,072+ j1,15 (MVA)

- Công suất đưa vào máy biến áp B1

1 1

,

0

76 , 12 34 , 13 110

96 , 7 572 , 11

2

2 2

1 1

j jX

+

= +

=

∆

- Công suất đầu đường dây N1

] [ 17 , 8 791 , 11 1

1 1

1 S j Q j MVA

B

3.Xét ở chế độ phụ tải sự cố:

Khi vận hành ở chế độ này là sự cố đứt một mạch của đường dây kép N 1

jQc1/2 jQc1/2

R1=26,68  Rb1=1,27  jQc1/2 = 2j.b0LU2/2

X1=25,52  Xb1=27,94  = 0,905j

- Tổn thất công suất trong máy biến áp gồm 2 thành phần:

Tổn thất công suất trong dây quấn máy biến áp

110

25 , 17 23

2

2 2

1 1

2

2 1

S Fe1