TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT Để chọn được phương án tối ưu, cần tiến hành phân tích những đặc điểm của các nguồn cung cấp điện và các phụ tải.. ΣPmax– tổng công suất của các phụ tải tro
Trang 1LỜI MỞ ĐẦU
Điện năng là một nguồn năng lượng quan trọng của hệ thống năng lượng quốc gia, nó được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các lĩnh vực như: sản xuất kinh tế, đời sống xã hội, nghiên cứu khoa học… Đối với mỗi đất nước, sự phát triển của ngành điện là tiền đề cho các lĩnh vực khác phát triển
Hiện nay nước ta đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nên nhu cầu về điện năng đòi hỏi ngày càng cao về số lượng cũng như chất lượng Để đáp ứng được
về số lượng thì ngành điện nói chung phải có kế hoạch tìm và khai thác tốt các nguồn năng lượng có thể biến đổi chúng thành điện năng Mặt khác để đảm bảo về chất lượng có điện năng cần phải xây dựng hệ thống truyền tải, phân phối điện năng hiện đại, có phương thức vận hành tối ưu nhất đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật cũng như kinh tế
Xuất phát từ yêu cầu thực tế, em được nhà trường và khoa Hệ Thống Điện giao cho thực hiện đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế lưới điện khu vực và tính ổn định động cho mạng điện” Đồ án tốt nghiệp gồm 2 phần:
Phần I: Thiết kế lưới điện khu vực
Phần II: Tính ổn định động cho mạng điện
Em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc đến các thầy cô giáo trong trường Đại học Điện lực nói chung và các thầy cô giáo trong khoa hệ thống điện bộ môn mạng và hệ thống điện nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong suốt
thời gian qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến cô giáo: Th.S Hoàng Thu Hà, cô đã tận
tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp Mặc dù đã rất cố gắng, song do hạn chế về kiến thức nên bản đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được sự nhận xét góp ý của các thầy cô
để bản thiết kế của em thêm hoàn thiện và giúp em rút ra được những kinh nghiệm cho bản thân
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 09 tháng 01 năm 2014
Sinh viên thực hiện
Lê Văn Dũng
Trang 2MỤC LỤC
PHẦN I: THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC 6
CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT 7
1.1 Phân tích đặc điểm của các nguồn cung cấp và phụ tải: 7
1.1.1 Nguồn cung cấp điện: 7
1.1.2 Phụ tải: 10
1.2 Cân bằng công suất trong hệ thống điện: 12
1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng: 12
1.2.2 Cân bằng công suất phản kháng: 13
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 15
2.1 Cơ sở đề xuất các phương án nối dây: 15
2.1.1 Một số yêu cầu thiết kế mạng điện: 15
2.1.2 Yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện: 15
2.1.3 Vị trí địa lý: 16
2.2 Một số loại sơ đồ nối điện cơ bản: 16
2.2.1 Sơ đồ hình tia: 16
2.2.2 Sơ đồ liên thông: 17
2.2.3 Sơ đồ kiểu mạch vòng: 17
2.2.4 So sánh các sơ đồ nối điện cơ bản 18
2.3 Các phương án thiết kế mạng điện: 18
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT 23
3.1 Cơ sở lý thuyết tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật: 23
3.1.1 Chọn điện áp định mức của mạng điện: 23
3.1.2 Chọn tiết diện dây dẫn: 24
3.1.3 Kiểm tra tổn thất điện áp lúc bình thường và lúc sự cố: 25
3.2 Tính toán: 26
3.2.1 Nhóm I: 26
3.2.2 Nhóm II: 31
3.2.3 Nhóm III: 33
3.2.4 Nhóm IV: 40
Trang 33.2.5 Đường dây liên lạc HT-6-NĐ: 49
CHƯƠNG 4: SO SÁNH KINH TẾ - KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN 53
4.1 Cơ sở lý thuyết tính các chỉ tiêu kinh tế: 53
4.1.1 Tổn thất công suất: 53
4.1.2 Tổn thất điện năng: 53
4.1.3 Vốn đầu tư xây dựng mạng điện: 54
4.1.4 Chi phí tính toán hàng năm: 54
4.2 Tính toán: 54
4.2.1 Nhóm I: 54
4.2.2 Nhóm II: 56
4.2.3 Nhóm III 57
4.2.4 Nhóm IV: 58
4.2.4 Đường dây liên lạc 60
4.3 So sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án: 60
CHƯƠNG 5: CHỌN SỐ LƯỢNG, CÔNG SUẤT CÁC MÁY BIẾN ÁP TRONG CÁC TRẠM, SƠ ĐỒ CÁC TRẠM VÀ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỆN 62
5.1 Chọn số lượng, công suất các máy biến áp trong các trạm tăng áp…….… 68
5.2 Chọn số lượng và công suất máy biến áp trong các trạm hạ áp 62
5.3 Chọn sơ đồ trạm và sơ đồ hệ thống điện: 64
5.3.1 Sơ đồ nối cho các trạm tăng áp: 64
5.3.2 Sơ đồ nối cho các trạm hạ áp: 65
5.3.3 Sơ đồ cho trạm trung gian: 67
CHƯƠNG 6: TÍNH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA MẠNG ĐIỆN 68
6.1 Chế độ phụ tải cực đại: 68
6.1.1 Đường dây HT – 1 68
6.1.2 Các đường dây HT-2, HT-3: 69
6.1.3 Đường dây HT-4-NĐ: 71
6.1.3 Đường dây NĐ– 6- 5: 73
6.1.4 Các đường dây NĐ-6, 6-5, NĐ-7, NĐ-8, NĐ-9 77
6.1.5 Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống 77
6.2 Chế độ phụ tải cực tiểu: 78
Trang 46.2.1 Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống: 81
6.3 Chế độ sự cố: 81
6.3.1 Chế độ sau sự cố hỏng một tổ máy phát có công suất lớn nhất: 81
6.3.2 Chế độ sau sự cố đứt một mạch đường dây: 85
6.3.3 Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống: 87
CHƯƠNG 7 : TÍNH ĐIỆN ÁP TẠI NÚT PHỤ TẢI VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 88
7.1 Tính điện áp tại các nút trong mạng điện: 88
7.1.1 Chế độ phụ tải cực đại (Ucs = 121 kV) 88
7.1.2 Chế độ phụ tải cực tiểu (Ucs = 115 kV) 91
7.1.3 Chế độ sau sự cố (Ucs = 121 kV) 95
7.2 Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp: 96
7.2.1.Chọn đầu điều chỉnh trong MBA trạm 1: 99
7.2.2.Chọn đầu điều chỉnh trong MBA trạm 3: 101
CHƯƠNG 8: TÍNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 105
8.1 Vốn đầu tư xây dựng mạng điện: 105
8.2 Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện: 106
8.3 Tổn thất điện năng trong mạng điện: 106
8.4 Tính chi phí và giá thành: 107
8.4.1 Chi phí vận hành hàng năm: 107
8.4.2 Chi phí tính toán hàng năm: 107
8.4.3 Giá thành truyền tải điện năng 107
8.4.4 Giá thành xây dựng 1 MW công suất phụ tải trong chế độ cực đại 107
Trang 6PHẦN I:
THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
Chương 1: Phân tích nguồn và phụ tải Tính toán cân bằng công
suất
Chương 2: Xây dựng phương án nối dây
Chương 3: Tính toán các chỉ tiêu kĩ thuật
Chương 4: So sánh kinh tế-kĩ thuật các phương án
Chương 5: Chọn số lượng, công suất các máy biến áp trong trạm, sơ
đồ các trạm và sơ đồ hệ thống điện
Chương 6: Tính các chế độ vận hành của mạng điện
Chương 7: Tính điện áp tại nút phụ tải và lựa chọn phương thức
điều chỉnh điện áp
Chương 8: Tính các chỉ tiêu kinh tế-kĩ thuật của mạng điện
Trang 7CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
Để chọn được phương án tối ưu, cần tiến hành phân tích những đặc điểm của các nguồn cung cấp điện và các phụ tải Trên cơ sở đó xác định công suất phát của các nguồn cung cấp và dự kiến các sơ đồ nối điện sao cho đạt được hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao nhất
1.1 Phân tích đặc điểm của các nguồn cung cấp và phụ tải:
1.1.1 Nguồn cung cấp điện:
Trong hệ thống điện thiết kế có hai nguồn cung cấp, đó là hệ thống điện và nhà máy nhiệt điện
1 Hệ thống điện:
Công suất vô cùng lớn
Hệ số công suất : cos 0,9
HT HT
Điện áp định mức thanh cái :Uđm 110 kV
HTĐ có công suất vô cùng lớn, Vì vậy cần phải có sự liên hệ giữa hệ thống điện (HT)
và nhà máy điện để có thể trao đổi công suất giữa hai nguồn cung cấp khi cần thiết, đảm bảo cho HT thiết kế làm việc bình thường trong các chế độ vận hành Mặt khác, vì HT có công suất vô cùng lớn cho nên chọn HT là nút cân bằng công suất và nút cơ sở về điện áp Ngoài
ra do HT có công suất vô cùng lớn cho nên không cần phải dự trữ công suất trong nhà máy điện, nói cách khác công suất tác dụng và phản kháng dự trữ sẽ được lấy từ HT
2 Nhà máy nhiệt điện:
Công suất đặt :PNĐ 4 50200 MW
Hệ số công suất :cos 0,85
F F
Trang 8Điện áp định mức :Uđm 10,5 kV
Nhiên liệu của nhà máy nhiệt điện (NĐ) có thể là than đá, dầu và khí đốt… Hiệu suất của các nhà máy nhiệt điện tương đối thấp (khoảng 30 40 % ) Đồng thời công suất tự dùng của nhiệt điện thường chiếm khoảng 6% đến 15% tùy theo loại nhà máy nhiệt điện
Đối với nhà máy nhiệt điện, các máy phát làm việc ổn định khi phụ tải P70%Pđm Còn khi P30%Pđmthì các máy phát ngừng làm việc
Công suất phát kinh tế của các máy phát NĐ thường bằng (80 90%)P đm Khi thiết kế chọn công suất phát kinh tế bằng 85%Pđm, nghĩa là : Pkt 85%Pđm
Tổng công suất phát yêu cầu:
ΣPyc = ΣPpt + Ptd + ΔP trong đó:
- ΣPyc : tổng công suất yêu cầu của phụ tải;
- ΣPpt : công suất của phụ tải;
- Ptd : công suất tự dùng của nhà máy, Ptd =10%Pđm = 10%.200 = 20 MW;
- ΔP : tổn thất công suất, ΔP = 5%ΣPpt
+) Trong chế độ cực đại:
Cả bốn máy phát đều vận hành và tổng công suất phát kinh tế là:
PF = Pkt = 85%Pđm = 85 200 = 170 MW Công suất phản kháng mà nhà máy phát ra là:
QF = PF.tgφF = 170.0,62 = 105,4 MVAr Công suất tác dụng tự dùng của nhà máy tính sơ bộ như sau:
W20200.1,0
Trang 9=> Như vậy hệ thống sẽ cung cấp:
