tính toán lựa chọn tiết diện mạng dây dẫn phân phối

BÁO CÁO ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN CBGD Nguyễn Đăng Khoa TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN MẠNG PHÂN PHỐI 22 KV Sinh viện thực hiện Lý Hải Đăng... Thiết kế, tính toán lựa chọn tiết diện dâ

BÁO CÁO

ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN

CBGD

Nguyễn Đăng Khoa

TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN MẠNG PHÂN

PHỐI 22 KV

Sinh viện thực hiện

Lý Hải Đăng

Thiết kế hệ thống điện là quá trình xem xét hệ thống như một tổng thể và lựa chọn các phần tử của hệ thống sao cho các phần tử này đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, vận hành an toàn và kinh tế

Chương I

SƠ LƯỢC VỀ LÝ THUYẾT

Thiết kế, tính toán lựa chọn tiết diện dây dẫn là một phần nhỏ trong thiết kế hệ thống điện, khi thiết kế, tính toán ta cần chọn cấp điện áp, tiết diện dây dẫn một cách phù hợp

để truyền công suất cần thiết qua khoảng cách cho trước thỏa mãn điều kiện kỹ thuật

và các đặc tính điện yêu cầu, duy trì độ sụt áp

và tổn hao trong giới hạn cho phép

Chương I

SƠ LƯỢC VỀ LÝ THUYẾT

Lựa chọn cỡ dây, cách bố trí, khoảng cách giữa các dây pha, loại sứ, phối hợp cách điện…phải được xét trước Đặc biệt các đặc tính trên cần được xem xét, chú trọng trong việc thiết kế đường dây truyền tải EHV và UHV khi truyền tải công suất lớn Cỡ dây và cột lớn hơn, yêu cầu về thẩm mỹ, chi phí, độ bền cơ học, độ ồn âm thanh, radio và hành lang an toàn

Chương I

SƠ LƯỢC VỀ LÝ THUYẾT

1 Chọn cấp điện áp

Các cấp điện áp phân phối trung thế tiêu chuẩn ở Việt Nam là 10, 15, 22, 35 và 66 kV (tương lai sẽ thống nhất còn một cấp duy nhất là 22 kV, đây cũng là cấp được thiết kế nếu xây dựng mới đường dây phân phối trung áp)

Chọn cấp điện áp cho mạng phân phối phụ thuộc vào các yếu tố sau:

1 Chọn cấp điện áp

2 Chọn dây dẫn

• Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn tuyến dây trung thế được tổng quát bằng các

sơ đồ sau:

Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn số

tuyến dây trung thế

Các yếu ảnh hưởng đến việc lựa chọn số

lượng tuyến dây trung thế

Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn cỡ

dây dẫn

Các loại phụ tải trong mạng phân phối

• Phân bố tập trung

• Hình tia phân bố đều

• Phát tuyến có phụ tải tăng dần

• Phân bố tập trung lẫn phân bố đều

Lựa chọn dây dẫn

• Khi lựa chọn dây dẫn cho đường dây phân phối thì:

- U ≤ 35 kV chọn dây nhôm ( tối thiểu A – 25)

Các phương pháp tính toán, lựa chọn

tiết diện dây dẫn

- Lựa chọn tiết diện dây theo điều kiện mật độ dòng kinh tế (biết Tmax)

- Chọn dây dẫn theo điều kiện sụt áp cho phép

và toàn mạng điện có cùng một tiết diện

- Xác định tiết diện dây theo mật độ dòng không đổi và thỏa điều kiện sụt áp

- Xác định tiết diện dây dẫn theo chi phí kim loại màu ít nhất

1 Lựa chọn tiết diện dây theo điều kiện

mật độ dòng kinh tế (biết Tmax).

Mật độ dòng kinh tế được định nghĩa là:

jkt = Nếu các phụ tải trên đường dây có Tmax khác nhau thì cần xác định trị số trung bình thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmaxtb :

Tmaxtb =

F I

P

T

P i

i i

Σ

Xác định dòng điện phụ tải

Đối với mạng điện hình tia

Dòng phụ tải cực đại

Imax =

Tiết diện kinh tế của dây dẫn : Fkt =

Kiểm tra theo điều kiện phát nóng như sau:

Xác định dòng điện phụ tải

Đối với đường dây lộ kép hình tia

Tiết diện kinh tế của dây dẫn: Fkt =

Đối với trường hợp đường dây kép, phải kiểmtra điều kiện phát nóng khi đứt 1 lộ Điều kiện kiểm tra là:

Xác định dòng điện phụ tải

Đối với đường dây liên thông

Tiết diện đoạn1: Fkt = với I1=

Tiết diện đoạn 2: Fkt = với I2 =

Xác định dòng điện phụ tải

Đối với đường dây liên thông lộ kép

Tính I1, I2 như trường hợp liên thông lộ đơn Lúc này tiết diện được tính trên từng đoạn là: Tiết diện đoạn1: Fkt =

Tiết diện đoạn 2: Fkt =

Xác định dòng điện phụ tải

Mạng điện kín

Đối với mạng điện kín sơ bộ phân bố công suất theo chiều dài, để tính phân bố dòng cho từng đoạn đường dây, ta có mạch tương đương như sau:

) (

3 2 1

2 3

2

l l

l l S l

l

+ +

+

+

) (

) (

3 2 1

3 1 1

l l

l S l l

l

S a b

+ +

+ +

j U

S

kt đm i

3

2 Chọn dây dẫn theo điều kiện sụt áp cho phép và toàn mạng điện có cùng một tiết diện

Tổn thất điện áp trên đường dây

=

Giả sử tổn thất điện áp bằng trị số cho phép

Dựa vào x0 ta xác định được

0

U U

"

'

∆ +

U cp

'

∆

2 Chọn dây dẫn theo điều kiện sụt áp cho phép và toàn mạng điện có cùng một tiết diện

Mà = = nên F =

Các trị số tính toán phải thỏa điều kiện:

- Lúc bình thường: % ≤ 10 %

- Lúc sự cố: % ≤ 20 %

Nếu tiết diện dây đã chọn không thỏa điều kiện

phát nóng và tổn thất điện áp thì phải tăng tiết

diện dây cho đến khi thỏa

3 Xác định tiết diện dây theo mật độ dòng

không đổi và thỏa điều kiện sụt áp

Giả sử ta có mạng điện như sau

Cũng như chọn theo điều kiện sụt áp, ta cũng có: với =

Mật độ dòng không đổi nên = =

jtt =

P 1 + jQ 1

3 2

"

'

∆ +

3 Xác định tiết diện dây theo mật độ dòng

không đổi và thỏa điều kiện sụt áp

Dựa vào T max ta xác định được j kt

Khi được j tt và j kt ta cần so sánh 2 trị số này, trị số nào nhỏ hơn sẽ được chọn làm mật độ dòng j chính thức

trong suốt quá trình tính toán.

Từ j ta tính được tiết diện của các đoạn dây:

F i =

- Kiểm tra lại điều kiện sụt áp.

- Chọn các đoạn còn lại (nếu mạng phân nhánh) và

kiểm tra.

j

I i

4 Xác định tiết diện dây dẫn theo chi phí

kim loại màu ít nhất

Xét đường dây không phân nhánh

Tổn thất điện áp do công suất tác dụng

Tiết diện các đoạn dây

P a + jQ a

3 2

U

P

i n

i cp đm

γ

4 Xác định tiết diện dây dẫn theo chi phí

kim loại màu ít nhất

Đường dây có phân nhánh

Ta chọn trước giá trị trung bình và tính

Đường dây có phân nhánh

Tổn thất điện áp trên điện trở của các đoạn dây N1, 12, 13

=

=

Hay: = =

-Với =

U cp

' 2

∆ U cp

'

∆ U cp

' 1

∆

U cp

' 3

'

∆ U cp

' 1

∆

U cp

' 2

∆ U cp

' 3

∆ U cp

'

∆ U cp

' 1

∆

' 1

∆

l P

l P l

P

2 1 1

2 3 3

2 2 2

'

+

∆

Đường dây có phân nhánh

Các tiết diện F1, F2, F3 được xác định

F1 = ; F2 = ; F3 =

Chọn các tiết diện theo tiêu chuẩn và kiểm tra lại điều kiện:

U U

l P

cp đm

' 1

1 1

∆

l P

cp đm

' 2

2 2

∆

l P

cp đm

' 3

3 3

Chương II TÍNH TOÁN CỤ THỂ

Sơ đồ mạng điện như hình vẽ sau

Các yêu cầu được đặt ra

- Thiết kế, tính toán tiết diện đoạn N-1-4-5 một cách tối ưu nhất

- Nhiệt độ môi trường xung quanh là 250C

- Tổn thất điện áp cho phép trong điều kiện bình thường là 7 % và khi sự cố là 14,7 %

- Kiểm tra điều kiện phát nóng khi mạng điện

bị sự cố

Các số liệu tính toán được

1 Lựa chọn tiết diện dây theo điều kiện

mật độ dòng kinh tế (biết Tmax)