Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện lê vĩnh thắng

2 2 max Kết quả giá trị công suất của phụ tải trong chế độ cực đại và cực tiểu: Bảng1.1: Bảng tính toán số liệu phụ tải ở chế độ cực đại và cực tiểu Phụ tải Loại Cos Pmax+jQmax Smax Pmi

PHẦN I : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC

CHƯƠNG 1 : PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CHẾ ĐỘ LÀ VIỆC CỦA NGUỒN

1.1 Nguồn điện:

Phân tích nguồn là một việc làm cần thiết nhằm định hướng ra phương thức vận hành của nhà máy điện, phân bố công suất giữa các tổ máy, hiệu suất, cosφ và khả năng điều chỉnh

Trong hệ thống điện thiết kế có hai nguồn cung cấp đó là hệ thống điện và nhà máy nhiệt điện

1.1.1 Hệ thống điện

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

có sự liên hệ giữa hệ thống và nhà máy điện để có thể trao đổi công suất giữa hai nguồn cung cấp khi cần thiết, đảm bảo cho hệ thống làm việc bình thường trong các chế độ vận hành

Mặt khác, vì hệ thống có công suất vô cùng lớn cho nên chọn hệ thống là nút cân bằng công suất và nút cơ sở về điện áp Ngoài ra, do hệ thống có công suất vô cùng lớn cho nên không cần phải dự trữ công suất trong nhà máy nhiệt điện (công suất tác dụng và công suất phản kháng dự trữ sẽ được lấy từ hệ thống điện)

1.1.2 Nhà máy nhiệt điện

Nhà máy nhiệt điện (NĐ) có bốn tổ mấy Mỗi máy phát có công suất định mức

NĐ tương đối thấp (khoảng 30-40%) Đồng thời tự dùng của nhà máy NĐ thường chiếm khoảng 6 đến 15% tùy theo loại nhà máy nhiệt điện

Đối với nhà máy NĐ, các máy phát làm việc ổn định khi phụ tải P70%Pdm; khi phụ tải P30%Pdm, các máy phát ngừng làm việc

Công suất kinh tế của các nhà máy nhiệt điện là từ 70% đến 90%Pđm

1.2 Các phụ tải điện

Mạng điện gồm có 9 phụ tải với tổng công suất tác dụng ở chế độ phụ tải cực đại

là

∑ P=324MW, ở chế độ cực tiểu là∑ Pmin =67%Pmax=217,08MW

Các phụ tải 1,2,3,4,5,6,8 và 9 có mức đảm bảo cung cấp điện loại I

Phụ tải 7 có mức đảm bảo cung cấp điện loại III

Cả 9 phụ tải đều có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường

Dựa trên phân bố của các phụ tải so với nguồn,ta sẽ nối các phụ tải 1,2 và 3 với thanh góp hệ thống ,các phụ tải còn lại sẽ được nối với nhà máy nhiệt điện

Còn phụ tải 9 được cấp điện từ cả hai phía nhà máy và hệ thống và nó làm nhiệm vụ liên lạc trao đổi công suất khi cần thiết

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

max max

2 2 max

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

Bảng1.1: Bảng tính toán số liệu phụ tải ở chế độ cực đại và cực tiểu

Phụ tải Loại Cos Pmax+jQmax Smax Pmin+jQmin Smin

1.3 Cân bằng công suất tác dụng

Công suất tác dụng của các phụ tải liên quan với tần số của dòng điện xoay chiều Tần số trong hệ thống sẽ thay đổi khi sự cân bằng công suất tác dụng trong

hệ thống bị phá vỡ Giảm công suất tác dụng phát ra dẫn đến giảm tần số và ngược lại, tăng công suất tác dụng phát ra dẫn đến tăng tần số Vì vậy tại mỗi thời điểm trong các chế độ xác lập của hệ thống điện, các nhà máy điện trong hệ thống cần phải phát công suất bằng công suất của các hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất công suất trong hệ thống

Cân bằng sơ bộ công suất tác dụng được thực hiện trong chế độ phụ tải cực đại của hệ thống Phương trình cân bằng công suất tác dụng có dạng:

PNĐ + PHT =Ptt =m∑Pmax + ∑∆P + Ptd + Pdt

Trong đó:

PNĐ – tổng công suất do nhà máy nhiệt điện phát ra

PHT – tổng công suất tác dụng lấy từ hệ thống

m – hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại (m=1)

∑Pmax – tổng công suất của các phụ tải trong chế độ cực đại

∑∆P – tổng tổn thất trong mạng điện, và có thể lấy bằng 5%∑Pmax

Ptd – công suất tự dùng trong nhà máy

Pdt – công suất tác dụng dự trữ vì HT có công suất vô cùng lớn nên Pdt =0

Ptt – công suất tiêu thụ trong mạng điện

Tổng công suất tác dụng của các phụ tải khi phụ tải cực đại là:

∑Pmax = 324MW

Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện có giá trị:

∆P = 5% ∑Pmax =5% 324 =16,2MW Công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện bằng:

1.4 Cân bằng công suất phản kháng

Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp Nếu công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng điện sẽ tăng hoặc ngược lại điện áp trong mạng điện sẽ giảm.Khác với công suất tác dụng cân bằng công suất phản kháng vừa có tính hệ thống và vừa có tính chất địa

phương, có nghĩa là chỗ này của hệ thống có thể đủ công suất phản kháng nhưng chỗ khác của hệ thống có thể thiếu công suất phản kháng

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

QF + QHT =Qtt =m∑Qmax + ∑∆QL - ∑Qc + ∑∆Qb + Qtd +Qdt

Trong đó:

QF – tổng công suất phản kháng do nhà máy phát ra

QHT – công suất phản kháng do hệ thống cung cấp

∑∆QL – tổng tổn thất công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường dây trong mạng điện

∑Qc – tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây sinh ra, khi tính sơ bộ thì ta lấy ∑Qc = ∑QL

∑∆Qb – tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp, trong tính toán sơ bộ lấy ∑∆Qb =15% ∑Qmax;

Qtd – Công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện

Qdt–Công suất phản kháng dự trữ vì hệ thống có công suất vô cùng lớn nên

Qdt=0

Tổng công suất phản kháng do nhà máy nhiệt điện phát ra bằng:

QF = PF.tgφF =252.0,75 = 189 MVAr Công suất phản kháng do hệ thống cung cấp bằng:

QHT = PHT.tgφHT = 113,4.0,62 =70,308 MVAr Tổng công suất phản kháng do các hộ phụ tải tiêu thụ là:

∑Qmax =156,816 MVAr Tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp hạ áp bằng:

∑∆Qb =0,15.156,816 =23,522 MVAr

Tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện có giá trị:

Với cosφtd =0,75→tgφtd =0,88→Qtd =Ptd tgφ =25,2.0,88 =22,176 MVAr

Như vậy tổng công suất phản kháng trong mạng điện:

Qtt =156,816 + 23,522 + 22,176 =202,514 MVAr Tổng công suất phản kháng do NĐ và HT có thể phát ra bằng:

QF + QHT =189 + 70,308 =259,308MVAr

Từ các kết quả trên ta thấy công suất phản kháng do các nguồn cung cấp lớn

hơn công suất phản kháng tiêu thụ Vì vậy không cần phải bù công suất phản kháng

trong mạng điện thiết kế

1.5 Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn

1.5.1 Chế độ phụ tải cực đại

Do hệ thống điện có nguồn công suất vô cùng lớn nên ta chọn làm nút cân bằng Nhà máy điện có công suất định mức lớn nhất cho phát kinh tế từ (70-90)% tổng

công suất định mức Dựa trên sự phân bố của phụ tải ta dự kiến nhà máy cung cấp

điện cho các phụ tải 4,5,6,7 và 8 với tổng công suất là:

pt max pt 4 max pt5 max pt 6 max pt 7 max pt8 max

Vì vậy ta sẽ chọn công suất phát của NMNĐ là 85%

Công suất phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện ở chế độ cực đại:

Pktmax = 85% 252 =214,2MW Công suất tác dụng tự dùng của nhà máy tính sơ bộ như sau:

tdmax NM

Tổng công suất tác dụng yêu cầu ở chế độ cực đại:

yc max max tdmax

P  P   P P 324 0,05.324 25,2 365,4 MW  

Lượng công suất tác dụng do hệ thống cung cấp cho phụ tải ở chế độ cực đại:

vhHT max yc max ktmax

Dự kiến ngừng 1 máy phát để bảo dưỡng, 3 máy phát còn lại sẽ phát 85%Pđm

Công suất phát của nhà máy nhiệt điện là:

Pkt = 85% 189 =160,65MW

Công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện tính sơ bộ như sau:

Ptd =10%.Pđm =0,1.189 =18,9MW Công suất phát lên lưới của nhà máy nhiệt điện là:

PF-NĐ =Pkt – Ptd =160,65 – 18,9=141,75MW Tổng công suất tác dụng yêu cầu của lưới điện là:

Pyc = ∑Ppt + ∑∆P = 217,08 + 5%.217,08 = 227,934MW Khi đó thanh góp hệ thống điện sẽ cung cấp cho các phụ tải một lượng công suất là:

Ptd =10%.Pđm =18,9MW Công suất phát lên lưới của nhà máy nhiệt điện là:

PF-NĐ =Pkt – Ptd =189 – 18,9=170,1MW Tổng công suất tác dụng yêu cầu của lưới điện là:

Pyc = ∑Ppt + ∑∆P = 340,2MW Khi đó thanh góp hệ thống điện sẽ cung cấp cho các phụ tải một lượng công suất là:

Công suất định mức(MW)

Công suất phát(MW)

Công suất phát(MW)

CHƯƠNG 2 : ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY

VÀ CHỌN ĐIỆN ÁP TRUYỀN TẢI 2.1 Đề xuất các phương án nối dây

Một trong các yêu cầu của thiết kế mạng điện là đảm bảo cung cấp điện an toàn

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

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

Các yêu cầu chính đối với mạng điện:

+ Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

+ Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

+ Đảm bảo chất lượng điện năng

+ Đảm bảo tính linh hoạt của mạng điện

+ Đảm bảo tính kinh tế và có khả năng phát triển

Các phụ tải 1,2,3,4,5,6,8 và 9 có mức đảm bảo cung cấp điện loại I là loại

không được phép mất điện nên ta phải dùng đường dây lộ kép hoặc mạch vòng Phụ tải 7 là phụ tải có mức đảm bảo cung cấp điện loại III nên có thể dùng đường dây đơn để cấp điện cho phụ tải

Để chọn được sơ đồ tối ưu của mạng điện ta sử dụng phương pháp chia lưới điện thành các nhóm nhỏ, trong mỗi nhóm ta đề ra các phương án nối dây, dựa trên các chỉ tiêu về kinh tế - kỹ thuật ta chọn được một phương án tối ưu của từng nhóm

Vì các nhóm phân chia độc lập, không phụ thuộc lẫn nhau nên kết hợp các phương

án tối ưu của các nhóm lại ta được sơ đồ tối ưu của mạng điện

Ưu nhược điểm của phương pháp chia nhóm :

- Ưu điểm: phương pháp này giúp ta chọn được sơ đồ tối ưu nhất mà các phương pháp khác chưa thực hiện được

- Nhược điểm: việc chia nhóm phụ thuộc nhiều vào số lượng và vị trí địa lý của các phụ tải Khi vị trí địa lý của các phụ tải đan xen nhau, việc chia nhóm sẽ gặp nhiều khó khăn

Sơ đồ mạng lưới điện:

8

45

9

12

41,23144,721

44,72170,711

42,426

Hình 2.1: Sơ đồ địa lý mạng lưới điện(km)

Việc chia nhóm sẽ được thực hiện như sau: trước tiên dựa vào vị trí địa lý và công suất của các nguồn và phụ tải, chúng ta sẽ xem xét xem các phụ tải được lấy công suất từ nguồn nào Ở đây chúng ta có hai nguồn, các phụ tải sẽ được cung cấp

từ nguồn gần nó nhất, nếu phụ tải nằm ở vị trí gần giữa 2 nguồn thì chúng ta sẽ xét đến công suất của nguồn và tổng công suất của các phụ tải xung quanh nó để đưa ra quyết định nối phụ tải đó với nguồn nào Sau đó chúng ta sẽ tiến hành phân chia

thành các nhóm Việc vạch phương án sẽ được tiến hành đối với mỗi nhóm

Như vậy ta sẽ phân khu vực nhà máy nhiệt điện cung cấp điện cho các hộ phụ tải lân cận nó là4,5,6,7 và 8; khu vực hệ thống cung cấp điện cho các hộ phụ tải là

1, 2 ,3và 9.Nhà máy và hệ thống liên hệ thông qua đường dây liên lạc nối qua phụ tải 9

Dựa trên cơ sở vị trí địa lý giữa các phụ tải, ta lại phân hai khu vực trên làm các nhóm nhỏ Ta chia thành ba nhóm nhỏ (như hình dưới)

8

4 5

9

1 2

3

6

NĐ

HTĐ Nhóm 1

Để 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 cầu của các phụ tải

+ Độ tin cậy cung cấp điện thấp

+ Khoảng cách dây lớn nên thi công tốn kém

Mạng điện liên thông:

- Ưu điểm:

+ Việc thi công sẽ thuận lợi hơn vì hoạt động trên cùng một đường dây

+ Độ tin cậy cung cấp điện tốt hơn hình tia

- Nhược điểm:

+ Tổn thất điện áp và tổn thất điện năng cao

 Nhóm 2:

12

12

 Nhóm 3:

7

8

4 NĐ

7

8

4 NĐ

7

8

4 NĐ

Phương án 3b Phương án 3c

Phương án 3a

2.2 Lựa chọn 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: 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

Các phương án của mạng điện thiết kế hay là các đoạn đường dây riêng biệt của mạng điện có thể có điện áp định mức khác nhau Chọn điện áp cho mạng là một trong những vấn đề cơ bản của việc thiết kế Việc chọn điện áp ảnh hưởng trực tiếp đến chỉ tiêu kinh tế và chỉ tiêu kỹ thuật của mạng điện Nếu điện áp cao thì dòng điện nhỏ sẽ được lợi về dây dẫn nhưng xà sứ cách điện phải lớn Ngược lại nếu điện

áp thấp thì được lợi về cách điện, cột xà nhỏ hơn nhưng chi phí cho dây dẫn sẽ cao hơn Tuỳ thuộc vào giá trị công suất cần truyền tải và độ dài đường dây tải điện mà chọn điên 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 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:

kV,n

P16l34,4

i

trong đó:

Ui - điện áp tính toán của đường dây thứ i, kV

li - chiều dài đường dây thứ i, km

Pi - công suất tác dụng trên đường dây truyền tải thứ i, MW

n - số lộ đường dây làm việc song song Với đường dây đơn thì

n = 1, với đường dây kép thì n =2

Áp dụng lần lượt tính toán cho từng nhóm và từng phương án

2.2.1 Nhóm 1:

2.2.1.1 Phương án 1a

Như đã tính ở mục 1.5 ta có: P kt 214, 2MW, Ptd 25, 2MW

Dựa vào vị trí các phụ tải, phụ tải 4,5,6,7 và 8 nối với nhà máy nhiệt điện thì

sơ bộ ta tính được lượng công suất tác dụng truyền từ NĐ vào đường dây NĐ-9 là:

N

Do đó ta chọn điện áp truyền tải định mức của phương án 1a là 110 kV

Bảng 2.1: Kết quả tính toán điện áp định mức nhóm 1

Đường dây Công suất S,

MVA

Chiều dài đường dây l,

km

Số lộ

Điện áp tính toán

U, kV

Điện áp định mức của mạng, kV Phương án 1a

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

2.2.2.4 Phương án 2d

Tính dòng công suất chạy trên các đoạn đường dây trong mạch vòng HT-1-2-HT

Để xác định các dòng công suất ta cần giả thiết rằng, mạch điện đồng nhất và tất cả các đoạn đường dây đều có cùng một tiết diện Như vậy dòng công suất chạy trên

8,

Công suất chạy trên đoạn 2-1 bằng:

2 1 1 H 1 ( 38 18,392 ) (31,958 15, 468) 6, 042 2,924

Do đó, nút 1 là điểm phân công suất

Điện áp tính toán trên đoạn đường dây HT-1 bằng:

Bảng 2.2 : Kết quả tính toán điện áp định mức nhóm 2

Đường dây Công suất S,

MVA

Chiều dài đường dây l,

km

Số lộ

Điện áp tính toán

U, kV

Điện áp định mức của mạng,kV Phương án 2a

Dòng công suất truyền tải trên đường dây NĐ-8 bằng:

Tính dòng công suất chạy trên các đoạn đường dây trong mạch vòng

NĐ-4-8-NĐ Để xác định các dòng công suất ta cần giả thiết rằng, mạch điện đồng nhất và tất cả các đoạn đường dây đều có cùng một tiết diện Như vậy dòng công suất chạy trên đoạn NĐ-4 bằng:

Do đó, nút 4 là điểm phân công suất

Dòng công suất truyền tải trên đường dây NĐ-7 bằng:

Điện áp tính toán trên đoạn đường dây NĐ-7 bằng:

7 4,34 44, 721 16.16 75, 261

N

Do đó ta chọn điện áp truyền tải định mức của phương án 3c là 110 kV

Bảng 2.3 : Kết quả tính toán điện áp định mức nhóm 3

Đường dây Công suất S,

MVA

Chiều dài đường dây l,

km

Số lộ

Điện áp tính toán

U, kV

Điện áp định mức của mạng, kV Phương án 3a

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KỸ THUẬT 3.1 Phương pháp chung

3.1.1 Phương pháp chọn tiết diện dây dẫn

Các mạng điện 110kV được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên không Các dây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép AC, đồng thời các dây dẫn thường đặt trên các cột bê tông ly tâm hay cột thép tùy theo địa hình đường dây chạy qua Đối với các đường dây 110kV thì khoảng cách trung bình hình học của các dây dẫn

là 5mm (D=5mm)

Đối với mạng điện khu vực thì các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh

tế của dòng điện, nghĩa là:

n 3.U n 3.U



Trong đó:

F : Tiết diện của đường dây (mm2)

Smax : Công suất chạy trên đường dây i trong chế độ phụ tải cực đại (MVA)

Uđm: Điện áp định mức của đường dây (kV)

n: Số lộ đường dây

Jkt: Mật độ dòng kinh tế của dòng điện, dựa vào Ttbmax và loại dây dẫn AC ta

có Jkt = 1,1A/mm2

Dựa vào tiết diện dây dẫn tính được, tiến hành chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất

và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vầng quang, độ bền cơ về đường dây và điều

kiện pháp nóng của dây dẫn

+) Kiểm tra phát sáng vầng quang

Theo điều kiện tiết diện dây dẫn không được nhỏ hơn trị số cho phép đối với mỗi

cấp điện áp

Với cấp điện áp 110kV, để không xuất hiện vầng quang thì tiết diện dây dẫn tối thiểu được phép là 70mm2

+)Kiểm tra phát nóng dây dẫn

Theo điều kiện:

-Với dây đơn: I ≤ k1 Icp

Trong đó :k1 hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ : k1 =

0 xq 0 ch

Icp: Dòng điện cho phép của dây dẫn, nó phụ thuộc vào bản chất và tiết

diện của dây;

-Với đường dây kép:

Isc max = 2.Ibt max < k1.k2.Icp

Trong đó: Isc max : dòng điện lớn nhất ở chế độ sự cố

k2 :hệ số hiệu chỉnh khi các dây dẫn đặt cạnh nhau : lấy k2=0,92+ Đối với chế độ sự cố ta xét hai trường hợp như sau tuy nhiên không xét các sự

có đủ công suất tác dụng để cung cấp cho các phụ tải Do đó không xét đến những vấn đề duy trì tần số Vì vậy chỉ tiêu chất lượng của điện năng là giá trị của độ lệch điện áp ở các hộ tiêu thụ so với điện áp định mức ở mạng điện thứ cấp

Khi chọn sơ bộ các phương án cung cấp điện có thể đánh giá chất lượng điện năng theo các giá trị của tổn thất điện áp

Khi tính sơ bộ các mức điện áp trong các trạm hạ áp, có thể chấp nhận là phù hợp nếu trong chế độ phụ tải cực đại các tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện một cấp điện áp không vượt quá 10-15% trong chế độ làm việc bình thường, còn trong các chế độ sau sự cố các tổn thất điện áp lớn nhất không vượt quá 15-20%, nghĩa là:

+ Pi, Qi - công suất chạy trên đường dây thứ i;

+ Ri, Xi - điện trở và điện kháng của đường dây thứ i

Đối với đường dây có hai mạch, nếu ngừng 1 mạch thì tổn thất điện áp trên đường dây bằng:

ΔUi sc % = 2.ΔUi bt %

3.2 Áp dụng cho các phương án cụ thể

3.2.1 Nhóm 1

3.2.1.1 Phương án 1a

Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây

+) Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-9

Dòng điện chạy trên đường dây NĐ-9 khi phụ tải cực đại bằng:

9 9

12, 6 6, 098

N N

9

36, 735

33,395 1,1

N N

+Sự cố một mạch trên đường dây

Khi sự cố một tổ máy phát điện thì ba máy phát còn lại sẽ phát 100% công suất

Do đó tổng công suất phát của nhiệt điện bằng:

Nên trong sự cố này đường dây NĐ-9 sẽ truyền tải 4 MW

Công suất phản kháng chạy trên đường dây có thể tính gần đúng:

Như vậy ta thấy rằng:I N9sc  0,88.0,92I cp  0,88.0,92.265  214,544 A

+) Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây HT-9

Dòng điện chạy trên đường dây HT-9 khi phụ tải cực đại bằng:

9 9

29, 4 14, 23

H H

2 9

9

85, 717

77,924 1,1

H H

+) Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây HT-3

Dòng điện chạy trên đường dây HT-3 khi phụ tải cực đại bằng:

3 3

50 24, 2

H H

3

145, 777

132,525 1,1

H H

+) Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây NĐ-6

Dòng điện chạy trên đường dây NĐ-6 khi phụ tải cực đại bằng:

6 6

50 24, 2

N N

6

145, 777

132,525 1,1

N N

+) Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây NĐ-5

Dòng điện chạy trên đường dây NĐ-5 khi phụ tải cực đại bằng:

5 5

36 17, 424

N N

2 5

5

104,959

95, 418 1,1

N N

Kết quả chọn tiết diện dây dẫn của phương án 1a nhóm 1 cho ở bảng sau:

Bảng 3.1: Thông số các đường dây của phương án 1a

Tổn thất điện áp trong mạng điện

Ta có các thông số tập trung của đường dây được xác định theo công thức:

2

l nb 2

B

; x n

1 X

; r n

Các thông số tập trung của đường dây NĐ-9 là:

0, 44.50 11 2

I cp ,

kA

r 0 , Ω/km

x 0 , Ω/km Li (km)

Bảng 3.2 : Thông số các đường dây của phương án 1a

Từ các kết quả trong bảng 3.2 ta nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất của

mạng điện trong phương án 1a có giá trị:

Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây

+) Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây HT-1

Dòng điện chạy trên đường dây HT-1 khi phụ tải cực đại là:

1 1

38 18, 392

H H

1

110, 791

100, 719 1,1

H H

+) Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây HT-2

Dòng điện chạy trên đường dây HT-2 khi phụ tải cực đại là:

2 2

26 12,584

H H

2

75,804

68,913 1,1

H H

Như vậy: I H2sc 0,88.0,92I c p  0,88.0,92.265  214,544 A

Bảng 3.3: Thông số các đường dây của phương án 2a

Tổn thất điện áp trong mạng điện

Các thông số tập trung của đường dây HT-1 là:

0,33.36, 056 5,949 2

Kết quả tính tổn thất điện áp trên đường dây cho trong bảng sau:

Bảng 3.4: Thông số các đường dây của phương án 2a

Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây

+) Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây 2-1

Dòng điện chạy trên đường dây 2-1 khi phụ tải cực đại là:

Đường

Dây

S, MVA

kA

r 0 , Ω/km

x 0 , Ω/km

L i (km)

+) Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây HT-2

Dòng điện chạy trên đường dây HT-2 khi phụ tải cực đại là:

2 2

64 30,976

H H

2

186,595

169, 632 1,1

H H

Kiểm tra điều kiện sự cố:

Khi ngừng một mạch đường dây HT-2, dòng điện chạy trên mạch còn lại là:

H sc

Như vậy: I H2sc 0,88.0,92I c p  0,88.0,92.510  412,896 A

Bảng 3.5 : Thông số các đường dây của phương án 2b

Tổn thất điện áp trong mạng điện

Các thông số tập trung của đường dây 2-1 là:

0,33.31, 623 5, 218 2

Icp,

kA

r0, Ω/km

x0, Ω/km Li (km) HT-2 64+j30,976 186,595 169,632 AC-185 510 0,17 0,409 30 2-1 38+j18,392 110,791 100,719 AC-95 330 0,33 0,429 31,623

Khi một mạch của đường dây ngừng làm việc, tổn thất điện áp trên đường dây

Kết quả tính tổn thất điện áp trên đường dây cho trong bảng sau:

Bảng 3.6 : Thông số các đường dây của phương án 2b

Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây

+) Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây 1-2

Dòng điện chạy trên đường dây 1-2 khi phụ tải cực đại là:

Chọn dây dẫn AC-70 có Icp = 265A

Khi ngừng một mạch đường dây 1-2, dòng điện chạy trên mạch còn lại là:

1 2sc 2.75,804 151, 608

Như vậy: I1 2 s c  0,88.0,92I c p  0,88.0,92.265  214,544 A

+) Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây HT-1

Dòng điện chạy trên đường dây HT-1 khi phụ tải cực đại là:

1 1

64 30,976

H H

1

186,595

169, 632 1,1

H H

1 2.186,56 373,12

H sc

Như vậy: I H1sc  0,88.0,92I cp  0,88.0,92.510  412,896 A

Bảng 3.7 : Thông số các đường dây của phương án 2c

Tổn thất điện áp trong mạng điện

Các thông số tập trung của đường dây 1-2 là:

0, 45.31, 623 7,115 2

Tính tổn thất điện áp trên đường dây còn lại được tiến hành tương tự như với

đường dây trên

Kết quả tính tổn thất điện áp trên đường dây cho trong bảng sau:

Bảng 3.8 : Thông số các đường dây của phương án 2c

Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây

+) Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây HT-1

Đường

Dây

S, MVA

Icp,

kA

r0, Ω/km

x0, Ω/km Li (km) 1-2 26+j12,584 75,804 68,913 AC-70 265 0,45 0,44 31,623 HT-1 64+j30,976 186,595 169,632 AC-185 510 0,17 0,409 36,056

Dòng điện chạy trên đường dây HT-1 khi phụ tải cực đại là:

1 1

31, 958 15, 468

H H

1

186,351

169, 41 1,1

H H

Chọn dây dẫn AC-185 có Icp = 510A

+) Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây HT-2

Dòng điện chạy trên đường dây HT-2 khi phụ tải cực đại là:

2 2

32, 042 15,508

H H

2

186,839

169,853 1,1

H H

+) Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây 2-1

Dòng điện chạy trên đường dây 2-1 khi phụ tải cực đại là:

Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn thoả mãn về điều kiện phát nóng khi sự cố

Bảng 3.9 : Thông số các đường dây của phương án 2d

Tổn thất điện áp trong mạng điện

Các thông số tập trung của đường dây 1-2 là:

1 0, 45.31, 623 14, 23

U



Tính tổn thất điện áp trên đường dây còn lại được tiến hành tương tự như với

đường dây trên

+) Tổn thất điện áp trên các lộ đường dây lúc sự cố:

Icp,

kA

r0, Ω/km

x0, Ω/km

Li(km) HT-1 31,958+j15,468 186,351 169,41 AC-185 510 0,17 0,409 36,056 HT-2 32,042+j15,508 186,839 169,853 AC-185 510 0,17 0,409 30 1-2 6,042+j2,924 35,231 32,028 AC-70 265 0,45 0,44 31,623

Kết quả tính tổn thất điện áp trên đường dây cho trong bảng sau:

Bảng 3.10: Thông số các đường dây của phương án 2d

ΔU isc , % (Đứt 1-2)

Từ các kết quả trong bảng 3.10 ta nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất của

mạng điện trong phương án 2c có giá trị:

Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây

+) Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-7

Dòng điện chạy trên đường dây NĐ-7 khi phụ tải cực đại là:

7 7

16 7, 744

N N

7

93, 297

84,816 1,1

N N

Dòng điện chạy trên đường dây NĐ-8 khi phụ tải cực đại là:

8 8

26 12, 584

N N

8

75,804

68,913 1,1

N N

Chọn dây dẫn AC-70 có Icp = 265A

Khi ngừng một mạch đường dây NĐ-8, dòng điện chạy trên mạch còn lại là:

N sc

Như vậy: I N8sc  0,88.0,92I cp  0,88.0,92.265  214,544 A

+) Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-4

Dòng điện chạy trên đường dây NĐ-4 khi phụ tải cực đại là:

4 4

40 19, 36

N N

4

116, 622

106, 02 1,1

N N

Chọn dây dẫn AC-95có Icp = 330A

Khi ngừng một mạch đường dây NĐ-4, dòng điện chạy trên mạch còn lại là:

N sc

Như vậy: I N4sc 0,88.0,92I c p  0,88.0,92.330  267,168 A

Bảng 3.11 : Thông số các đường dây của phương án 3a

Tổn thất điện áp trong mạng điện

Các thông số tập trung của đường dây NĐ-4 là:

0, 27.44, 721 6, 037 2

Khi một mạch của đường dây ngừng làm việc, tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị là:

Kết quả tính tổn thất điện áp trên đường dây cho trong bảng sau:

Bảng 3.12 : Thông số các đường dây của phương án 3a

Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây

+) Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-4

Dòng điện chạy trên đường dây NĐ-4 khi phụ tải cực đại là:

4 4

40 19, 36

N N

4

116, 622

106, 02 1,1

N N

Chọn dây dẫn AC-95 có Icp = 330A

Khi ngừng một mạch đường dây NĐ-4, dòng điện chạy trên mạch còn lại là:

N sc

Như vậy: I N4sc 0,88.0,92I c p  0,88.0,92.330  267,168 A

+) Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây 8-7

Dòng điện chạy trên đường dây 8-7 khi phụ tải cực đại là:

Chọn dây dẫn AC-95 có Icp = 330A

Như vậy: I8 7  0,88.I cp  0,88.330  290, 4 A

+) Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-8

Dòng điện chạy trên đường dây NĐ-8 khi phụ tải cực đại là:

8 8

42 20, 328

N N

8

122, 453

111,321 1,1

N N

Chọn dây dẫn AC-120 có Icp = 380A

Khi ngừng một mạch đường dây NĐ-8, dòng điện chạy trên mạch còn lại là:

N sc

Như vậy: I N8sc  0,88.0,92I c p  0,88.0,92.380  307, 648 A

Bảng 3.13 : Thông số các đường dây của phương án 3b

Tổn thất điện áp trong mạng điện

Các thông số tập trung của đường dây NĐ-4 là:

0,33.44, 721 7,379 2

Tính tổn thất điện áp trên đường dây còn lại được tiến hành tương tự như với

đường dây trên

Kết quả tính tổn thất điện áp trên đường dây cho trong bảng sau:

Đường

Dây

S, MVA

Icp,

kA

r0, Ω/km

x0, Ω/km

Li(km)

Bảng 3.14 : Thông số các đường dây của phương án 3b

Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây

+) Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-8

Dòng điện chạy trên đường dây NĐ-8 khi phụ tải cực đại là:

8 8

36,392 17, 614

N N

8

212, 205

192,914 1,1

N N

Chọn dây dẫn AC-185 có Icp = 510A

+) Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-4

Dòng điện chạy trên đường dây NĐ-4 khi phụ tải cực đại là:

4 4

29, 608 14,33

N N

4

172, 646

156,951 1,1

N N

+) Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây 8-4

Dòng điện chạy trên đường dây 8-4 khi phụ tải cực đại là:

Vì dây AC-70 không thỏa mãn nên ta chọn dây AC-95 cho đường dây 8-4

+) t dòng trên mạch ín NĐ-8-4-NĐ hi ảy ra sự cố đứt dây:

Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn thoả mãn về điều kiện phát nóng khi sự cố

+) Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây N-7

Dòng điện chạy trên đường dây NĐ-7 khi phụ tải cực đại là:

7 7

16 7, 744

N N

2 7

7

93, 297

84,816 1,1

N N

Bảng 3.15 : Thông số các đường dây của phương án 3c

+) Tổn thất điện áp trong mạng điện trong chế độ làm việc bình thường

Các thông số tập trung của đường dây N-8 là:

1 0,17.30 5,1

U



Tính tổn thất điện áp trên đường dây còn lại được tiến hành tương tự như với

đường dây trên

+) Tổn thất điện áp trên các lộ đường dây lúc sự cố:

Icp,

kA

r0, Ω/km

x0, Ω/km

Li(km) NĐ-8 36,392+j17,614 212,205 192,914 AC-185 510 0,17 0,409 30 NĐ-4 29,608+j14,33 172,646 156,951 AC-150 445 0,21 0,416 44,721 8-4 10,392+j5,03 60,597 55,088 AC-95 330 0,33 0,429 22,361 NĐ-7 16+j7,744 93,297 84,816 AC-95 330 0,33 0,429 44,721

Kết quả tính tổn thất điện áp trên đường dây cho trong bảng sau:

Bảng 3.16 : Thông số các đường dây của phương án 3c

ΔUisc ,% (Đứt 4-8)

Từ các kết quả trong bảng 3.16 ta nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất của

mạng điện trong phương án 3c có giá trị:

CHƯƠNG 4 : TÍNH CHỈ TIÊU KINH TẾ

VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

4.1 Phương pháp tính chỉ tiêu kinh tế

Khi tính toán thiết kế mạng lưới điện cần phải đảm bảo yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật mặc dù trên thực tế hai yêu cầu kinh tế và kỹ thuật thường mâu thuẫn nhau

Một lưới điện có chỉ tiêu kỹ thuật tốt thì vốn đầu tư và chi phí vận hành cao, ngược lại, lưới điện có vốn đầu tư, chi phí vận hành nhỏ thì tổn thất cao, cấu trúc lưới điện phức tạp, vận hành kém linh hoạt, độ an toàn thấp Vì vậy việc đánh giá tính toán chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của một lưới điện sẽ đảm bảo cho việc đạt chỉ tiêu về kỹ thuật, hợp lý về kinh tế

Vì các phương án của các nhóm đều có cùng điện áp định mức, do đó để đơn giản ta không cần tính vốn đầu tư vào các trạm hạ áp

Chỉ tiêu kinh tế được sử dụng khi so sánh các phương án là các chi phí tính toán hàng năm, được xác định theo công thức:

c.AK

)

aa

1 a

ΔA - tổng tổn thất điện năng hàng năm trong mạng điện;

c - giá 1kWh điện năng tổn thất (c = 1000 đ/kWh)

Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện được xác định theo công thức:

Với các đường dây kép đặt trên cùng một cột: K d 1, 6.k l oi i

Với các đường dây đơn: Kd koili

Trong đó:

koi - giá thành 1 km đường dây một mạch, đ/km;

li - chiều dài đường dây thứ i, km

Bảng 4.1 : Giá thành 1 m đường dây trên hông mạch 110 V

Loại dây AC-70 AC-95 AC-120 AC-150 AC-185 AC-240