đồ án tốt nghiệp môn lưới điện

Trường Đại Học Điện Lực Điện Đồ án tốt nghiệp môn Lưới Phụ lục CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NGUỒN ĐIỆN VÀ PHỤ TẢI 0.1 Mở đầu 0.2 Nguồn điện 0.3 Các số liệu phụ tải 0.4 Kết luận CHƯƠNG : CÂN BẰNG CÔNG SUẤT – SƠ BỘ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH 1.1 Mở đầu 1.2 Cân công suất tác dụng 1.3 Cân công suất phản kháng 1.4 Sơ xác định phương thức vận hành cho hai nhà máy 11 1.5 Kết luận .12 CHƯƠNG : ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ TÍNH TOÁN KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN 13 2.1 Mở đầu 13 2.2 Đề xuất phương án nối dây mạng điện 13 2.3 Lựa chọn điện áp định mức, tiết diện dây dẫn, tính tổn thất điện áp cho phương án 16 2.4 Kết luận .49 CHƯƠNG : CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU THEO CHỈ TIÊU KINH TẾ 50 3.1 Phương pháp tính tiêu kinh tế .50 3.2 Tính toán kinh tế cho phương án 51 3.3 Kết luận .55 CHƯƠNG 5: LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ CÁC TRẠM CHO PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN .56 3.4 Mở đầu 56 3.5 Chọn số lượng công suất máy biến áp 56 3.6 Sơ đồ nối dây cho trạm biến áp 58 3.7 Kết luận .61 Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp môn Lưới Điện CHƯƠNG : TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA LƯỚI ĐIỆN 62 4.1 Mở đầu 62 4.2 Chế độ phụ tải cực đại 62 4.3 Chế độ phụ tải cực tiểu .68 4.4 Chế độ sau cố 75 4.5 Kết luận .85 CHƯƠNG : TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP TẠI CÁC NÚT PHỤ TẢI VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 86 5.1 Tính điện áp nút lưới điện chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu sau cố 86 5.2 Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp cho trạm 92 CHƯƠNG : CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 101 6.1 Vốn đầu tư xây dựng mạng điện .101 6.2 Tổn thất công suất tác dụng mạng điện 102 6.3 Tổn thất điện mạng điện 102 6.4 Các loại chi phí giá thành 103 CHƯƠNG : TÌM HIỀU VỀ ỔN ĐỊNH 106 7.1 Định nghĩa ổn định hệ thống điện 106 7.2 Phương trình chuyển động tương đối .107 CHƯƠNG : LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ VÀ TÍNH CHẾ ĐỘ XÁC LẬP TRƯỚC KHI XẢY RA SỰ CỐ 109 8.1 Lập sơ đồ thay .109 CHƯƠNG : KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH ĐỘNG KHI NGẮN MẠCH BA PHA PHÍA NHÀ MÁY 118 9.1 Đặc tính công suất ngắn mạch 118 9.2 Đặc tính công suất sau ngắn mạch .121 9.3 Tính góc cắt thời gian cắt .124 CHƯƠNG 10 : KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH ĐỘNG KHI NGẮN MẠCH BA PHA PHÍA HỆ THỐNG .128 10.1 Đặc tính công suất ngắn mạch 128 Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp môn Lưới Điện 10.2 Đặc tính công suất sau ngắn mạch 131 10.3 Tính góc cắt thời gian cắt 135 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 Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp môn Lưới Điện 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 Hàlpr 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 PHẦN I : THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NGUỒN ĐIỆN VÀ PHỤ TẢI 0.1 Mở đầu 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 Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 Trường Đại Học Điện Lực Điện 0.2 Nguồn điện Đồ án tốt nghiệp môn Lưới 0.2.1 Hệ thống điện Hệ thống điện có công suất vô lớn, hệ số công suất hệ thống cosϕ = 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 0.2.2 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 0.3 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 Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 Trường Đại Học Điện Lực Điện Pmin Đồ án tốt nghiệp môn Lưới 19 25 29 22 cosφ 16 18 26 15 26 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 III Điện áp thứ cấp 10 Hộ phụ tải loại I gồm tất hộ: phụ tải 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 nă Các hộ loại III phụ tải 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 ng chế độ vận hành Công suất tiêu thụ phụ tải điện tính sau: Qmax = Pmax tg (1.1) S max = Pmax + jQmax (1.2) 2 S max = Pmax + Qmax (1.3) Phụ tải Pmax 30.00 38.00 30.00 28.00 32.00 32.00 35.00 38.00 20.00 Pmin 19.00 25.00 29.00 22.00 16.00 18.00 26.00 15.00 26.00 Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 Trường Đại Học Điện Lực Điện Đồ án tốt nghiệp môn Lưới cosϕ 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 Qmax 14.53 18.40 14.53 13.56 15.50 15.50 16.95 18.40 9.69 Qmin 33.33 42.22 33.33 31.11 35.56 35.56 38.89 42.22 22.22 Smax 33.33 42.22 33.33 31.11 35.56 35.56 38.89 42.22 22.22 Smin 21.11 27.78 32.22 24.44 17.78 20.00 28.89 16.67 28.89 KT KT KT KT KT KT KT KT KT Yêu cầu điều chỉnh điện áp Điện áp định mức thứ cấp 10 0.4 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 Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp môn Lưới Điện CHƯƠNG 1: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT – SƠ BỘ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH 1.1 Mở đầu Để đảm bảo cho mạng điện làm việc ổn định, đảm bảo cung cấp điện cho hộ phụ tải nguồn điện phải cung cấp đầy đủ công suất tác dụng công suất phản kháng cho phụ tải, tức thời điểm luôn tồn cân nguồn công suất phát nguồn công suất tiêu thụ cộng với công suất tiêu tán đường dây máy biến áp 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 1.2 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: (2.4) ΣPF + PHT = ΣPmax + ΣΔP + Ptd + Pdt Trongđó: ΣPF - Tổng công suất Nhà máy nhiệt điện phát Vì nhà máy nhiệt điện, để đảm bảo hiệu cao người ta cho vận hành với: ΣPF = (80% ÷90%).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) ∑ Pmax - Tổng công suất phụ tải chế độ cực đại ∑ Pmax = 238 MW ∑ ∆P - Tổng tổn thất mạng điện, tính sơ lấy: ∑ ∆P = 5%∑ Pmax = 5%.283 = 14,15 MW Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp môn Lưới Điện 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 + ΣΔP + Ptd + Pdt - ΣPF = 283 + 14,15 + 25 – 212,5 = 109,65 MW 1.3 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: QF + QHT + ∑ Qb = ∑ Qmax + ∑ ∆QL − ∑ QC + ∑ QBA +Qtd +Qdt 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 (2.5) Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp môn Lưới Điện ∑ Qmax - 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 Qtd = Ptd.tg ϕ td = 25.0,882 = 22,05 MVAr (cos ϕ td =0,75  tg ϕ td =0,882 ) 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 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 = ΣQmax + Σ∆QB + ΣQtd – (QF + QHT) = 137,06 + 20,56 + 22,05 – (131,75 +67,983) = -20,063 MVAR + Nếu ΣQb có giá trị âm ta bù sơ + Nếu ΣQb có giá trị dương có nghĩa 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 cos ϕ lên 0.9 ,nếu dư bù cho phụ tải gần Như ΣQb < nên hệ thống không cần đặt thêm thiết bị bù để đảm bảo cân công suất phản kháng mạng Lê Anh Quyền – Lớp Đ2 H3 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 4.36 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 + Z I −0 (0,118 + j 0,115).(0,093 + j 0,091) 2,482 + j1,383 = 0,215 + j0,13 Z Z = Z I −1 + Z + I −1 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 Z Z HT −0 = Z HT −1 + Z + HT −1 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 Hoàng Thu Trang – Lớp Đ1H3 129 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 4.37 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 Z ' (0,215 + j 0,13).(0,774 + j 0,445) Z I − A = I − HT I − = = 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: Hoàng Thu Trang – Lớp Đ1H3 130 Trường Đại Học Điện Lực Điện Đồ án tốt nghiệp môn Lưới Z1 E' 0,168+j0,198 A Z2 = HT Z3 = Hình 4.38 Sơ đồ thay ngắn mạch phía hệ thống Từ sơ đồ tính được: Z Z Z 11 = 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 10.2 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) Hoàng Thu Trang – Lớp Đ1H3 131 Trường Đại Học Điện Lực Điện Đồ án tốt nghiệp môn Lưới ZI-HT E' XF j0,097 I ZI-1 0,118+j0,115 ZHT-1 0,186+j0,182 ZHT0 ZI0 Z10 0,894+j0,516 HT Z11 0,458+j0,27 Hình 4.39 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 + Z I −0 = 0,312 + j0,31 Z Z = Z I −1 + Z + I −1 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 Z Z HT −0 = Z HT −1 + Z + HT −1 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 Z (6,584 + j3,757).(0,458 + j 0,27) Z ' HT − = Z HT // Z 11 = HT 11 = Z HT + Z 11 6,584 + j3,757 + 0,458 + j 0,27 = 0,428 + j0,252 Hoàng Thu Trang – Lớp Đ1H3 132 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 4.40 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 Z ' (0,312 + j0,31 ).(0,736 + j0,424 ) Z I − A = I − HT I −0 = = 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: Hoàng Thu Trang – Lớp Đ1H3 133 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 4.41 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 Z (0,092 + j 0,082).(0,212 + j 0,107) Z 11 = Z + = 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 Hoàng Thu Trang – Lớp Đ1H3 134 Trường Đại Học Điện Lực Điện = 4,545 + 4,131sin( δ - 36,287o) PIIImax = 8,676 Đồ án tốt nghiệp môn Lưới 10.3 Tính góc cắt thời gian cắt 10.3.1Tính 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° Hoàng Thu Trang – Lớp Đ1H3 135 Trường Đại Học Điện Lực Điện Đồ án tốt nghiệp môn Lưới P PIIImax 8,676 PIII Fht PII Fgt P0 δ0 δc δgh 126,287 δ[°] 10.3.2Tính 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 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) ∆δ (1) =  ∆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 Hoàng Thu Trang – Lớp Đ1H3 136 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 0,2 δn [ ] 7,12 12,302 27,72 53,374 89,264 Từ đồ thị δ = f(t) hình , ta tính tcắt = 0,171 s ®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 0,1 0,15 0,2 Thêi gian t (s) Hoàng Thu Trang – Lớp Đ1H3 137 Trường Đại Học Điện Lực Điện Đồ án tốt nghiệp môn Lưới Hoàng Thu Trang – Lớp Đ1H3 138 Trường Đại Học Điện Lực Điện Đồ án tốt nghiệp môn Lưới Hoàng Thu Trang – Lớp Đ1H3 139 Trường Đại Học Điện Lực Điện Đồ án tốt nghiệp môn Lưới Hoàng Thu Trang – Lớp Đ1H3 140 Trường Đại Học Điện Lực Điện Đồ án tốt nghiệp môn Lưới Hoàng Thu Trang – Lớp Đ1H3 141 Trường Đại Học Điện Lực Điện Đồ án tốt nghiệp môn Lưới Hoàng Thu Trang – Lớp Đ1H3 142 Trường Đại Học Điện Lực Điện Đồ án tốt nghiệp môn Lưới Hoàng Thu Trang – Lớp Đ1H3 143