Thiết kế và khảo sát ổn định động cho lưới điện khu vực

Đồ án tốt nghiệp”Thiết kế khảo sát ổn định động cho lưới điện khu vực” Phụ lục CHƯƠNG I PHÂN TÍCH NGUỒN ĐIỆN VÀ PHỤ TẢI .4 Nguồn điện .4 Các số liệu phụ tải .5 Kết luận CHƯƠNG CÂN BẰNG CÔNG SUẤT – SƠ BỘ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH Cân công suất tác dụng Cân công suất phản kháng .8 Sơ xác định phương thức vận hành cho hai nhà máy CHƯƠNG ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY .11 TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP ĐỊNH MỨC VÀ CHỈ TIÊU KINH TẾ CHO CÁC PHƯƠNG ÁN 11 3.2.1.2 Phương pháp chọn tiết diện dây dẫn 16 3.2.1.3 Tính tổn thất điện áp 17 CHƯƠNG TÍNH CHỈ TIÊU KINH TẾ VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU .39 4.1 Phương pháp tính tiêu kinh tế 39 4.2 Tính kinh tế cho phương án A1,B1,B2,C1,C2,HT-7-NĐ 41 Lựa chọn phương án tối ưu 45 CHƯƠNG : LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ CÁC TRẠM CHO PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN 50 Mở đầu 50 Chọn số lượng công suất máy biến áp .50 Sơ đồ nối dây cho trạm biến áp 52 Kết luận 55 CHƯƠNG : TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA LƯỚI ĐIỆN .56 Mở đầu 56 Chế độ phụ tải cực đại 56 Chế độ phụ tải cực tiểu 63 Chế độ sau cố 71 Kết luận 81 GVHD:Th.S.Hoàng Thu Hà SVTH:Lê Anh Quyền-Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp”Thiết kế khảo sát ổn định động cho lưới điện khu vực” CHƯƠNG : TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP TẠI CÁC NÚT PHỤ TẢI VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 83 Tính điện áp nút lưới điện chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu sau cố 83 Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp cho trạm 89 CHƯƠNG : CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 98 Vốn đầu tư xây dựng mạng điện 98 Tổn thất công suất tác dụng mạng điện .99 Tổn thất điện mạng điện .99 Các loại chi phí giá thành 100 CHƯƠNG : TÌM HIỀU VỀ ỔN ĐỊNH 102 Định nghĩa ổn định hệ thống điện 102 Phương trình chuyển động tương đối 103 CHƯƠNG : LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ VÀ TÍNH CHẾ ĐỘ XÁC LẬP TRƯỚC KHI XẢY RA SỰ CỐ 105 Lập sơ đồ thay 105 CHƯƠNG : KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH ĐỘNG KHI NGẮN MẠCH BA PHA PHÍA NHÀ MÁY 114 Đặc tính công suất ngắn mạch 114 Đặc tính công suất sau ngắn mạch .117 Tính góc cắt thời gian cắt 120 CHƯƠNG : KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH ĐỘNG KHI NGẮN MẠCH BA PHA PHÍA HỆ THỐNG 124 Đặc tính công suất ngắn mạch 124 Đặc tính công suất sau ngắn mạch .127 Tính góc cắt thời gian cắt 131 GVHD:Th.S.Hoàng Thu Hà SVTH:Lê Anh Quyền-Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp”Thiết kế khảo sát ổn định động cho lưới điện khu vực” MỞ ĐẦU Ngày kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân nâng cao nhanh chóng Nhu cầu điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ sinh hoạt tăng không ngừng mà Hệ thống điện đặt phải đáp ứng đủ nhu cầu ngày cao Hệ thống điện bao gồm Nhà máy điện trạm biến áp, mạng điện hộ tiêu thụ điện liên kết với thành hệ thống để thực trình sản xuất, truyền tải, phân phối tiêu thụ điện Hệ thống điện phần hệ thống lượng nên có tính chất vô phức tạp, điều thể tính đa tiêu biến đổi, phát triển không ngừng Từng mức độ, phạm vi, cấu trúc nhằm đáp ứng kịp thời nhu cầu điện cho phát triển kinh tế xã hội địa phương nói riêng toàn quốc nói chung, đồng thời đảm bảo tiêu kinh tế, kỹ thuật đề Đồ án tốt nghiệp sinh viên ngành Hệ thống điện thông qua việc tính toán thiết kế lưới điện khu vực nhằm mục đích tổng hợp lại kiến thức học truờng xây dựng cho sinh viên kỹ cần thiết trình thiết kế lưới điện Đồ án tốt nghiệp gồm phần: Phần I : Thiết kế mạng lưới điện khu vực 110 Phần II: Qua đồ án tốt nghiệp em vô biết ơn giúp đỡ bảo tận tình cô giáo hướng dẫn ThS Hoàng Thu Hà thầy cô giáo môn Hệ thống điện giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Vì thời gian kiến thức có hạn, trình thực không tránh khỏi sai xót Kính mong bảo góp ý thầy, cô môn để đồ án em tốt Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên Lê Anh Quyền GVHD:Th.S.Hoàng Thu Hà SVTH:Lê Anh Quyền-Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp”Thiết kế khảo sát ổn định động cho lưới điện khu vực” PHẦN I : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC CHƯƠNG I PHÂN TÍCH NGUỒN ĐIỆN VÀ PHỤ TẢI Trong công tác thiết kế mạng điện, việc cần phải nắm thông tin nguồn phụ tải nhằm định hướng cho việc thiết kế Cần phải xác định vị trí nguồn điện, phụ tải, công suất dự kiến xây dựng, phát triển trong tương lai Xác định nhu cầu điện thời gian kế hoạch bao gồm tổng công suất đặt lượng điện tiêu thụ hộ phụ tải, từ định hướng cho việc thiết kế kết cấu mạng điện Nguồn điện 0.1.1 Hệ thống điện Hệ thống điện có công suất vô lớn, hệ số công suất hệ thống cos ϕ = 0,85 Hệ thống có công suất phát vô lớn, nên có nhiệm vụ phát công suất thiếu phía Nhà máy nhiệt điện cung cấp không đủ cho phụ tải cố tổ máy phát Vì cần có liên hệ hệ thống nhà máy điện để trao đổi công suất hai nguồn cung cấp cần thiết, đảm bảo cho hệ thống thiết kế làm việc bình thường chế độ vận hành Mặt khác, hệ thống có công suất vô lớn chọn hệ thống nút cân công suất nút sở điện áp Ngoài hệ thống có công suất vô lớn không cần phải dự trữ công suất nhà máy điện, nói cách khác công suất tác dụng phản kháng dự trữ lấy từ hệ thống điện 0.1.2 Nhà máy nhiệt điện Nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy Mỗi tổ máy có: + Công suất định mức: Pđm = 50 MW + Hệ số công suất: cosϕ = 0,85 + Tổng công suất định mức nhà máy là: ΣPF = x 50 = 250 MW + Nhiên liệu NĐ than đá, dầu khí đốt Hiệu suất nhà máy nhiệt điện tương đối thấp (khoảng 30- 40%) Đồng thời công suất tự dùng NĐ thường chiếm khoảng 6-15% tùy theo loại nhà máy nhiệt điện + Đối với nhà máy nhiệt điện, nhà máy làm việc ổn định phụ tải P ≥ 70% Pđm công suất phát kinh tế từ (80÷90)%, phụ tải P < 30% P đm, máy phát ngừng làm việc GVHD:Th.S.Hoàng Thu Hà SVTH:Lê Anh Quyền-Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp”Thiết kế khảo sát ổn định động cho lưới điện khu vực” Các số liệu phụ tải Hệ thống cấp điện cho phụ tải có : Bảng 1.1 Số liệu phụ tải Hộ phụ tải Pmax 30 38 30 28 40 32 32 38 20 Pmin 19 25 29 22 16 18 26 15 26 cosφ 0,9 Điều chỉnh điện áp KT KT T KT T T KT T KT Loại hộ phụ tải I I I I III I I I I Điện áp thứ cấp 10 Hộ phụ tải loại I gồm tất hộ: phụ tải (1,2,3,4,6,7,8,9) quan trọng có yêu cầu cung cấp điện liên tục Nếu xảy tượng điện gây hậu thiệt hại nghiêm trọng an ninh, trị Vì phải có dự phòng chắn Mỗi phụ tải phải cấp điện mạch, để đảm bảo cấp điện liên tục đảm bảo chất lượng điện Các hộ loại III phụ tải (5) không quan trọng ngừng cấp điện không gây thiệt hại lớn nên phụ tải cung cấp đường dây mạch Do khoảng cách nhà máy phụ tải tương đối lớn nên ta dùng đường dây không để dẫn điện - Đối với dây dẫn để đảm bảo độ bền yêu cầu khả dẫn điện ta dùng loại dây dẫn AC để truyền tải điện - Đối với cột tùy vị trí mà ta sử dụng cột bê tông cốt thép hay cột thép định hình Với cột đỡ dùng cột bê tông ly tâm, vị trí góc, vượt sông, vượt quốc lộ ta dùng cột thép - Về mặt bố trí dây dẫn cột để đảm bảo kinh tế, kỹ thuật ta bố trí tuyến cột chế độ vận hành Công suất tiêu thụ phụ tải điện tính sau: Qmax=Pmax.tgφ (1.1) Smax=Pmax+jQmax S max = P max +Q (1.2) max (1.3) Bảng 1.2 Giá trị công suất phụ tải chế độ cực đại cực tiểu GVHD:Th.S.Hoàng Thu Hà SVTH:Lê Anh Quyền-Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp”Thiết kế khảo sát ổn định động cho lưới điện khu vực” Hộ tiêu Pmax+jQmax Smax Pmin+ j Qmin Smin thụ Tổng (MVA) 30 + j14,53 38 + j18,4 30 + j14,53 28 + j13,56 32 + j15,5 32 + j15,5 35 + j16,95 38 + j18,4 20+9,69 Smax = 283+j137,06 (MVA) 33,33 42,22 33,33 31,11 35,56 35,56 38,89 42,22 22,22 314,44 (MVA) 19+ j9,2 25 + j12,11 29 + j14,05 22+ j10,66 16 + j7,75 18 + j8,72 26 + j12,59 15 + j7,26 26 + j12,59 Smin =196+j94 (MVA) 21,11 27,78 32,22 24,44 17,78 20 28,89 16,67 28,89 217,78 Kết luận Ở chương này, xét đặc điểm nguồn điện phân bố hộ phụ tải khu vực cần thiết kế lưới điện Chương ta tính toán cân nguồn điện phụ tải Từ sơ xác định chế độ làm việc cho nguồn điện GVHD:Th.S.Hoàng Thu Hà SVTH:Lê Anh Quyền-Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp”Thiết kế khảo sát ổn định động cho lưới điện khu vực” CHƯƠNG CÂN BẰNG CÔNG SUẤT – SƠ BỘ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH Mục đích phần ta tính toán xem nguồn điện có đáp ứng đủ công suất tác dụng công suất phản kháng không Từ định phương thức vận hành cụ thể cho nhà máy điện, nhằm đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải chất lượng điện với chi phí nhỏ Khi tính toán sơ ta coi tổn thất công suất tác dụng đường dây máy biến áp không đổi Nó tính theo % công suất phụ tải cực đại Cân công suất tác dụng Phương trình cân công suất tác dụng chế độ phụ tải cực đại hệ thống điện thiết kế có dạng: ΣPF + PHT = m.ΣPmax + ΣΔPmđ + Ptd + Pdt (2.1) Trongđó: ΣPF - Tổng công suất Nhà máy nhiệt điện phát Vì nhà máy nhiệt ,nên công suất phát thường nằm khoảng (80%÷90%) công suất định mức.Ở ta chọn 85% công suất định mức ΣPF =85%.ΣPđm =85%.5.50 = 212,5 MW PHT - công suất tác dụng lấy từ hệ thống m - Hệ số đồng thời xuất phụ tải cực đại ( m=1) ΣPmax - Tổng công suất phụ tải chế độ cực đại ΣPmax = 283 MW ΣΔPt.th - Tổng tổn thất mạng điện, tính sơ lấy: ΣΔPt.th =5% ΣPmax =5%.283 = 14,15 MW Ptd - Công suất tự dùng nhà máy điện, lấy 10% tổng công suất đặt nhà máy Ptd = 10% ΣPđm =10%.5.50 = 25 MW Pdt - Công suất dự trữ hệ thống Bởi hệ thống điện có công suất vô lớn nên công suất dự trữ lấy hệ thống, nghĩa Pdt = Vậy chế độ phụ tải cực đại, hệ thống cần cung cấp công suất cho phụ tải bằng: PHT = ΣPmax + ΣΔPt.th + Ptd + Pdt - ΣPF = 283 + 14,15 + 25 – 212,5 = 109,65 MW GVHD:Th.S.Hoàng Thu Hà SVTH:Lê Anh Quyền-Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp”Thiết kế khảo sát ổn định động cho lưới điện khu vực” Cân công suất phản kháng Sản xuất tiêu thụ điện dòng điện xoay chiều đòi hỏi cân điện sản suất điện tiêu thụ thời điểm Sự cân đòi hỏi công suất tác dụng mà công suất phản kháng Sự cân công suất phản kháng có quan hệ với điện áp Phá hoại cân công suất phản kháng dẫn đến thay đổi điện áp mạng điện Nếu công suất phản kháng phát lớn công suất tiêu thụ điện áp mạng tăng, ngược lại thiếu công suất phản kháng điện áp mạng giảm Vì để đảm bảo chất lượng cần thiết điện áp hộ tiêu thụ mạng điện hệ thống, cần tiến hành cân sơ công suất phản kháng Phương trình cân công suất phản kháng mạng điện thiết kế có dạng: Q F + Q HT +å Q b =å Q max +å DQ L - å Q +å Q C BA + Q td + Q dt (2.2) Trong đó: QF – tổng công suất phản kháng nhà máy phát Với cos ϕ F = 0,85  tg ϕ F = 0,62 QF = ΣPF.tg ϕ F = 212,5.0,62 = 131,75 MVAr QHT – công suất phản kháng hệ thống cung cấp Với cos ϕ HT = 0,85  tg ϕ HT = 0,62 QHT = PHT.tg ϕ HT = 109,65.0,62 = 67,983 MVAr åQ max - Tổng công suất phản kháng chế độ phụ tải cực đại phụ tải ∑ Qmax = 137,06 MVAr ∑ ∆Q L - Tổng tổn thất công suất phản kháng cảm kháng đường dây mạng điện ∑ QC - Tổng công suất phản kháng điện dung đường dây sinh ra, tính sơ lấy ∑Q B ∑ ∆Q L = ∑ QC - Tổng tổn thất công suất phản kháng máy biến áp hệ thống, tính toán sơ lấy ∑Q B = 15%∑ Qmax =15% × 137,06 = 20,56 MVAr Qtd - Công suất phản kháng tự dùng nhà máy điện cos ϕ td =0,75  tg ϕ td =0,882 Qtd = Ptd.tg ϕ td = 25.0,882 = 22,05 MVAr GVHD:Th.S.Hoàng Thu Hà SVTH:Lê Anh Quyền-Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp”Thiết kế khảo sát ổn định động cho lưới điện khu vực” Qdt - Công suất phản kháng dự trữ hệ thống, cân sơ lấy 15% tổng công suất phản kháng phần bên phải phương trình (2.2) Đối với mạng điện thiết kế, công suất Qdt lấy hệ thống nghĩa Qdt =0 Tổng công suất tiêu thụ mạng điện: Qtt=ΣQmax + Σ∆QB + ΣQtd=137,06+20,56+22,05=179,67(MVAr) Tổng công suất phản kháng hệ thống nhiệt điện phát bằng: QF+QHT=131,75+67,983=199,733(MVAr) ΣQb - Tổng công suất phản kháng mà hệ thống bị thiếu, cần phải bù để đảm bảo cân công suất phản kháng xác định: ΣQb = Qtt – (QF + QHT) = 179,67 – 199,733 = -20,063 MVAR + Nếu ΣQb < ta bù sơ + Nếu ΣQb > có nghĩa công suất tiêu thụ lớn công suất phát ra.Vì ta cần phải đặt thêm thiết bị bù để đảm bảo cân công suất phản kháng hệ thống.Trong trình bù sơ ta ưu tiên bù cho phụ tải xa nguồn cung cấp nhằm nâng hệ số cosϕ lên 0,9 ,nếu dư bù cho phụ tải gần Như ΣQb < nên hệ thống không cần đặt thêm thiết bị bù Sơ xác định phương thức vận hành cho hai nhà máy Mạng thiết kế gồm nhà máy nhiệt điện hoà vào lưới hệ thống có công suất vô lớn Như sơ cho nhà máy nhiệt điện vận hành kinh tế khoảng (80 – 90%) công suất định mức Phần công suất thiếu phía hệ thống đảm nhiệm 1.1.1 Chế độ phụ tải cực đại Trong chế độ ta cho nhà máy phát với 85% công suất định mức Ở chế độ ta có tổng công suất yêu cầu là: Pycmax = ∑PPTmax + ∑Ptd + ∑ΔPt.th = 283 + 25 + 14,15 = 322,15 MW Công suất phát nhà máy là: ∑PF = 85%.5.50 = 212,5 MW Như phần công suất hệ thống cung cấp : PHT = 322,15 –212,5 = 109,65 MW 1.1.2 Chế độ phụ tải cực tiểu Ở chế độ này,chúng ta cho ngừng máy phát để bảo dưỡng, máy phát lại phát 85%.ƩPđm, nghĩa Tổng công suất phát nhà máy nhiệt điện là: GVHD:Th.S.Hoàng Thu Hà SVTH:Lê Anh Quyền-Đ2H3 Đồ án tốt nghiệp”Thiết kế khảo sát ổn định động cho lưới điện khu vực” ∑PF = 85%.4.50 = 170 MW ∑PPTmin =196 MW Ở chế độ ta có tổng công suất yêu cầu là: Pycmin = ∑PPTmin + ∑Ptd + ∑ΔPt.th = 196 + 25 + 14,15 = 235,15 MW Như phần công suất hệ thống cung cấp vào khoảng : PHT = 235,15-170 = 65,15 MW 1.1.3 Chế độ cố Khi cố đường dây hay MBA ta cho tổ máy phát 85% công suất xảy cố tổ máy phía nhiệt điện ta cho tổ máy lại phát công suất 100%Pđặt tổ máy, phần thiếu lấy từ hệ thống Ở chế độ ta có tổng công suất yêu cầu là: Pyc = ∑Pmax + ∑Ptd + ∑ΔPt.th = 238 + 25 + 14,15 = 322,15 MW Công suất phát nhà máy là: ∑PF = 100% 4.50 = 200 MW Như phần công suất hệ thống cung cấp : PHT = 322,15 – 200 = 122,15 MW Bảng 2.2 Phương thức vận hành nhà máy nhiệt điện Chế độ vận hành Phụ tải cực đại ƩPyc(MW) Nhà máy nhiệt điện 322,15 Hệ thống tổ máy làm Phát 109,65 MW việc Phát Phụ tải cực 212,5 MW tổ máy làm 235,15 tiểu việc Chế độ cố Phát 170 MW tổ máy làm 322,15 việc Phát 65,15 MW Phát 122,15 MW Phát 200 MW GVHD:Th.S.Hoàng Thu Hà SVTH:Lê Anh Quyền-Đ2H3 10 Trường Đại Học Điện Lực Điện Đồ án tốt nghiệp môn Lưới ZI-HT E' XF j0,097 I Z10 0,894+j0,516 ZI-1 0,118+j0,115 ZHT-1 0,093+j0,091 HT ZHT0 ZI0 ZHT = 0 Hình 4.31 Sơ đồ thay ngắn mạch phía hệ thống Z I − HT = Z I −1 + Z HT −1 + Z I −1 Z HT −1 Z1 = 0,118 + j 0,115 + 0,093 + j 0,091 + (0,118 + j 0,115).(0,093 + j 0,091) 2,482 + j1,383 = 0,215 + j0,13 Z I − = Z I −1 + Z + Z I −1 Z Z HT −1 = 0,118 + j 0,115 + 2,482 + j1,383 + (0,118 + j 0,115).(2,482 + j1,383) 0,093 + j 0,091 = 5,747 + j3,243 Z HT −0 = Z HT −1 + Z + Z HT −1 Z Z I −1 = 0,093 + j 0,091 + 2,482 + j1,383 + (0,093 + j 0,091).(2,482 + j1,383) 0,118 + j 0,115 = 4,533 + j2,57 Z ' HT −0 = Z HT // Z HT = Z HT Z HT =0 Z HT + Z HT = 0,416 + j0,244 GVHD:Th.S Hoàng Thu Hà SVTH:Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 125 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp môn Lưới Điện Z Z (5,747 + j 3,243).(0,894 + j 0,516) Z ' I − = Z I // Z 10 = I 10 = Z I + Z 10 5,747 + j 3,243 + 0,894 + j 0,516 = 0,774 + j0,445 E' XF j0,097 I ZI-HT 0,215+j0,13 ZI-A Z'I0 0,774+j0,445 A HT ZHT-A Z'HT0 = ZA-0 Hình 4.32 Sơ đồ thay ngắn mạch phía hệ thống Biến đổi ∆r∑ = ZI-HT + Z’I-0 + Z’HT-0 = 0,215 + j0,13 + 0,774 +j0,445 + = 0,989+ j0,575 Z I−A = Z I − HT Z ' I − (0,215 + j 0,13).(0,774 + j 0,445) = = 0,168 + j 0,101 Z∑ 0,989 + j 0,575 Z HT − A = Z A−0 = Z I − HT Z ' HT − =0 Z∑ Z ' HT −0 Z ' I −0 =0 Z∑ Z1 = jXF + ZI-A = j0,097 + 0,168 + j0,101 = 0,168 + j0,198 Ta có sơ đồ rút gọn sau: GVHD:Th.S Hoàng Thu Hà SVTH:Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 126 Trường Đại Học Điện Lực Điện Đồ án tốt nghiệp môn Lưới Z1 E' 0,168+j0,198 A Z2 = HT Z3 = Hình 4.33 Sơ đồ thay ngắn mạch phía hệ thống Từ sơ đồ tính được: Z 11 = Z + Z Z = 0,168 + j 0,198 = 0,26∠49,686 Z2 + Z3 Z 22 = Z + Z Z =0 Z1 + Z3 Z 12 = Z + Z + Z Z =∞ Z3 Đặc tính công suất ngắn mạch: E1 E1 E 1,2132 PII = sin α 11 + sin ( δ − α 12 ) = sin( 40,114°) = 3,646 Z 11 Z 12 0,26 Trong α11 = 900 - ϕ11 = 40,114o; α12` = 900 - ϕ12 Đặc tính công suất sau ngắn mạch Sau đường dây bị ngắn mạch cắt ra, đoạn đường dây I-1 lộ Lúc đó: ZHT-1 = 0,186 + j0,182 Ta có đặc tính công suất sau cắt ngắn mạch: E '.U ht E '2 PIII = sin α11 + sin(δ − α12 ) Z 11 Z12 Biến đổi Y(ZI-1, ZHT-1, Z1) thành ∆( ZI-HT, ZI-0, ZHT-0) GVHD:Th.S Hoàng Thu Hà SVTH:Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 127 Trường Đại Học Điện Lực Điện Đồ án tốt nghiệp môn Lưới ZI-HT E' XF j0,097 ZI-1 0,118+j0,115 I ZHT-1 0,186+j0,182 ZHT0 ZI0 Z10 0,894+j0,516 HT Z11 0,458+j0,27 Hình 4.34 Sơ đồ thay sau ngắn mạch phía hệ thống Z I − HT = Z I −1 + Z HT −1 + Z I −1 Z HT −1 Z1 (0,118 + j 0,115).(0,186 + j 0,182) 2,482 + j1,383 = 0,118 + j 0,115 + 0,186 + j 0,182 + = 0,312 + j0,31 Z I − = Z I −1 + Z + Z I −1 Z Z HT −1 = 0,118 + j 0,115 + 2,482 + j1,383 + (0,118 + j 0,115).(2,482 + j1,383) 0,186 + j 0,182 = 4,173 + j2,371 Z HT −0 = Z HT −1 + Z + Z HT −1 Z Z I −1 = 0,186 + j 0,182 + 2,482 + j1,383 + (0,186 + j 0,182).(2,482 + j1,383) 0,118 + j 0,115 = 6,584 + j3,757 Z ' HT − = Z HT // Z 11 = Z HT Z 11 (6,584 + j3,757).(0,458 + j 0,27) = Z HT + Z 11 6,584 + j3,757 + 0,458 + j 0,27 = 0,428 + j0,252 GVHD:Th.S Hoàng Thu Hà SVTH:Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 128 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp môn Lưới Điện Z Z ( 4,173 + j2,371).(0,894 + j 0,516) Z ' I −0 = Z I // Z 10 = I 10 = Z I + Z 10 4,173 + j2,371 + 0,894 + j 0,516 = 0,736 + j0,424 XF j0,097 E' I ZI-HT 0,312+j0,31 ZI-A Z'I0 0,736+j0,424 A HT ZHT-A Z'HT0 0,428+j0,252 ZA-0 Hình 4.35 Sơ đồ thay sau ngắn mạch phía hệ thống r∆( ZI-HT, Z’I-0, Z’HT-0) thành Y(ZI-A, ZHT-A, ZA-0) Z∑ = ZI-HT + Z’I-0 + Z’HT-0 = 0,312+j0,31+ 0,736+j0,424 + 0,428+j0,252 = 1,476 + j0,986 Z I−A = Z I − HT Z ' I −0 (0,312 + j0,31 ).(0,736 + j0,424 ) = = 0,076 + j 0,015 Z∑ 1,476 + j0,986 Z HT − A = Z A− = Z I − HT Z ' HT −0 (0,312 + j0,31 ).(0,428 + j0,252 ) = = 0,092 + j 0,082 Z∑ 1,476 + j0,986 Z ' HT − Z ' I − (0,428 + j0,252 ).(0,736 + j0,424 ) = = 0,212 + j 0,107 Z∑ 1,476 + j0,986 Ta có sơ đồ rút gọn sau: GVHD:Th.S Hoàng Thu Hà SVTH:Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 129 Trường Đại Học Điện Lực Điện Đồ án tốt nghiệp môn Lưới Z1 E' 0,076+j0,112 A Z2 0,092+j0,082 HT Z3 0,212+j0,107 Hình 4.36 Sơ đồ thay sau ngắn mạch phía hệ thống Z = jX F + Z I _ A = j 0,097 + 0,076 + j 0,015 = 0,076 + j 0,112 Từ sơ đồ tính được: Z 11 = Z + Z Z (0,092 + j 0,082).(0,212 + j 0,107) = 0,076 + j 0,112 + Z2 + Z3 0,092 + j 0,082 + 0,212 + j 0,107 = 0,142+ j0,161= 0,214∠48,624o → α11 = 41,376o Z 22 = Z + Z Z (0,076 + j 0,112).(0,212 + j 0,107) = 0,092 + j 0,082 + Z1 + Z3 0,076 + j 0,112 + 0,212 + j 0,107 = 0,154 + j0,145 = 0,212∠43,244o→ α22 = 46,756o Z 12 = Z + Z + Z Z Z3 = 0,076 + j 0,112 + 0,092 + j 0,082 + (0,076 + j 0,112).(0,092 + j 0,082) 0,212 + j 0,107 = 0,191 + j0,26 = 0,323∠53,713o → α12 = 36,287o Đặc tính công suất ngắn mạch: E '.U ht E '2 PIII = sin α11 + sin(δ − α12 ) Z 11 Z 12 1,2132 1,213.1,1 = sin 41,376 + sin(δ − 36,287 ) 0,214 0,323 GVHD:Th.S Hoàng Thu Hà SVTH:Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 130 Trường Đại Học Điện Lực Điện Đồ án tốt nghiệp môn Lưới = 4,545 + 4,131sin( δ - 36,287o) PIIImax = 8,676 Tính góc cắt thời gian cắt 9.1.1 Tính góc cắt Góc cắt tính phương pháp diện tích, đồ thị đặc tính công suất: Fgt = Fht δ gh δ gh δ0 δ0 ↔ ∫ ( P0 − PIII )dδ = − ∫ ( P0 − PII )dδ Hay: P0 (δ cat − δ ) + PmIII (cosδ gh − cosδ ) + P0 (δ gh − δ cat ) + PmIII (cosδ gh − cosδ cat ) = Do tính góc cắt giới hạn: cosδ c = P0 (δ gh − δ ) + PmIII cosδ gh − PmII cosδ PmIII − PmII Xác định δgh: PIII = P0 ↔ 4,545 + 4,131sin( δgh - 36,287o) = 1,275 ↔ sin(δgh – 36,287 o) = -0,792 = sin(-52,333) ↔rδgh = 180° + 52,333°r°r° = 4,686 rad δ0 = 7,12° = 0,124 rad 1, 275(4, 686 − 0,124) + 8, 676cos268, 62 ° − 3, 646.cos7,12 cosδ c = = 0,396 8, 676 − 3, 646 δc = 66,7° GVHD:Th.S Hoàng Thu Hà SVTH:Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 131 Trường Đại Học Điện Lực Điện Đồ án tốt nghiệp môn Lưới P PIIImax 8,676 PIII Fht PII Fgt P0 δ0 δc 126,287 δgh δ[°] 9.1.2 Tính thời gian cắt Để xác định thời gian cắt ta dùng phương pháp phân đoạn liên tiếp Lấy ∆t = 0,05 sec k=  360 f 360.50 ∆t = 0, 052 = 4,317 Tj 10, 425 Phân đoạn 1: (t = ÷ 0,05 sec) ∆P( ) = P0 − PII = 1,275 – 3,646 = -2,371 ∆δ (1) =  k ∆P0 4,317.2,371 = = 5,182 2 δ(1) = δ0 + ∆δ(1) = 7,12 + 5,182 = 12,302 Phân đoạn 2: (t= 0,05 ÷ 0,1 sec) ∆P(1) = 2,371 ∆δ = ∆δ + k ∆P(1) = 5,182 + 4,317.2,371 = 15,418  δ2 = δ1 + ∆δ2 = 12,302 + 15,418 = 27,72 Phân đoạn 3: (t= 0,1 ÷ 0,15 sec) ∆P( ) = 2,371 GVHD:Th.S Hoàng Thu Hà SVTH:Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 132 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp môn Lưới Điện ∆δ = ∆δ + k ∆P( ) = 15,418 + 4,317.2,371 = 25,654  δ3 = δ2 + ∆δ3 = 27,72 + 25,654 = 53,374 Phân đoạn 4: (t= 0,15 ÷ 0,2 sec) ∆P( 3) = 2,371 ∆δ = ∆δ + k ∆P( 3) = 25,654 + 4,317.2,371 = 35,89 δ4 = δ3 + ∆δ4 = 53,374 + 35,89= 89,264 Bảng kết quả: Phân đoạn t [sec] 0,05 0,1 0,15 7,12 12,302 27,72 53,374 δn [ ] Từ đồ thị δ = f(t) hình , ta tính tcắt = 0,171 s 0,2 89,264 ®å thÞ biÓu diÔn gãc c¾t theo thêi gian Gãc c¾t δ (®é) 100 80 δc¾t = 66,7 60 40 20 Thêi gian t (s) 0 tc¾t = 0,175 0,05 GVHD:Th.S Hoàng Thu Hà 0,1 0,15 0,2 Thêi gian t (s) SVTH:Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 133 Trường Đại Học Điện Lực Điện GVHD:Th.S Hoàng Thu Hà Đồ án tốt nghiệp môn Lưới SVTH:Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 134 Trường Đại Học Điện Lực Điện GVHD:Th.S Hoàng Thu Hà Đồ án tốt nghiệp môn Lưới SVTH:Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 135 Trường Đại Học Điện Lực Điện GVHD:Th.S Hoàng Thu Hà Đồ án tốt nghiệp môn Lưới SVTH:Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 136 Trường Đại Học Điện Lực Điện GVHD:Th.S Hoàng Thu Hà Đồ án tốt nghiệp môn Lưới SVTH:Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 137 Trường Đại Học Điện Lực Điện GVHD:Th.S Hoàng Thu Hà Đồ án tốt nghiệp môn Lưới SVTH:Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 138 Trường Đại Học Điện Lực Điện GVHD:Th.S Hoàng Thu Hà Đồ án tốt nghiệp môn Lưới SVTH:Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 139