PHT = ΣPyc – Pkt = 276,2 – 170 = 106,2 MW
QHT = PHT.tgφHT = 106,2.0,484 = 51,4 MVAr
+) Trong chế độ phụ tải cực tiểu:
Dự kiến ngừng một tổ máy phát để sửa chữa, bảo dưỡng, ba máy phát còn lại sẽ phát 85%Pđm, nghĩa là tổng công suất phát:
PF = 85%.3.50 = 127,5 MW Công suất phản kháng mà nhà máy phát ra là:
QF = PF.tgφF = 127,5.0,62 = 79,05 MVAr Công suất tác dụng tự dùng của nhà máy:
W15150.1,0
QF = PF.tgφF = 150.0,62 = 93 MVAr Công suất phản kháng tự dùng của nhà máy:
MW15150.1,0P
%10
PtdND sc
Trang 10Ở chế độ này ta có tổng công suất yêu cầu là:
r
Số tổ máy làm việc
P F ,
MW
Q F , MVA
r
Số tổ máy làm việc
P F ,
MW
Q F , MVAr
Số tổ máy làm việc Nhà
Hệ thống thiết kế gồm có 9 phụ tải, trong đó có 8 phụ tải loại I, 1 phụ tải loại III
- Hộ loại I là những hộ tiêu thụ điện quan trọng, nếu như ngừng cung cấp điện có thể gây ra nguy hiểm đến tính mạng và sức khỏe của con người, gây thiệt hại nhiều về kinh tế,
Điện áp định mức của các phụ tải thứ cấp là 10 kV.Các phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường và khác thường
Công suất tiêu thụ của các phụ tải điện được tính như sau:
Q P tg ; S P jQ ; S P jQKết quả tính giá trị công suất của các phụ tải trong các chế độ cực đại và cực tiểu cho trong Bảng 1-2
Trang 11Bảng 1.2: Thông số của các phụ tải
Hình 1-1.Sơ đồ vị trí nguồn và phụ tải
Trang 12Nhận xét :
Theo sơ đồ phân bố phụ tải cho ta thấy phụ tải được phân bố tập trung về hai phía, do
đó có xu hướng khi thiết kế có thể phân thành 2 vùng phụ tải như sau:
- Vùng 1 được cấp điện từ HT: Gồm 3 phụ tải 1, 2 và 3
- Vùng 2 được cấp điện từ NĐ: Gồm 4 phụ tải 5, 6, 7, 8 và 9
- Riêng phụ tải 4 nằm giữa NĐ và HT nên được cấp điện từ 2 nguồn
Trong 9 phụ tải, 8 phụ tải loại 1 có yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cũng như chất lượng điện năng cao Vì hộ loại 1 nếu xảy ra mất điện sẽ gây thiệt hại lớn về kinh tế, chính trị và an toàn cho tính mạng con người, nên khi thiết kế đối với các phụ tải loại 1 ta phải cấp điện bằng đường dây kép hoặc mạch vòng
- Phụ tải ở xa nguồn nhất là phụ tải 5 (82,36 km)
- Phụ tải gần nguồn nhất là phụ tải 6 (35,78 km)
1.2 Cân bằng công suất trong hệ thống điện:
Đặc điểm của HTĐ là truyền tải tức thời điện năng từ nguồn tới hộ tiêu thụ và không có khả năng tích trữ lại điện năng với một lượng lớn.Tính chất này xác định sự đồng bộ của
quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng
Tại từng thời điểm của chế độ xác lập của hệ thống, các nguồn điện phải phát ra công
suất đúng bằng công suất tiêu thụ, trong đó bao gồm cả tổn thất công suất trong lưới điện
Nếu không cân bằng được công suất trong hệ thống điện sẽ dẫn tới việc mất ổn định điện
áp và tần số trong hệ thống
1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng:
Công suất phát của các nhà máy trong hệ thống tại mỗi thời điểm phải bằng với công suất của hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất công suất trong mạng điện
Ngoài ra để đảm bảo cho hệ thống vận hành bình thường, cần phải có dự trữ công suất nhất định của công suất tác dụng trong hệ thống Dự trữ trong HTĐ là một vấn đề quan trọng, liên quan đến vận hành cũng như sự phát triển của hệ thống
Sự cân bằng công suất tác dụng được thể hiện bằng phương trình cân bằng công suất như sau:
ΣPF = PNĐ + PHT = mΣPmax + ΣΔP + Ptd + Pdt
trong đó:
ΣPF – tổng công suất tác dụng phát ra từ nguồn;
PNĐ – tổng công suất do nhà máy nhiệt điện phát ra;
PHT– công suất tác dụng lấy từ hệ thống;
m –hệ số đông thời xuất hiện các phụ tải cực đại (m=1);
Trang 13ΣPmax– tổng công suất của các phụ tải trong chế độ cực đại;
ΣΔP– tổng tổn thất trong mạng điện, khi tính sơ bộ có thể lấy ΣΔP = 5% ΣPmax;
Ptd– công suất tự dùng trong nhà máy điện, có thể lấy bằng 10% tổng công suất đặt của nhà máy;
Pdt– công suất dự trữ trong hệ thống, khi cân bằng sơ bộ có thể lấy Pdt = 10% ΣPmax, đồng thời công suất dự trữ cần phải bằng công suất định mức của tổ máy phát lớn nhất đối với HTĐ không lớn Bởi vì HTĐ có công suất vô cùng lớn, cho nên công suất dự trữ lấy ở
hệ thống, nghĩa là Pdt = 0
Tổng công suất tác dụng của các phụ tải khi cực đại được xác định từ bảng 1.2 bằng:
ΣPmax = 244 MW Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện có giá trị:
ΣΔP = 5% ΣPmax = 5% x 244 = 12,2 MW Công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện bằng:
Ptd = 10%Pđm = 10% x 200 =20 MW Vậy tổng công suất tác dụng phát ra từ nguồn có giá trị bằng:
ΣPF = 244 + 12,2 + 20 = 276,2 MW
Ta có tổng công suất do nhà máy nhiệt điện phát ra bằng:
PNĐ = Pkt = 200 MW Như vậy, trong chế độ phụ tải cực đại, công suất tác dụng cần lấy từ hệ thống bằng:
PHT = ΣPF - PNĐ = 276,2 – 200 = 76,2 MW
Do HTĐ có công suất vô cùng lớn, nên có khả năng điều chỉnh nhanh công suất tác dụng Vì vậy ta chọn HTĐ là nút cân bằng công suất, và cũng là nút cơ sở về điện áp
1.2.2 Cân bằng công suất phản kháng:
Sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi sự cân bằng không chỉ đối với công suất tác dụng mà cả đối với công suất phản kháng
Sự cân bằng công suất tác dụng liên quan đến tần số của hệ thống điện Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp Phá hoại sự cân bằng công suất phản kháng sẽ dẫn đến thay đổi điện áp trong mạng điện Nếu công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất tiêu thụ thì điện áp trong mạng sẽ tăng, ngược lại nếu thiếu công suất phản kháng thì điện áp trong mạng sẽ giảm Vì vậy để đảm bảo chất lượng cần thiết của điện áp ở các hộ tiêu thụ trong mạng điện và HT, cần tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng
Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện có dạng:
Qtt = QNĐ + QHT = mΣQmax + ΣΔQL - ΣQc + ΣΔQb + Qtd + QdtTrong đó:
Trang 14Qtt– tổng công suất phản kháng tiêu thụ;
QNĐ– tổng công suất phản kháng do nhiệt điện phát ra;
QHT– công suất phản kháng do hệ thống cung cấp;
m –hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại (m=1);
ΣQmax– tổng công suất phản kháng của phụ tải trong chế độ cực đại;
ΣΔQL– tổng tổn thất công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường dây trong mạng điện;
ΣQc– tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây sinh ra, khi tính sơ
bộ lấy ΣQc = ΣQL;
ΣΔQb– tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp, trong tính toán sơ
bộ lấy ΣΔQb = 15%ΣQmax;
Qtd– tổng công suất phản kháng tự dùng của nhà máy điện;
Qdt– công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống, có hệ thống có công suất vô cùng lớn nên Qdt = 0
Có tổng công suất phản kháng do nhà máy nhiệt điện phát ra bằng:
Q P tg 200.0, 62 124 MVArCông suất phản kháng do hệ thống cung cấp bằng:
QHT = PHTtgφHT = 106,2 0,484 = 51,4 MVAr Tổng công suất phản kháng của các phụ tải trong chế độ cực đại được xác định theo bảng 1.2 bằng:
ΣQmax = 118,174 MVAr Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp hạ áp bằng:
ΣΔQb = 15% ΣQmax = 15% 118,174 = 17,73 MVAr Tổng công suất phản kháng tự dùng trong các nhà máy điện bằng:
Qtd = Ptd.tgφtd
Ta có: cosφtd = 0,8
=>tgφtd = 0,75 => Qtd = 20 0,75 = 15 MVAr Như vậy, tổng công suất tiêu thụ của mạng điện:
Qtt = 118,174 + 17,73 + 15 = 150,904 MVAr Tổng công suất phản kháng do hệ thống và nhà máy nhiệt điện phát ra bằng:
QNĐ + QHT = 124 + 51,4 = 175,4 MVAr
Có công suất phản kháng do nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ
Vì vậy không cần bù công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế
Trang 15CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY
Khi thiết kế một mạng điện phải đảm bảo các yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật Do đó việc thiết kế phải dựa theo một số nguyên tắc nhất định, nhằm thỏa mãn các yêu cầu trên Việc thiết kế phải dựa trên sơ đồ địa lý, vị trí của các phụ tải và nguồn cung cấp, phải đảm bảo đi dây đơn giản, nhưng vẫn đáp ứng được các chỉ tiêu kỹ thuật
2.1 Cơ sở đề xuất các phương án nối dây:
Để lựa chọn ra một phương án phù hợp đáp ứng được cả chỉ tiêu về kinh tế cũng như
kỹ thuật, ta sẽ vạch ra nhiều phương án nối dây khác nhau, làm thế nào để không bỏ sót mất phương án nối dây tối ưu nhất Thực ra không có một phương pháp nhất định nào để lựa chọn sơ đồ nối dây của mạng điện Một sơ đồ nối dây mạng điện có thích hợp hay không là
do rất nhiều yếu tố khác nhau quyết định, như là: vị trí phân bố của phụ tải, mức độ yêu cầu
về đảm bảo liên tục cung cấp điện, đặc điểm và khả năng cung cấp điện của các nhà máy điện, vị trí phân bố giữa các nhà máy điện Ngoài ra cũng còn nhiều yếu tố phụ cũng ảnh hưởng đến kết cấu và vạch tuyến đường dây của mạng, như các điều kiện về địa chất, khí tượng, thuỷ văn, địa hình, tình hình tổ chức, quản lý, thi công
2.1.1 Một số yêu cầu thiết kế mạng điện:
- Các sơ đồ mạng điện phải có chi phí nhỏ nhất
- Đảm bảo độ tin cậy và chất lượng điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ
- Đảm bảo an toàn đối với người và thiết bị
- Sơ đồ an toàn, linh hoạt trong vận hành, đáp ứng được khả năng phát triển của mạng điện trong tương lai
- Sơ đồ đi dây không được chồng chéo lên nhau
- Tổn thất nhỏ
2.1.2 Yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện:
- Đối với phụ tải loại I: phải được cung cấp điện từ hai nguồn độc lập, chỉ cho ngừng cung cấp điện trong thời gian đóng tự động nguồn dự trữ Do đó phụ tải loại I thường sử dụng đường dây kép hoặc mạch vòng để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện
- Đối với phụ tải loại II: đa số các trường hợp cung cấp bằng hai đường dây riêng biệt, hoặc đường dây kép Các hộ tiêu thụ loại II cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian nhân viên dự phòng đóng nguồn dự trữ
Trang 16- Đối với phụ tải loại III: được cung cấp điện từ đường dây đơn, cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian cần thiết để sửa chữa sự cố hay thay thế các phần tử hư hỏng của mạng điện, nhưng không quá một ngày
Ta có phụ tải 3 là phụ tải loại III, sẽ được cung cấp điện bằng đường dây đơn Còn lại các phụ tải đều là loại I, sẽ được cấp điện bằng đường dây kép hoặc mạch vòng
2.1.3 Vị trí địa lý:
Tùy theo vị trí các phụ tải mà trong các sơ đồ sẽ ưu tiên cung cấp điện đến phụ tải nào trước Đối với sơ đồ liên thông thì nguồn điện sẽ đi đến phụ tải ở gần hơn, công suất lớn hơn trước
Ta có khoảng cách giữa các phụ tải cho trong bảng 2.1 :
Bảng 2.1: Số liệu các đoạn đường dây
Đoạn Chiều dài
Chiều dài
Chiều dài (km)
- Vùng II: gồm các phụ tải 5, 6, 7, 8, 9 và nhà máy nhiệt điện
- Phụ tải 4 có nhiệm vụ như một trạm trung gian cung cấp điện từ hệ thống, trong trường hợp nhà máy thiếu công suất
2.2 Một số loại sơ đồ nối điện cơ bản:
Trang 17- Đơn giản, dễ tính toán, vận hành và các thiết bị bảo vệ rơle đơn giản
Thuận tiện khi phát triển và thiết kế cải tạo các mạng điện hiện có
+) Nhược điểm:
- Vốn đầu tư lớn do tổng chiều dài đường dây và số thiết bị đóng cắt trên đường dây lớn
- Mức độ an toàn cung cấp điện thấp Cho dù đường dây có hai lộ, mỗi lộ nằm trên hai hàng cột cách nhau không xa thì khi bị sét đánh hay bị phá hoại trên một lộ vẫn có thể làm mất điện toàn đường dây
2.2.2 Sơ đồ liên thông:
Sơ đồ liên thông là sơ đồ mà trong đấy các phụ tải nhận điện trực tiếp từ một đường dây nối với nguồn
- Bị giới hạn công suất chuyền tải trên đường dây, tổng công suất không được quá lớn
2.2.3 Sơ đồ kiểu mạch vòng:
Sơ đồ kiểu mạch vòng là sơ đồ với một nút chỉ có một đường dây đến và một đường dây đi, tạo thành một mạch vòng khép kín
+) Ưu điểm:
- Mỗi phụ tải đều được nhận điện từ hai phía nên độ tin cậy cao
- Vốn đầu tư có thể rẻ hơn do chiều dài đường dây ngắn, và là đường dây đơn, số thiết
Trang 182.2.4 So sánh các sơ đồ nối điện cơ bản:
Hình 2.1: Một số sơ đồ nối điện cơ bản
a, Sơ đồ hình tia b, Sơ đồ liên thông c, Sơ đồ mạch vòng
- Sơ đồ hình tia đối với phụ tải loại I lúc nào cũng phải dùng hai lộ đường dây, nếu trong trường hợp phụ tải không lớn lắm, nhưng để đảm bảo điều kiện vầng quang và sức bền cơ giới vẫn phải tăng tiết diện dây dẫn sẽ khiến cho vốn đầu tư tăng, tuy nhiên tổn thất điện áp trên đường dây sẽ ít, dẫn đến chi phí vận hành thấp
- Sơ đồ mạch vòng kín có mức độ an toàn liên tục cung cấp điện cao, vốn đầu tư có thể
ít hơn do chỉ dùng đường dây đơn Tuy nhiên về mặt kỹ thuật, khi xảy ra sự cố thì tổn thất điện áp sẽ rất lớn, việc vận hành cũng phức tạp hơn sơ đồ hình tia
=> Việc sử dụng loại sơ đồ nào còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố
- Sơ đồ hình tia một lộ thường dùng cho mạng chiếu sáng, hay động lực ở cấp điện áp thấp
- Sơ đồ hình tia hai lộ thường dùng cho mạng điện có công suất tải điện lớn với các cấp điện áp 35, 110, 220 kV
- Sơ đồ mạch vòng kín thường được dùng nhiều ở các mạng điện áp cao trong thành phố và các mạng điện công xưởng với điện áp 6, 10, 35 kV Những mạng điện này khi vận hành thông thường theo chế độ mạng điện kín để hở
- Sơ đồ liên thông thường được dùng khi cung cấp điện cho một số phụ tải ở gần nhau
Do vậy trong quá trình thiết kế, ta phải phân tích các điều kiện, đưa ra các phương án phù hợp nhất, có thể kết hợp các sơ đồ với nhau để đảm bảo các chỉ tiêu về kinh tế cũng như
kĩ thuật
2.3 Các phương án thiết kế mạng điện:
Dựa vào các phân tích nêu trên, ta chọn phụ tải 4 là phụ tải liên lạc giữa nhà máy và hệ thống điện, và chia mạng điện ra làm bốn nhóm:
- Nhóm I: gồm các phụ tải 1, 3 và hệ thống điện
- Nhóm II: gồm phụ tải 2 và hệ thống điện
(a) (b) (c)
Trang 19- Nhóm III: gồm phụ tải 7, 9 và nhà máy nhiệt điện
- Nhóm IV: gồm phụ tải 5, 6, 8 và nhà máy nhiệt 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
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
Hình 2.2: Sơ đồ địa lý mạng điện
Trang 20Các phương án đi dây của từng nhóm:
Trang 22Nhóm IV:
C, Hình 2.6: Phương án đi dây của nhóm IV
Trang 23CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT
3.1 Cơ sở lý thuyết tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật:
3.1.1 Chọn điện áp định mức của mạng điện:
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 mạngđiện
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 nguồn cung cấp, vị trí tương đối giữa các phụ tải, sơ đồ nối điện, cấp điện áp của các mạng điên có sẵn…
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 có thể xác định theo công suất truyền tải và khoảng cách truyền tải công suất trên mỗi đường dây
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
Chọ sơ bộ điện áp của mạng điện có thể tiến hành theo công thức kinh nghiệm:
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
Trang 243.1.2 Chọn tiết diện dây dẫn:
Chọn tiết diện dây dẫn của mạng điện thiết kế phải chú ý đến: các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật, khả năng tải của dây dẫn theo điều kiện phát nóng trong các điều kiện sự cố, độ bền
cơ học của các đường dây trên không, các điều kiện tạo thành vầng quang…
a) Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện:
Tùy theo mức điện áp của mạng điện mà ta chọn được dây dẫn hợp lý
- Dây dẫn nhôm thường được dùng trong các mạng điện từ 0,4; 6; 10 đến 35 kV
- Dây nhôm lõi thép được sử dụng hợp lý nhất đối với các mạng điện và đường dây truyền tải điện năng Thường được sử dụng cho cấp điện áp từ 110 kV trở lên
Đối với các mạng điện khu vực, tiêu chí kinh tế được đặt lên hàng đầu Do vậy tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện:
max kt
I F J
trong đó:
Imax – dòng điện tính toán chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải lớn nhất, A;
Jkt – mật độ kinh tế dòng điện, A/mm2
Các giá trị mật độ kinh tế của dòng điện tra trong Bảng 2.4 sách “Thiết kế các mạng và
hệ thống điện” của Nguyễn Văn Đạm (tài liệu [1])
Với dây AC và Tmax = 5000 h thì Jkt = 1,1 A/mm2
Dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ phụ tải cực đại được xác định theo công thức:
3 max
n – số lộ đường dây;
Uđm – điện áp định mức của mạng điện, kV;
Smax – công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại, MVA
b) Kiểm tra điều điện phát nóng:
Dựa vào tiết diện dây dẫn đã tính toán, ta tiến hành chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất
và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vầng quang, điều kiện về độ bền cơ, điều kiện về phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sự cố
Trang 25Điều kiện phát nóng của dây dẫn phải thỏa mãn:
Isc ≤ Icp
Nếu điều kiện trên không đảm bảo ta phải chọn lại tiết diện dây dẫn
Sau khi chọn được tiết diện dây dẫn chuẩn, ta phải xác định các thông số đơn vị của đường dây là r0, x0, b0 và tiến hành tính các thông số tập trung R, X, B/2 trong sơ đồ thay thế của các đường dây theo các công thức sau:
R – điện trở tác dụng của đường dây;
X – điện kháng của đường dây;
B – điện dẫn phản kháng của đường dây
3.1.3 Kiểm tra tổn thất điện áp lúc bình thường và lúc sự cố:
Điện áp cung cấp cho các hộ tiêu thụ được đặc trưng bằng tần số của dòng điện và độ lệch điện áp so với định mức trên các cực của thiết bị dùng điện
Khi tính toán các mức điện áp trong các trạm hạ áp, ở chế độ phụ tải cực đại, tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện không vượt quá 15% trong chế độ làm việc bình thường, còn trong chế độ sau sự cố, tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện không vượt quá 20% tức là:
P – công suất tác dụng chạy trên đường dây, MW;
Q – công suất phản kháng chạy trên đường dây, MVAr;
R, X – điện trở và điện kháng của đường dây, Ω;
Trang 26Uđm - điện áp định mức cảu mạng điện, kV
Trong chế độ sự cố, nếu đứt một đường dây trong đường dây kép, thì tổn thất điện áp được xác định theo công thức:
a) Chọn điện áp định mức của mạng điện
Dòng công suất truyền tải trên đường dây HT – 3:
Bảng 3.1: Điện áp tính toán của phương án A, nhóm I
Đoạn l, km n S MVA, Điện áp tính
toán, kV
Điện áp định mức, kV
Trang 27b) Chọn tiết diện dây dẫn:
Các mạng 110 kV 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
110 kV, khoảng cách trung bình hình học giữa dây dẫn các pha bằng 5 m (Dtb = 5 m)
Đối với đường dây 110 kV, để không xuất hiện vầng quang các dây nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F ≥ 70 mm2
Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện vầng quang của dây dẫn, cho nên không phải kiểm tra điều kiện này
+) Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây HT-1:
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại bằng:
1 1
28 13,561.10 10 81,648
3 2 3.110
H H
dm
S I
1
81,648
74, 2251,1
H H
Để không xuất hiện vầng quang trên đường dây, cần chọn dây AC có tiết diện F = 95
mm2, và dòng điện Icp = 330 A (tra trong bảng 33, tài liệu [1])
+) Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây HT-3:
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại bằng:
3 3
21 10,17.10 10 122,47
H H
dm
S I
3
122, 47
111,3361,1
H H
Để không xuất hiện vầng quang trên đường dây, cần chọn dây AC có tiết diện F = 120
mm2, và dòng điện Icp = 380 A (tra trong bảng 33, tài liệu [1])
Tính toán tương tự cho các đoạn dây còn lại, kết quả chọn tiết diện dây dẫn được ghi trong bảng 3.2
Trang 28Bảng 3.2 : Chọn dây dẫn cho mạng điện phương án A, nhóm I Đường
dây S MVA, I max , A F kt , mm 2
Loại dây I cp , A
c) Kiểm tra điều kiện phát nóng:
Đối với đường dây HT-1 sự cố nguy hiểm nhất là khi đứt một lộ đường dây, khi đó dòng điện chạy trên đường dây HT-1 là:
IN-1 sc = 2.IN-1 bt = 2.81,648 = 163,296 A Như vậy IH-1 sc< IH-1 cp nên thỏa mãn điều kiện phát nóng, vậy ta chọn tiết diện đường dây HT-1 là dây AC-95
Tra trong bảng 6, trang 262 trong tài liệu [1] ta có các thông số:
r0 = 0,33 Ω/km; x0 = 0,429 Ω/km; b0 = 2,65.10-6 S/km Vậy các thông số tập trung của đường dây là:
Tính toán tương tự cho các mạch đường dây còn lại, ta có kết quả ghi trong bảng 3.3
Bảng 3.3: Thông số các đường dây trong phương án A, nhóm I Đường
-6 S/km R, Ω X, Ω B/2, 10 -4 ,S
Trang 29Trong chế độ làm việc bình thường, tổn thất điện áp trên đường dây bằng:
+) Tính tương tự cho các đoạn dây còn lại, kết quả ghi trong bảng 3.4
Bảng 3.4: Các giá trị tổn thất điện áp trong phương án A, nhóm I Đường dây S MVA, R, Ω X, Ω ΔU bt , % ΔU sc , %
Có ΔUbt max% < 15%, ΔUsc%< 20% => thỏa mãn
2 Phương án B:
Hình 3.2: Phương án B, nhóm I
a) Chọn điện áp định mức của mạng điện:
Dòng công suất truyền tải trên đường dây HT – 1:
Trang 30Kết quả tính điện áp định mức được ghi trong bảng 3.5:
Bảng 3.5: Điện áp định mức của phương án B, nhóm I
Đoạn l, km n S MVA, Điện áp tính
toán, kV
Điện áp định mức, kV
110
Vậy ta chọn điện áp định mức của mạng điện Uđm = 110 kV
b) Chọn tiết diện dây dẫn:
Kết quả chọn tiết diện dây dẫn được ghi trong bảng 3.6:
Bảng 3.6 : Chọn dây dẫn cho mạng điện phương án B, nhóm I Đường
dây S MVA, I max , A F kt , mm 2
Loại dây I cp , A
c) Kiểm tra điều kiện phát nóng:
Dòng điện trên đoạn HT-1 sẽ có giá trị lớn nhất khi đứt một lộ đường dây
1 49 28,091.10 10 285,766
3 1 3.110
H sc sc
dm
S I
Tương tự với đoạn HT-1 và 1-3, kết quả ghi trong bảng 3.7
Bảng 3.7: Thông số các đường dây trong phương án B, nhóm I Đường
bt , A I cp , A I sc , A Loại dây
HT - 1 53,67 49+28,091j 142,883 440 285,766 AC-150
Trang 31Đường
dây
r 0 , Ω/km x 0 , Ω/km b 0 , 10
-6 S/km R, Ω X, Ω B/2, 10 -4 S
Tổn thất điện áp trong chế độ bình thường của đoạn HT-1-3 bằng:
Tổn thất điện áp cực đại trong chế độ sự cố:
Có: ΔUbt max% < 15%, ΔUsc%< 20% => thỏa mãn
3.2.2 Nhóm II:
Hình 3.6: Phương án A, nhóm II
a) Chọn điện áp định mức của mạng điện:
Kết quả tính toán điện áp định mức ghi trong bảng 3.13
Bảng 3.13: Điện áp định mức của phương án A, nhóm II
Đoạn l, km n S MVA, Điện áp tính
toán, kV
Điện áp định mức, kV
Vậy ta chọn điện áp định mức của mạng điện Uđm = 110 kV
Trang 32b) Chọn tiết diện dây dẫn
Kết quả chọn tiết diện dây dẫn được ghi trong bảng 3.14
Bảng 3.14: Chọn dây dẫn cho mạng điện phương án A, nhóm II
Đường
dây S MVA, I
max , A F kt , mm 2 Loại dây I cp , A
c) Kiểm tra điều kiện phát nóng:
Dòng điện trên đoạn HT-2 sẽ có giá trị lớn nhất khi đứt một lộ đường dây Khi đó dòng điện có giá trị bằng:
IH-2 sc = 2.IH-2 bt = 2.72,9 = 145,8 A
=> IN2sc< IN2 cp, vậy ta chọn tiết diện dây hai đoạn lần lượt là AC-70 ,có các thông số ghi trong bảng 3.24
Tính toán tương tự cho đoạn dây còn lại ta có kết quả ghi trong bảng 3.15
Bảng 3.15: Thông số các đường dây trong phương án A, nhóm II
-6 S/km R, Ω X, Ω B/2, 10 -4 S
d) Tổn thất điện áp lúc bình thường và sự cố:
Bảng 3.16: Các giá trị tổn thất điện áp trong phương án A, nhóm II
Đường dây S MVA, R, Ω X, Ω ΔU bt , % ΔU sc , %
Trang 33Có ΔUbt max% < 15%, ΔUsc%< 20% => thỏa mãn
3.2.3 Nhóm III:
1 Phương án A:
Hình 3.7: Phương án A, nhóm III
a) Chọn điện áp định mức của mạng điện:
Kết quả tính toán điện áp định mức ghi trong bảng 3.17
Bảng 3.17: Điện áp định mức của phương án A, nhóm III
Đoạn l, km n S MVA, Điện áp tính
toán, kV
Điện áp định mức, kV
110
Vậy ta chọn điện áp định mức của mạng điện Uđm = 110 kV
b) Chọn tiết diện dây dẫn:
Kết quả chọn tiết diện dây dẫn được ghi trong bảng 3.18
Bảng 3.18: Chọn dây dẫn cho mạng điện phương án A, nhóm III
c) Kiểm tra điều kiện phát nóng:
Dòng điện trên đoạn NĐ-7 sẽ có giá trị lớn nhất khi đứt một lộ đường dây Khi đó dòng điện có giá trị bằng:
IN-7 sc = 2.IN-7 bt = 2.87,48 = 174,96 A
Trang 34=> IN2sc< IN2 cp, vậy ta chọn tiết diện dây hai đoạn lần lượt là AC-95 ,có các thông số ghi trong bảng 3.19
Tính toán tương tự cho đoạn dây còn lại ta có kết quả ghi trong bảng 3.19
Bảng 3.19: Thông số các đường dây trong phương án A, nhóm III
-6 S/km R, Ω X, Ω B/2, 10 -4 S
d) Tổn thất điện áp lúc bình thường và sự cố:
Bảng 3.20: Các giá trị tổn thất điện áp trong phương án A, nhóm III
Đường dây S MVA, R, Ω X, Ω ΔU bt , % ΔU sc , %
a) Chọn điện áp định mức của mạng điện:
Dòng công suất truyền tải trên đường dây NĐ – 7:
7 7 9 30 14,53j 32 15,5j VA
N
S S S j
Trang 35Dòng công suất truyền tải trên đường dây 7-9:
7 9 9 32 15,5j VA
Kết quả tính điện áp định mức được ghi trong bảng 3.21:
Bảng 3.21: Điện áp định mức của phương án B, nhóm III
Đoạn l, km n S MVA, Điện áp tính
toán, kV
Điện áp định mức, kV
110
Vậy ta chọn điện áp định mức của mạng điện Uđm = 110 kV
b) Chọn tiết diện dây dẫn:
Kết quả chọn tiết diện dây dẫn được ghi trong bảng 3.22:
Bảng 3.22 : Chọn dây dẫn cho mạng điện phương án B, nhóm III
c) Kiểm tra điều kiện phát nóng:
Dòng điện trên đoạn NĐ-7 sẽ có giá trị lớn nhất khi đứt một lộ đường dây
7 62 30,03.10 10 361,588
3 1 3.110
N sc sc
dm
S I
Tương tự với đoạn NĐ-7 và 7-9, kết quả ghi trong bảng 3.23
Bảng 3.23: Thông số các đường dây trong phương án B, nhóm III
Trang 36Đường
dây
r 0 , Ω/km x 0 , Ω/km b 0 , 10
-6 S/km R, Ω X, Ω B/2, 10 -4 S
d) Tổn thất điện áp lúc bình thường và sự cố:
Bảng 3.24: Các giá trị tổn thất điện áp trong phương án B, nhóm III
Đường dây S MVA, R, Ω X, Ω ΔU bt , % ΔU sc , %
Tổn thất điện áp trong chế độ bình thường của đoạn NĐ-7-9 bằng:
Tổn thất điện áp cực đại trong chế độ sự cố:
Có: ΔUbt max% < 15%, ΔUsc%< 20% => thỏa mãn
3 Phương án C:
Hình 3.9: Phương án C, nhóm III
a) Chọn điện áp định mức của mạng điện:
Tính dòng công suất chạy trên các đoạn dây trong mạch vòng NĐ-7-9-NĐ:
Giả thiết rằng mạng điện là đồng nhất và tất cả các đường dây đều có cùng tiết diện,
và chiều dòng công suất như hình vẽ:
Trang 37Hình 3.10: Chiều dòng công suất
Như vậy, dòng công suất trên đoạn NĐ-7 bằng:
Hình 3.11: Vị trí điểm phân công suất
Kết quả tính toán điện áp định mức ghi trong bảng 3.25:
Trang 38Bảng 3.25: Điện áp định mức của phương án C, nhóm III
Đoạn l, km n S MVA, Điện áp tính
toán, kV
Điện áp định mức, kV
NĐ – 7 62,48 1 15, 095 j 102,806
NĐ – 9 64,5 1 30,835 14,935 j 102,507
110
Vậy ta chọn điện áp định mức của mạng điện Uđm = 110 kV
b) Chọn tiết diện dây dẫn:
Kết quả chọn tiết diện dây dẫn được ghi trong bảng 3.26
Bảng 3.26: Chọn dây dẫn cho mạng điện phương án C, nhóm III
c) Kiểm tra điều kiện phát nóng:
Đối với mạch vòng NĐ-7-9-NĐ, dòng điện trên đoạn 7-9 sẽ có giá trị lớn nhất khi ngừng đường dây NĐ-9
Khi đó công suất trên đoạn 7-9 và NĐ-7 là:
3 1 3.110
sc sc
ñm
S I
3 1 3.110
N sc sc
ñm
S I
Trang 39Bảng 3.27: Thông số các đường dây trong phương án C, nhóm III
-6 S/km R, Ω X, Ω B/2, 10 -4 S
Bởi trong mạch vòng này chỉ có một điểm phân công suất là điểm 9, do đó nút này sẽ
có điện áp thấp nhất trong mạch vòng, nghĩa là tổn thất điện áp lớn nhất trong mạch vòng bằng:
Trang 40Tổn thất điện áp trên đoạn 7-9 bằng:
Bảng 3.28: Các giá trị tổn thất điện áp trong phương án C, nhóm III
Đường dây S MVA, R, Ω X, Ω ΔU bt , % ΔU sc , %
Tổn thất điện áp cực đại trong chế độ sự cố khi đoạn HT-1 ngừng làm việc:
Có ΔUbt max% < 15%, ΔUsc%< 20% => Thỏa mãn
3.2.4 Nhóm IV:
1 Phương án A:
Hình 3.12: Phương án A, nhóm IV
a) Chọn điện áp định mức của mạng điện:
Dòng công suất truyền tải trên đường dây NĐ – 6: