Đồ án: Thiết kế mạng lưới điện 110kV

Đồ án Thiết kế mạng lưới điện 110kV trình bày các nội dung sau: Cân bằng công suất trong hệ thống điện, đề ra phương án nối dây của mạng điện và chọn các phương án thỏa mãn kỹ thuật, xác định số lượng công suất máy biến áp của trạm phân phối, sơ đồ nối dây của trạm, sơ đồ nối dây của mạng điện,...

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN 1

TÊN ĐỀ TÀITHIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN 110kV

Giảng viên hướng dẫn: TS TRẦN HOÀNG QUANG MINH

Sinh viên thực hiện: LÂM MINH KHANG

Khóa:

TP Hồ Chí Minh, tháng 2 năm 2016

Lời cảm ơn!

Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy Trần Hoàng Quang Minh-giảng

viên trường Đại học Tôn Đức Thắng, thầy là người trực tiếp đã hướng dẫn, giảng dạygiúp tôi trong quá trình nghiên cứu đề tài thiết kế mạng điện 110kV Đồ án này là kết quảcủa quá trình tìm tòi học hỏi, cùng quá trình học tập trong gần 5 học kỳ tại trường Chình

vì thế tôi cũng xin chân thành cảm ơn toàn thể quý thấy cô khoa Điện-Điện tử của trườngĐại học Tôn Đức Thắng những người đã tham gia vào quá trình giảng dạy vã đã trang bịcho tôi đủ kiến thức để hoàn thành tốt đồ án này

Tiếp đến là lời cảm ơn tới người thân, bạn bè đã động viên tôi trong suốt thời gianlàm đồ án cũng như thời gian học tập

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên

Lâm Minh Khang

CHƯƠNG I

CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

1.1 THU THẬP SỐ LIỆU VÀ PHÂN TÍCH VỀ PHỤ TẢI:

Công tác phân tích phụ tải chiếm vị trí hết sức quan trọng cần được thực hiện một cách chu đáo

Việc thu thập số liệu về phụ tải chủ yếu là để nắm vững về vị trí và yêu cầu của các

hộ tiêu thụ lớn, dự báo nhu cầu tiêu thụ, sự phát triển của phụ tải trong tương lai

Sau khi thu thập số liệu và phân tích về phụ tải, ta có bảng số liệu tổng hợp như sau:

- Đủ cung cấp cho tải với = 0.92

- Điện áp thanh cái cao áp:

o 1,1Udm lúc phụ tải cực đại

o 1,05Udm lúc phụ tải cực tiểu

- Giá tiền 1KWh điện năng tổn thất: 0.05$

- Giá tiền 1 Kvar thiết bị bù 5$

1.2 Phân tích nguồn cung cấp điện:

Trong thiết kế môn học thường chỉ cho một nhà máy điên cung cấp điện cho phụ tải trong vùng Nguồn điện được giả thiết cung cấp đủ công suất tác dụng theo nhu cầu của phụ tải với một hệ số công suất được qui định (0.9) Điều này cho thấy nguồn có thể không cung cấp đủ yêu cầu về công suất và việc đảm bảo nhu cầu điện năng phản kháng

có thể thực hiện trong quá trình thiết kế bằng cách bù công suất kháng tại các phụ tải mà không cần phải tải đi từ nguồn

1.3 Cân bằng công suất trong hệ thống điện:

Cân bằng công suất trong hệ thống điện nhằm xét khả năng cung cấp của các nguồn cho phụ tải thông qua mạng điện

Tại mỗi thời điểm phải luôn đảm bảo cân bằng giữacông suất sản xuất và công suấttiêu thụ Mỗi mức cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng xác định một giátrị tần số và điện áp

Quá trình biến đổi công suất và các chỉ tiêu chất lượng điện năng khi cân bằng côngsuất bị phá hoại, xảy ra rất phức tạp, vì giữa chúng có quan hệ tương hỗ

Để đơn giản bài toán, ta coi sự thay đổi công suất tác dụng ảnh hưởng chủ yếu đếntần số, còn sự cân bằng công suất phản kháng ảnh hưởng chủ yếu đến điện áp Cụ thể làkhi nguồn phát không đủ công suất tác dụng cho phụ tải thì tần số bị giảm đi và ngượclại Khi thiếu công suất phản kháng điện áp bị giảm thấp và ngược lại

Trong mạng điện, tổn thất công suất phản kháng lớn hơn công suất tác dụng, nênkhi các máy phát điện được lựa chọn theo sự cân bằng công suất tác dụng, trong mạngthiếu hụt công suất kháng Điều này dẫn đến xấu các tình trạng làm việc của các hộ dùngđiện, thậm chí làm ngừng sự truyền động của các máy công cụ trong xí nghiệp gây thiệthại rất lớn Đồng thời làm hạ điện áp của mạng và làm xấu tình trạng làm việc của mạng.Cho nên việc bù công suất kháng là vô cùng cần thiết Mục đích của bù sơ bộ trong phầnnày là để cân bằng công suất kháng và số liệu để chọn dây dẫn và công suất máy biến ápcho chương sau

Sở dĩ bù công suất kháng mà không bù công suất tác dụng là vì khi bù công suấtphản kháng giá thành kinh tế hơn, chỉ cần dùng bộ tụ điện để phát ra công suất phảnkháng Trong khi thay đổi công suất tác dụng thì phải thay đổi máy phát, nguồn phát dẫnđến chi phí tăng lên nên không được hiệu quả về kinh tế

1.3.1 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG:

Một đặc điểm quan trọng của các hệ thống điện là truyền tải tức thời điện năng từcácnguồn điện đến các hộ tiêu thụ và không thể tích luỹ điện năng thành số lượng nhìnthấy được Tính chất này xác định sự đồng bộ của quá trình sản xuất và tiêu thụ điệnnăng

Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống, các nhà máy của hệ thống cầnphải phát công suất bằng công suất của các hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất công suất trong cácmạng điện, nghĩa là cần thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất phát và công suất tiêuthụ

Ngoài ra để hệ thống vận hành bình thường, cần phải có sự dự trữ nhất định củacông suất tác dụng trong hệ thống Dự trữ trong hệ thống điện là một vấn đề quan trọng,liên quan đến vận hành cũng như phát triển của hệ thống điện

Cân bằng công suất cần thiết để giữ tần số trong hệ thống điện Cân bằng công suấttrong hệ thống được biểu diễn bằng biểu thức sau:

Trong đó:

- : Tổng công suất tác dụng phát ra của các nhà máy điện trong hệ thống

- : Tổng phụ tải cực đại của các hộ tiêu thụ

- : Hệ số đồng thời (giả thiết chọn 0,8)

- : Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp

- : Tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện

Công suất tự dùng của các nhà máy điện:

Tính theo phần trăm của

- Nhà máy nhiệt điện 3 ÷ 7%

- Nhà máy thuỷ điện 1 ÷ 2%

Công suất dự trữ của hệ thống:

- Dự trữ sự cố thường lấy bằng công suất của một tổ máy lớn nhất trong hệthống điện.

- Dự trữ phụ tải là dự trù cho phụ tải tăng bất thường ngoài dự báo: 2-3% phụtải tổng

- Dự trữ phát triển nhằm đáp ứng phát triển phụ tải 5-15 năm sau

Tổng quát dự trữ hệ thống lấy bằng 10 - 15% tổng phụ tải của hệ thống Trong thiết

kế môn học giả thiết nguồn điện đủ cung cấp hoàn toàn cho nhu cầu công suất tác dụng

và chỉ cân bằng từ thanh cái cao áp của trạm biến áp tăng của nhà máy điện nên tính cânbằng công suất tác dụng như sau:

Từ số liệu công suất tác dụng cực đại của các phụ tải ta tính được công suất tácdụng của nguồn phát ra là:

Vây ta cần nguồn có công suất tác dụng là

1.3.2 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG:

Sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi sự cân bằng giữađiện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm Sự cân bằng đòi hỏi khôngnhững chỉ đối với công suất tác dụng, mà còn đối với cả công suất phản kháng

Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp Phá hoại sự cân bằng côngsuất phản kháng sẽ dẫn đến sự thay đổi điện áp trong mạng điện Nếu công suất phảnkháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng điện sẽ tăng,ngược lại nếu thiếu công suất phản kháng điện áp trong mạng sẽ giảm Vì vậy để đảmbảo chất lượng của điện áp ở các hộ tiêu thụ trong mạng điện và trong hệ thống, cần tiếnhành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng

Ta có mối quan hệ của công suất tác dụng phản kháng: Qi =Pi×tgφi

Từ các số liệu của phụ tải và của nguồn tính ở trên ta có các công suất phản kháng củanguồn và của các phụ tải như sau:

Thông số Nguồn Tải 1 Tải 2 Tải 3 Tải 4 Tải 5 Tải 6

Cân bằng công suất phản kháng được biểu diễn bằng biểu thức sau :

Trong đó:

- : tổng công suất phát ra của các máy phát điện.Trong thiết kế môn học chỉthiết kế từ thanh cái cao áp của trạm biến áp tăng của nhà máy nên chỉ cầncân bằng từ thanh cái cao áp

= 110 × tg(acos(0,92)) = 110 × 0,43 = 46,86(MVAr)

- :tổng phụ tải phản kháng của mạng điện có xét đến hệ số đồng thời

- :tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp có thể ước lượng với:

Ta chọn:

- : tổng tổn thất công suất kháng trên các đoạn đường dây của mạng điện Vớimạng điện 110 kV trong tính toán sơ bộ có thể xem tổn thất công suất phảnkháng trên cảm kháng đường dây bằng công suất phản kháng do điện dungđường dây cao áp sinh ra

- : tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện trong hệ thống

Trong phần này ta chỉ xét cung cấp công suất bù cho các phụ tải ở xa nguồn và có hệ

số cosφ thấp hay phụ tải có công suất tiêu thụ lớn Và ta có thể tạm cho một lượng Qbùi ởcác phụ tải này sao cho tổng Qbù i bằng QbùƩ Sau đó, ta tính lại công suất biểu kiến và hệ

số công suất cosφ mới theo công thức:

, và

Từ biểu thức và các số liệu bảng trên ta có QbùƩ:

-= 0,8×103.5 + 16.250 – 46.86 = 52.19 (MVAr)

Qpt-Qb(Mvar)

S(MVA)

CHƯƠNG 2

ĐỀ RA PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN

VÀ CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN THỎA MÃN KỸ THUẬT

2.1 LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN:

Điện áp vận hành của cả mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế kỹthuật cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện

Điện áp định mức của cả mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất của phụtải, khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối giữa cácphụ tải với nhau, sơ đồ mạng điện

Điện áp định mức của mạng điện 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 đoạnđường dây trong mạng điện

Vì chưa có sơ đồ nối dây cụ thể, sơ bộ về một số đường dây hình tia nối từ nguồn đếnphụ tải ở xa hoặc có công suất tiêu thụ lớn cấp điện áp phụ thuộc vào công suất vàkhoảng cách truyền tải Dựa vào công thức Still để tìm điện áp tải điện U(kV):

U =

Trong đó : P : công suất truyền tải (KW)

L : khoảng cách truyền tải (km)

2.2 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN:

Sơ đồ nối dây của mạng điện phụ thuộc nhiều yếu tố: số lượng phụ tải, vị trí phụ tải,mức độ liên tục cung cấp điện, công tác vạch tuyến, sự phát triển của phụ tải và khả năngvận hành của mạng điện

Trong phạm vi đồ án môn học có thể chia ra làm nhiều vùng để cung cấp điện cho cácnút phụ tải Đối với phụ tải có nhu cầu cung cấp điện liên tục cần đưa ra phương ánđường dây lộ kép hay phương án mạch vòng kín

Theo yêu cầu cung cấp điện ta chia ra làm 2 loại phụ tải:

 Phụ tải loại 1: gồm tải 2, tải 3, tải 5, tải 6 yêu cầu cung cấp điện liên tục

 Phụ tải loại 2: gồm tải 1, tải 4 không yêu cầu cung cấp điện liên tục

Theo yêu cầu của đồ án, vị trí của các phụ tải, loại phụ tải, ta chia phụ tải thành 2 khuvực để giảm thiểu các phương án tính toán cũng như thời gian thực hiện thiết kế

Vị trí các phụ tải và nguồn điện

 Theo đề

o Tải 2, tải 3: Yêu cầu cung cấp điện liên tục mạch kép.

o Tải 5, tải 6: Yêu cầu cung cấp điện liên tục mạch vòng.

 Ta chia ra làm 3 khu vực

o Khu vực 1: Gồm tải 5, tải 6.

o Khu vực 2: Gồm tải 3, tải 4.

o Khu vực 3: Gồm tải 1, tải 2.

5

2

1 1

Ta có các phương án đi dây như sau:

Các phương án đi dây khu vực 1

2.2.2.KHU VỰC2:

Tải 2 yêu cầu cung cấp điện liên tục mạch kép.

Ta có các phương án đi dây như sau:

Liên Thông Tia

Các phương án đi dây khu vực 2

2.2.3 Khu vực 3:

Tải 3 yêu cầu cung cấp điện liên tục mạch kép.

Ta có các phương án đi dây như sau:

 Ta có các phương án nối điện như sau:

-Phương án 1: vòng –liên thông

P1=15MWP2=20MW

3

-Phương án 2: vòng-liên thông- tia:

P1=15MWP2=20MW

3

-Phương án 3: vòng-tia

P1=15MWP2=20MW

3

-phương án 4: vòng-tia-liên thông:

Hình 2.4: Các phương án nối điện

* Chọn phương án tối ưu: Ta tính ∑Pi.Li của từng phương án sau đó so sánh các

phương án với nhau, chọn 02 phương án tối ưu dựa vào ∑Pi.Li nhỏ nhất và đảm bảo yêu cầu của đề bài:

+ Phương án 1: Vùng I làmạch vòng, vùng II là mạch tia, vùng III mạch liênthông

+ Phương án 2: Vùng I là mạch tia, vùng II là mạch liên thông, vùng III là mạchliên thông

Thông số ∑P*L của phương án 1

P1=15MWP2=20MW

3

1,030,750

894,400

1,109,9

50 902,450

184,800

Thông số ∑P*L của phương án 1 PHƯƠNG ÁN 4

1,443,050

1,855,350

601,400

1,109,9

50 902,450

184,800

Xếphạng

∑P*L ∑L

Xếphạng

∑L

Sơ đồ đi dây

Phương ánchọnKhu

vực 1

Khu vực 2

Khu vực3

1 6,757,700 3 244 1 Vòng Liên thông Liên thông Phương án 22

6,106,30

Liên thông Phương án 1

4 6,767,800 4 286.69 2 Vòng Liên thông Tia không chọn

Trong thực tế, kết cấu lưới điện có xu hướng đi dây mạch vòng nhằm đảm bảo

độ tin cậy cung cấp điện; Tuy nhiên, trong phạm vi đồ án này, tác giả muốnnghiêng cứu kết cấu lưới điện của mạch ở phương án mạch vòng-tia và phương ánmạch tia-liên thông hoặc ngược lại

Qua bảng số liệu so sánh của 4 phương án, ta thấy như sau:

+ Phương án số 1: có ∑P*L xếp thứ 3 nhưng có tổng chiều dài dây dẫn thấp nhấtnên giảm được chí phí lắp đặt dây dẫn và trụ điện truyền tải đồng thời cũng giảmđược chi phí hao tổn điện năng trên dây dẫn, có cơ cấu vủng 1 mạch vòng, vùng 2

và 3 là mạch liên thông nên độ tin cậy khá cao=> chọn làm phương án thứ 2.

+ Phương án số 2: tổng chiều dài dây dẫn xếp thứ 3 nhưng có ∑P*L thấp nhất,đồng thời có cơ cấu vùng 1 mạch vòng, vùng 2 mạch tia, vùng 3 mạch liên thông

nên độ tin cậy cũng cao => chọn làm phương án thứ 1.

+ Phương án số 3: có ∑P*L đứng thứ 2 nhưng lại có tổng chiều dài dây dẫn là caonhất, và có cơ cấu vùng 1 mạch vòng, vùng 2 và vùng 3 mạch tia nên độ tin cậy

không cao, và lượng tổn thất điện năng trên dây dẫn là khá cao=> không chọn.

+ Phương án số 4: có chiều dài đường dây dẫn ngắn xếp thứ 2 nhưng chỉ số ∑P*L

lại cao xếp thứ 4 => không chọn.

Vậy, ta chọn phương án số 4 làm phương án 1 và phương án số 3làm phương án 2 để tính.

2.3 TÍNH TOÁN CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN, TRỤ,SỨ, TỔN THẤT ĐIỆN ÁP, TỔN THẤT CÔNG SUẤT CHO PHƯƠNG ÁN 1:

Hình 2.5: Sơ đồ nối điện phương án 1

P1=15MWP2=20MW

3

2.3 1 LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN:

2.3.1.1 Chọn tiết diện dây dẫn mạch kép N-3:

Dòng điện chạy trên dây dẫn của đoạn N-3:

87.48 (A)Với Tmax = 5000 giờ, dây nhôm lõi thép nên ta có jkt = 1,1 A/mm2

= 79.53 (mm2) => chọn dây AC-95

Dòng điện cưỡng bức chạy trên dây dẫn của đoạn N-5 khi sự cố đứt 01 mạch:

Bảng 2.12:Dòng điện cho phép của dây dẫn đoạn N-3:

(Sau khi đã hiệu chỉnh nhiệt độ, giả thiết nhiệt độ môi trường là 40 o C=> k = 0,81)

Đoạn Dây dẫn Dòng điện cho phép (A)

N-3 AC-95 0.81x335 = 271.35

Ta thấy: IN-3,cb=165.02(A) <IN-3,hc=271,35(A) => đoạn N-3 ta chọn dây AC-95sẽ đảm bảo điều kiện vận hành lúc sự cố 01 mạch

2.3.1.2Chọn tiết diện dây dẫn mạch đơn N-4:

Dòng điện chạy trên dây dẫn của đoạn N-4:

139.97 (A)Với Tmax = 5000 giờ, dây nhôm lõi thép nên ta có jkt = 1,1 A/mm2

= 127.25 (mm2) =>chọn dây AC-150

Bảng 2.13: Dòng điện cho phép của dây dẫn đoạn N-4:

(Sau khi đã hiệu chỉnh nhiệt độ, giả thiết nhiệt độ môi trường là 40 o C=> k = 0,81)

2.3.1.3Chọn tiết diện dây dẫn cho mạch liên thông N-2-1:

Dòng điện chạy trên dây dẫn của đoạn N-2:

(A)

Với Tmax = 5000 giờ, dây nhôm lõi thép nên ta có jkt = 1,1 A/mm2

= 107.41 (mm2) => chọn dây AC-120

Dòng điện cưỡng bức chạy trên dây dẫn của đoạn N-2 khi sự cố đứt 01 mạch:

Bảng 2.12:Dòng điện cho phép của dây dẫn đoạn N-2:

(Sau khi đã hiệu chỉnh nhiệt độ, giả thiết nhiệt độ môi trường là 40 o C=> k = 0,81)

Đoạn Dây dẫn Dòng điện cho phép (A)

= 95.72 (mm2) =>chọn dây AC-120

Đoạn Dây dẫn Dòng điện cho phép (A)

1-2 AC-120 0,81x360 = 291.60

2.3.1.3Chọn tiết diện dây dẫn cho mạch vòng N-5-6:

Phân bổ công suất trên đoạn N-5-6 như sau:

30.40 (A)Với Tmax = 5000 giờ, dây nhôm lõi thép nên ta có jkt = 1,1 A/mm2

= 168.40 (mm2) =>chọn dây AC-240

= 109.05 (mm2) =>chọn dây AC-120

= 27.64 (mm2) =>chọn dây AC-35

Bảng 2.14: Dòng điện cho phép của dây dẫn đoạn N-2, N-3, 2-3:

(Sau khi đã hiệu chỉnh nhiệt độ, giả thiết nhiệt độ môi trường là 40 o C=> k = 0,81)

Đoạn Dây dẫn Dòng điện cho phép (A) N-5 AC-240 0,81*610 = 494.10

N-6 AC-120 0,81*360 = 291.60

5-6 AC-35 0,81*170 = 137.70

 Xét trường hợp xãy ra sự cố đứt dây 01 mạch:

 Khi đứt dây đoạn N-5:

ƩPijLij = (PN-5×LN-5)+(P5-6×L5-6) = [(30+15)×44.72]+(15×40) = 2612.40×103 (kW.km).

 Khi đứt dây đoạn N-5 có giá trị ƩPijLij lớn hơn khi đứt dây đoạn N-6; Nhưvậy, ta chỉ xét trường hợp đứt dây đoạn N-5 vì trường hợp này là nguy hiểmnhất  dòng điện cưỡng bức lớn nhất

 Dòng điện cưỡng bức trên đoạn N-6 khi đứt dây đoạn N-5

302.11 (A)

 Dòng điện cưỡng bức trên đoạn 5-6 khi đứt dây đoạn N-5

216.51 (A)Xét đoạn N-6: IN-6,cb=302.11(A) > IN-6,hc=291.60(A) => đoạn N-6 ta chọn dây AC-150

sẽ không đảm bảo điều kiện vận hành lúc sự cố

Đoạn N-6 chọn AC-185: dòng điện cho phép : 0.81515=417.15(A)>

IN-6,cb=302.11(A); Đoạn N-6 sẽ đảm bảo điều kiện vận hành lúc sự cố

Xét đoạn 5-6: I5-6,cb=216.51(A) >I2-3,hc=137.70(A) => đoạn 2-3 ta chọn dây AC-70 sẽ không đảm bảo điều kiện vận hành lúc sự cố

Đoạn 5-6: chọn AC-95 dòng điện cho phép: 0.81335= 271.35> I5-6,cb=216.51(A); Đoạn 5-6 sẽ đảm bảo điều kiện vận hành

2.3.1.4Tổng hợp số liệu lựa chọn tiết diện dây dẫn cho phương án 1:

I max (A)

j kt (A/m

m 2 )

F kt (mm

2 )

F tc (mm

2 )

I cp (A )

I hc =k*I cp (T=40 o C) (A)

I cb (A)

Kiểm tra

I hc ≥I cb

Chọ

n F tc sau khi kiể m tra (mm

2 )

Mã hiệ u dây chọ n

AC-120

AC-120

N-3 2 33.33 87.48 1.1 79.53 95 335 271.35 174.96

Thỏađiềukiện 95 AC-95

N-4 1 26.67 139.97 1.1 127.25 150 445 360.45 139.97

Thỏađiềukiện 150

AC-150

AC-240

N-6 1 22.86 119.96 1.1 109.05 120 360 291.6 302.11

Khôngthỏađiềukiện 185

AC-185

5-6 1 5.79 30.4 1.1 27.64 35 170 137.7 216.51

Khôngthỏađiềukiện 95 AC-95

2.3.2 LỰA CHỌN TRỤ ĐIỆN VÀ TÍNH CÁC THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY:

2.3.2.1 Lựa chọn trụ cho đường dây mạch đơn:

Trong phương án này, đoạn 1-2, N-4, N-5, N-6, 5-6chúng ta đi dây lộ đơn nênchọn trụ bêtông cốt thép có mã hiệu DT20(tham khảo tại PL5.5 trang 154 sáchthiết kế mạng điện của thầy Hồ Văn Hiến) như hình vẽ bên dưới:

ÐÐ2

CD-104 CDX-111

CD-125

CDX-133

ÐÐ2.6

a b

c

Hình trức trụ bê tông cốt thép

ĐT-20

2.3.2.2 Tính toán thông số điện trở, cảm kháng, dung dẫn các đường dây mạch đơn:

Dựa vào hình vẽ 2.10 ta tính được các khoảng cách sau:

Dab = 2.6 + 2.6 = 5.2 (m)Dac = = 3.35 (m)

Dbc = = 5.66 (m)

Khoảng cách trung bình nhân Dm được tính như sau:

Dm = = = 4.62 (m)

 Đoạn 1-2 sử dụng dây AC-120:

Tra các bảng trongsách thiết kế mạng điện của thầy Hồ Văn Hiến ta có đượccác thông số sau:

- Tra bảng PL2.5 trang 119 ta biết được dây có 28 sợi nhôm và 7 sợi thép

- Tra bảng PL2.1 trang 116 ta biết được:

+ Dây có đường kính ngoài d=15.2 mm, suy ra bán kính ngoài r = 7.6mm

+ Dây có điện trở tương đương ở 200c ro = 0.27 /km

- Tra bảng 2.5 trang 25 ta biết được bán kính trung bình hình học của dây cáp là r' = 0.768 mm (tra theo 37 sợi)

Bán kính tự thân của dây:r' = 0.768×r = 0.768×7.6=5.837 (mm)

Cảm kháng của đường dây:

x0 = 2πf.2×10-4.ln = 2π.50×2×10-4 ln = 0.42 (Ω/km)Dung dẫn của đường dây :

b0 = = = 2.72×10-6 (1/Ω.km)

 Đoạn N-4sử dụng dây AC-150:

Tra các bảng trongsách thiết kế mạng điện của thầy Hồ Văn Hiến ta có đượccác thông số sau:

- Tra bảng PL2.5 trang 119 ta biết được dây có 28 sợi nhôm và 7 sợi thép

- Tra bảng PL2.1 trang 116 ta biết được:

+ Dây có đường kính ngoài d=17.0 mm, suy ra bán kính ngoài r = 8.5mm

+ Dây có điện trở tương đương ở 200c ro = 0.21 /km.

- Tra bảng 2.5 trang 25 ta biết được bán kính trung bình hình học của dây cáp là r' = 0,768 mm (tra theo 37 sợi)

Bán kính tự thân của dây:r' = 0,768×r = 0.768×8.5=6.53 (mm)

Cảm kháng của đường dây:

x0 = 2πf.2×10-4.ln = 2π.50×2×10-4 ln = 0.41 (Ω/km)Dung dẫn của đường dây :

b0 = = = 2.77×10-6 (1/Ω.km)

 Đoạn N-6 sử dụng dây AC-185:

Tra các bảng trongsách thiết kế mạng điện của thầy Hồ Văn Hiến ta có đượccác thông số sau:

- Tra bảng PL2.5 trang 119 ta biết được dây có 28 sợi nhôm và 7 sợi thép

- Tra bảng PL2.1 trang 116 ta biết được:

+ Dây có đường kính ngoài d=19.0 mm, suy ra bán kính ngoài r = 9.5mm.+ Dây có điện trở tương đương ở 200c ro = 0.17 /km

- Tra bảng 2.5 trang 25 ta biết được bán kính trung bình hình học của dây cáp là r' = 0,768 mm (tra theo 37 sợi)

Bán kính tự thân của dây:r' = 0,768×r = 0.768×9.5=7.30 (mm)

Cảm kháng của đường dây:

x0 = 2πf.2×10-4.ln = 2π.50×2×10-4 ln = 0.41 (Ω/km)Dung dẫn của đường dây :

b0 = = = 2.82×10-6 (1/Ω.km)

 Đoạn N-5 sử dụng dây AC-240:

Tra các bảng trongsách thiết kế mạng điện của thầy Hồ Văn Hiến ta có đượccác thông số sau:

- Tra bảng PL2.5 trang 119 ta biết được dây có 28 sợi nhôm và 7 sợi thép

- Tra bảng PL2.1 trang 116 ta biết được:

+ Dây có đường kính ngoài d=21.6 mm, suy rabán kính ngoài r = 10.8mm

+ Dây có điện trở tương đương ở 200c ro = 0.132 /km.

- Tra bảng 2.5 trang 25 ta biết được bán kính trung bình hình học của dây cáp là r' = 0.768 mm (tra theo 37 sợi)

Bán kính tự thân của dây:r' = 0.768×r = 0.768×10.8=8.29 (mm)

Cảm kháng của đường dây:

x0 = 2πf.2×10-4.ln = 2π.50×2×10-4 ln = 0.40 (Ω/km)Dung dẫn của đường dây :

b0 = = = 2.88×10-6 (1/Ω.km)

 Đoạn 5-6 sử dụng dây AC-95:

Tra các bảng trongsách thiết kế mạng điện của thầy Hồ Văn Hiến ta có đượccác thông số sau:

- Tra bảng PL2.5 trang 119 ta biết được dây có 6 sợi nhôm và 1 sợi thép

- Tra bảng PL2.1 trang 116 ta biết được:

+ Dây có đường kính ngoài d=13.5 mm, suy ra bán kính ngoài r = 6.75mm

+ Dây có điện trở tương đương ở 200c ro = 0.0.33 /km

- Tra bảng 2.5 trang 25 ta biết được bán kính trung bình hình học của dây cáp là r' = 0.726 mm (tra theo 7 sợi)

Bán kính tự thân của dây:r' = 0.768×r = 0.768×6.75=5.18 (mm)

Cảm kháng của đường dây:

x0 = 2πf.2×10-4.ln = 2π.50×2×10-4 ln = 0.43 (Ω/km)Dung dẫn của đường dây :

b0 = = = 2.67×10-6 (1/Ω.km)

2.3.2.3 Lựa chọn trụ cho đường dây mạch kép:

Trong phương án này, đoạn N-2, N-3 chúng ta đi dây lộ kép nên chọn trụ thép có

mã hiệu Y110-2+9 (tham khảo tại PL5.12 trang 161 sách thiết kế mạng điện củathầy Hồ Văn Hiến) như hình vẽ bên dưới:

a c'

Hình thức trụ kim loại Y110-2+9

2.3.2.4 Tính toán thông số điện trở, cảm kháng, dung dẫn các đường dây mạch kép:

Dựa hình trên ta tính được các khoảng cách sau:

Dab= Dbc= Da'b' = Db'c' == 4.27 (m)Dac= Da'c'= 4 + 4 = 8 (m)

Dab' = Da'b = Dbc' = Db'c = = 9.39 (m)Dac' = Da'c = 3,5 + 3,5 = 7 (m)

Daa' = Dcc' = = 10.63 (m)Dbb' = 5 + 5 = 10 (m)Các khoảng cách trung bình học:

 Giữa các nhóm dây pha A và nhóm dây pha B:

 Đoạn N-2 sử dụng dây AC-120:

Tra các bảng trong sách thiết kế mạng điện của thầy Hồ Văn Hiến ta có đượccác thông số sau:

- Tra bảng PL2.5 trang 119 ta biết được dây có 28 sợi nhôm và 7 sợi thép

- Tra bảng PL2.1 trang 116 ta biết được:

+ Dây có đường kính ngoài d=15.2 mm, suy ra bán kính ngoài r = 7.6mm

+ Dây có điện trở ở 200c là/km, do đoạn N-5 là mạch kép, nên suy rađiện trở tương đương /km

- Tra bảng 2.5 trang 25 ta biết được bán kính trung bình hình học của dây cáp là r' = 0,768 mm

- Bán kính tự thân của dây: r' = 0.726×r =0.726×7.6= 5.52 (mm)

 Đoạn N-3 sử dụng dây AC-95:

Tra các bảng trong sách thiết kế mạng điện của thầy Hồ Văn Hiến ta có đượccác thông số sau:

- Tra bảng PL2.5 trang 119 ta biết được dây có 6 sợi nhôm và 1 sợi thép

- Tra bảng PL2.1 trang 116 ta biết được:

+ Dây có đường kính ngoài d=13,5 mm, suy ra bán kính ngoài r = 6,75mm.

+ Dây có điện trở ở 200c là/km, do đoạn N-5 là mạch kép, nên suy rađiện trở tương đương /km

- Tra bảng 2.5 trang 25 ta biết được bán kính trung bình hình học của dây cáp là r' = 0,726 mm

Bán kính tự thân của dây: r' = 0,726×r =0,726×6,75= 4,90 (mm)

0 (Ω/km )

b 0 *10 6 (1/

 Lúc

 Lú

Khi xãy ra sự cố 01 lộ của đường dây lộ kép thì r0, x0, b0 được tính toán như đườngdây lộ đơn Trong phương án 1 ta có đường dây N-2 và N-3 là đi dây lộ kép, vậy ta cókết quả tính toán các thông số đường dây khi xảy ra sự cố đứt 01 lộ của mạch kép nhưsau:

 Đoạn N-2 sử dụng dây AC-120:

Tra các bảng trongsách thiết kế mạng điện của thầy Hồ Văn Hiến ta có đượccác thông số sau:

- Tra bảng PL2.5 trang 119 ta biết được dây có 28 sợi nhôm và 7 sợi thép

- Tra bảng PL2.1 trang 116 ta biết được:

+ Dây có đường kính ngoài d=15.2 mm, suy rabán kính ngoài r = 7.6 mm.+ Dây có điện trở tương đương ở 200c ro = 0.27 /km

- Tra bảng 2.5 trang 25 ta biết được bán kính trung bình hình học của dây cáp là r' = 0.768 mm (tra theo 37 sợi)

Bán kính tự thân của dây:r' = 0.768×r = 0.768×7.6=8.54 (mm)

Cảm kháng của đường dây:

x0 = 2πf.2×10-4.ln = 2π.50×2×10-4 ln = 0.42 (Ω/km)Dung dẫn của đường dây :

b0 = = = 2.57×10-6 (1/Ω.km)

 Đoạn N-3 sử dụng dây AC-95:

Tra các bảng trongsách thiết kế mạng điện của thầy Hồ Văn Hiến ta có đượccác thông số sau:

- Tra bảng PL2.5 trang 119 ta biết được dây có 6 sợi nhôm và 1 sợi thép

- Tra bảng PL2.1 trang 116 ta biết được:

+ Dây có đường kính ngoài d=13.5 mm, suy ra bán kính ngoài r = 6.75mm

+ Dây có điện trở tương đương ở 200c ro = 0.33 /km

- Tra bảng 2.5 trang 25 ta biết được bán kính trung bình hình học của dây cáp là r' = 0.726 mm (tra theo 7 sợi)

Bán kính tự thân của dây:r' = 0.768×r = 0.768×6.75=5.18 (mm)

R3 jX3

=25+22.05j (MVA)J(y3 /

Cảm kháng của đường dây:

x0 = 2πf.2×10-4.ln = 2π.50×2×10-4 ln = 0.45 (Ω/km)Dung dẫn của đường dây :

b0 = = = 2.53×10-6 (1/Ω.km)

Thông số đường dây của phương án 1 lúc vận hành sự cố

2.3.3TÍNH TOÁN TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN ÁP:

0 (Ω/km )

b 0 *10 6 (1/

R4 jX4

=20+17.64j (MVA)

 Công suất ở cuối tổng trở R3+jX3 của đường dây N-3:

 Tổn thất điện áp của đường dây N-1:

 Phần trăm sụt áp của đường dây N-3:

 Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn N-3:

 Tổn thất công suất phản kháng trên đường dây N-3:

 Công suất ở đầu tổng trở của đường dây N-4:

 Công suất ở đầu đường dây N-4:

• Xét đoạn N-4:

 Công suất ở cuối tổng trở R4+jX4 của đường dây N-4:

 Tổn thất điện áp của đường dây N-4:

 Phần trăm sụt áp của đường dây N-4:

N

 Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn N-4:

 Tổn thất công suất phản kháng trên đường dây N-1:

 Công suất ở đầu tổng trở của đường dây N-4:

 Công suất ở đầu đường dây N-4:

• Xét đoạn N-2-1

 Sơ đồ thay thế đoạn N-2-1:

 Công suất ở cuối tổng trở R2-1+jX2-1 của đoạn đường dây 2-1:

 Tổn thất điện áp trên đoạn 2-1 :

 Phần trăm sụt áp của đoạn 2-1:

 Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn 2-1:

 Tổn thất công suất phản kháng trên đoạn đường dây 2-1:

 Công suất ở đầu tổng trở của đoạn 2-1:

 Công suất ở đầu đoạn 2-1:

 Ta có:

SN-2= (P1+P2) +j(Q1 +Q2)= 35+28.23

 Công suất ở cuối tổng trở R2 của đoạn N-2:

 Tổn thất điện áp trên đoạn N-2 :

 Phần trăm sụt áp của đoạn N-2:

 Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn N-2:

 Tổn thất công suất phản kháng trên đoạn đường dây N-2:

 Công suất ở đầu tổng trở của đoạn N- 2:

 Công suất ở đầu đoạn N- 2:

Vậy  Đạt yêu cầu kỷ thuật.

2.3.3.1.2 Lúc vận hành sự cố đứt 01 lộ của lộ kép:

• Xét đoạn N-2-1 lúc sự cố

 Sơ đồ thay thế đoạn N-2-1:

 Công suất ở cuối tổng trở R2-1+jX2-1 của đoạn đường dây 2-1:

 Tổn thất điện áp trên đoạn 2-1 :

 Phần trăm sụt áp của đoạn 2-1:

 Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn 2-1:

 Tổn thất công suất phản kháng trên đoạn đường dây 2-1:

 Công suất ở đầu tổng trở của đoạn 2-1:

 Công suất ở đầu đoạn 2-1: