bài tập lớn lưới điện 1

Điện áp phía cao áp 35kV, phía hạ áp 0,38kV; Phía cao áp được tải điện bẳng dây AC, công suất máy cắt đầu nguồn 125kA; Cosϕ phụ tải = 0,9; Phụ tải ở các nút 3,6,9 có Tmax = 2500h; ở các nút 1, 4, 7, 10 có Tmax = 3000h; ở các nút 2, 5, 8 có Tmax = 3500h.

Cho sơ đồ cung cấp điện hình vẽ đây: MCCB5 MCCB4 35kV l = 5km ACB1 ACB2 ACB5 ACB3 MCCB3 MCCB2 ACB4 MCCB1 N05 N04 N03 N02 N01 với sơ đồ phụ tải nhánh: 50kVA 40kVA N01 40kVA 0,03km 10kVA 0,05km 0,03km 0,04km 30kVA N02 30kVA 0,08km 0,01km 30kVA 0,03km 30kVA 0,05km 20kVA 0,02km 50kVA 10 50kVA 0,07km 0,03km 40kVA 0,03km 10kVA 20kVA 0,05km 0,02km 20kVA 10 0,06km 40kVA 0,02km 10kVA 45kVA 0,04km 25kVA 0,05km 0,03km 25kVA 0,01km 35kVA 40kVA N03 0,01km 0,05km 10kVA N04 50kVA 0,02km 0,02km 0,04km 0,01km 20kVA 50kVA 30kVA 15kVA 0,04km 40kVA 0,035km 30kVA 0,02km 0,02km 0,04km 0,02km 0,01km 5kVA 25kVA 45kVA 50kVA 0,02km 0,02km 0,03km 40kVA 0,04km 70kVA 40kVA 25kVA 0,02km 20kVA 10 100kVA 20kVA 0,03km 0,02km 0,04km 10kVA 10 70kVA 0,04km 20kVA 0,01km 0,03km 20kVA 10 10kVA 0,03km N05 25kVA 0,03km 0,03km 40kVA 30kVA 0,07km 0,05km 30kVA 0,01km 60kVA 100kVA Cho: - Điện áp phía cao áp 35kV, phía hạ áp 0,38kV; - Phía cao áp tải điện bẳng dây AC, công suất máy cắt đầu nguồn 125kA; - Cosϕ phụ tải = 0,9; - Phụ tải nút 3,6,9 có Tmax = 2500h; nút 1, 4, 7, 10 có Tmax = 3000h; nút 2, 5, có Tmax = 3500h Quy ước: - Sinh viên có số thứ tự từ 1-10 bỏ nhánh N01 sơ đồ cấp điện; - Sinh viên có số thứ tự từ 11-20 bỏ nhánh N02 sơ đồ cấp điện; - Sinh viên có số thứ tự từ 21-30 bỏ nhánh N03 sơ đồ cấp điện; - Sinh viên bỏ tiếp phụ tải số [số dư (STT/10)] tất nhánh Riêng sinh viên có STT 10, 20 bỏ phụ tải số 10 nhánh VD: Sinh viên có STT 12: - Bỏ nhánh N02 sơ đồ cấp điện, sơ đồ cấp điện lại gồm nhánh N01, N03, N04, N05; - Sinh viên lại bỏ tiếp phụ tải số (số dư 12:10) nhánh, tải nhánh lúc 1, 3, 4, 5, 6,7, 8, 9, 10 Yêu cầu: - Chọn dây dẫn AC cấp điện phía cao áp MBA; - Chọn Máy biến áp; - Chọn thiết bị đóng cắt ACB1, ACB2, …, ACB4; MCCB1, MCCB2…, MCCB5; - Chọn cáp cấp điện cho phụ tải; - Tính điện áp nút phía hạ áp; - Tính tổn hao cơng suất, tổn hao đ-iện toàn lưới Sinh viên: Nguyễn Mạnh Quang Mã sinh viên: 64356 Số thứ tự: 27 - Bỏ nhánh N03 sơ đồ cấp điện, sơ đồ cấp điện lại gồm nhánh N01, N02, N04, N05 - Bỏ tiếp phụ tải số nhánh, tải nhánh lúc ,2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10 BÀI TẬP LỚN LƯỚI ĐIỆN Chọn máy biến áp: - Điều kiện chọn máy biến áp: Chọn máy biến áp pha 1000kVA: Thông số kỹ thuật:  Tổn hao khơng tải (KW): 1,6  Dòng điện khơng tải (%): 1,3  Điện áp ngắn mạch (%):  Tổn hao ngắn mạch (KW): 11,7 Chọn dây dẫn AC cấp điện cho phía cao áp MBA: Tổn thất công suất tác dụng máy biến áp: Tổn thất công suất phản kháng máy biến áp: Vậy = = = Cơng suất phía cao máy biến áp: Thời gian tổn thất công suất lớn năm đoạn lưới k là: Trong T’maxk thời gian tổn thất công suất lớn phụ tải nút i Pi công suất max nút phụ tải Pk tổng công suất tất nhánh Ck tập phụ tải đoạn lưới k cung cấp công suất Loại dây dẫn Đồng trần A AC Cáp bọc giấy dây bọc cao su: Lõi đồng Lõi nhôm Cáp cao su lõi đồng 2,5 1,3 2,1 1,1 1,8 1,0 3,5 1,6 2,5 1,4 2,0 1,2 3,5 3,1 2,7 Chọn , theo bảng ta được: Tính tiết diện kinh tế: Chọn dây nhơm AC tiết diện có: ,  Tiết diện thỏa mãn điều kiện độ bền học  Dòng điện cố lộ đường dây:  Tính tổn thất điện áp: (tổn thất đạt yêu cầu) Chọn thiết bị ACB, MCCB: 3.1 Điều kiện chọn thiết bị ACB MCCB  Số cực:    3.1.1 Chọn thiết bị ACB1 ACB3: Chọn máy cắt chân khơng ngồi trời Siemens 3AF01 24kV 40.5kV có đặc tính: 3.1.2 Chọn thiết bị ACB2 ACB4: Chọn ACB Máy cắt hạ (Air circuit Breaker) - Tiêu chuẩn IEC60947-2/BS/EN60947-2/VDE JIS C8201-2-1; ACB Kiểu kéo (Drawout type), cực, cấu nạp lò xo tay, Relay bảo vệ kiểu tiêu chuẩn (S relay)  Dòng định mức: 2000A  Số cực: 3P  Dòng ngắt mạch: Icu AC240~500V, 65KA 3.1.3 Chọn thiết bị ACB5: Chọn ACB Máy cắt hạ (Air circuit Breaker) - Tiêu chuẩn IEC60947-2/BS/EN60947-2/VDE JIS C8201-2-1; ACB Kiểu lắp cố định (Fixed type), cực, cấu nạp lò xo tay, Relay bảo vệ kiểu tiêu chuẩn (S relay)  Dòng định mức: 4000A  Số cực: 3P  Dòng ngắt mạch: Icu AC240~500V, 130KA Tính cơng suất tác dụng công suất phản kháng phụ tải nhánh N01, N02, N04 N05: N01 N02 N04 30 10 40 20 25 10 40 45 50 25 10 25 35 10 10 40 15 45 30 30 40 20 100 30 50 20 N05 40 70 20 30 60 100 50 20 70 N01 N02 N04 N05 27 4,5 36 36 18 22,5 63 36 40,5 18 45 22,5 27 22,5 31,5 54 36 13,5 90 40,5 27 27 45 36 18 90 18 27 45 18 63 N01 13,0 17,4 N02 4,36 8,71 4,36 21,7 10,9 10,9 4,36 17,4 6,53 17,4 8,72 4,36 15,2 4,36 19,6 13,0 13,07 13,0 21,7 8,71 13,0 26,1 43,5 21,7 N04 2,18 10,9 N05 17,4 30,5 17,4 19,6 8,71 43,5 8,71 30,5 Chọn cáp cấp điện cho phụ tải: 5.1 Nhánh N01: 5.1.1 Công suất đoạn lưới: 5.2 Chọn dây cáp cho đoạn lưới: 5.2.1 Chọn tiết diện cho đường trục gồm nhánh (1), (2), (3), (4) nối nút 0, 1, 2, 3, 4: Chọn sơ bộ: Chọn dây cáp lõi, ruột đồng, cách điện PVC, 0,6/1KV, tiết diện 185 có: Tính : Tong đó: K thông số dựa theo số sợi S đường kính ngồi d đường kính ruột dẫn  Kiểm tra điều kiện phát nóng bình thường: Tính dòng điện: Tính lại dòng điện cho phép: Nhiệt độ ruột dẫn tối đa vận hành bình thường: , nhiệt độ môi trường chuẩn , nhiệt độ thực tế nên Hệ số hiệu chỉnh theo điều kiện chôn cáp: có sợi cáp nên  Kiểm tra điều kiện ngắn mạch: Thời gian cắt thời gian cắt tương đương Tiết diện chọn lớn tiết diện tối thiểu, đạt yêu cầu  Kiểm tra tổn thất điện áp: Chọn tiết diện cho đường nhánh nối nút 1, 8: Tổn thất thực tế đoạn - 1: Tổn thất điện áp cho phép đoạn – 8: Chọn sơ bộ: Chọn dây cáp lõi, ruột đồng, cách điện PVC, 0,6/1KV, tiết diện có: , Tính : Tiết diện chọn lớn tiết diện tối thiểu, đạt yêu cầu  Kiểm tra tổn thất điện áp: Tính điện áp nút phía hạ áp 9.1 Nhánh N01 Tổn thất điện áp nhánh: Tổn thất điện áp từ nguồn đến nút tải: =10,01 =9,94 Điện áp nút: =380 - =377,31 =380 - =375 =380 - =373,35 =380 -=372,87 =380 - =372,4 9.2 =380 -=371,66 =380 - 10,01=369,99 =380 - 9,94=370,06 =380 - =362,31 Nhánh N02 Tổn thất điện áp nhánh: Tổn thất điện áp từ nguồn đến nút tải: =9,19 =14,9 Điện áp nút =380 - =379,14 =380 - =377,48 =380 - =376,14 =380 -=374,43 =380 - =373,57 9.3 =380 -=373,42 =380 - 9,19=370,81 =380 - 14,9=365,1 =380 - =366,25 NHÁNH N04 Tổn thất điện áp nhánh: Tổn thất điện áp từ nguồn đến nút tải: = 6,68 = 9,9 Điện áp nút =380 - =379,21 =380 - =377,39 =380 - =374,12 =380 -=373,05 =380 - =372,59 9.4 =380 -=368,96 =380 - 6,68=373,32 =380 - 9,9=370,01 =380 - =372,06 NHÁNH N05 Tổn thất điện áp nhánh: Dây thứ nhất: Tổn thất điện áp thực tế đoạn – 1: Tổn thất điện áp thực tế đoạn – 2: Tổn thất điện áp thực tế đoạn 2- 3: Tổn thất điện áp thực tế đoạn – 4: Tổn thất điện áp thực tế đoạn – 5: Tổn thất điện áp thực tế đoạn – 6: Dây thứ hai: Tổn thất điện áp thực tế đoạn – 8: Tổn thất điện áp thực tế đoạn – 9: Tổn thất điện áp thực tế đoạn – 10: Tổn thất điện áp từ nguồn đến nút tải: = 5,31 = 3,65 Điện áp nút =380 - =379,46 =380 -=376,89 =380 - =378,74 =380 - =378,03 =380 -=377,55 =380 - =377,32 10 Tính tổn hao cơng suất 10.1 Nhánh N01 Tổn thất công suất: ) = 1,61kW ) = 1,22kVAr ) = 0,89kW ) = 0,67kVAr ) = 0,30kW ) = 0,23kVAr ) = 0,1kW ) = 0,078kVAr ) = 0,89kW ) = 0,14 kVAr ) = 0,29kW ) = 0,46 kVAr ) = 0,45kW ) = 0,72 kVAr ) = 0,17kW =380 - 5,31=374,69 =380 – 3,65=376,35 =380 - =372,61 .) = 0,027 kVAr ) = 1,34kW ) = 0,043 kVAr Tổng tổn thất công suất nhánh N01 6,04 kW 3,588 kVAr 10.2 Nhánh N02 Tổn thất công suất N02 0.5 0.93 0.6 0.46 0.11 N02 0.38 0.7 0.45 0.35 0,089 0,008 Nhán h P(kW Q(kvA ) r) 243 117,65 234 113,29 189 91,51 135 65,36 67,5 36 32,68 17,43 r0 x0 0,099 0,07 0,099 0,07 0,099 0,07 0,099 0,07 0,099 0,07 0,099 0,07 0.01 0.57 0.64 1.39 0,019 0,014 0.1.6 l(km ) 0,01 144,4 0,02 144,4 0,02 144,4 0,03 144,4 0,03 0,01 144,4 144,4 0,50023 0,92773 0,60523 0,46318 0,11579 0,01097 0,37858 0,70211 0,45805 0,35054 0,08763 0,00830 27 13,07 3,08 18 8,72 4,61 10 45 21,78 1,15 0,09 0,10 0,08 0,03 0,05 0,07 9 0,57578 0,01850 144,4 0,63856 0,01412 144,4 1,39334 0,10662 144,4 Tổng tổn thất công suất nhánh N02 5,23 kW 2,12 kVAr 10.3 Nhánh N04 Tổn thất công suất N04 0,58 1,58 0,336 0,031 0,46 0,065 0,80 0,029 N04 0,355 0,606 0,97 0,206 0,019 0,006 0,010 0,174 0,004 Nhán h 0,98 P(kW Q(kvAr l(km ) ) r0 x0 ) 0,12 0,07 234 113,29 0,01 0,12 0,07 216 104,58 0,02 0,12 0,07 193,5 93,68 0,04 126 61 0,12 0,07 0,02 0,58041 144,4 0,35574 0,98913 0,60624 144,4 0,97301 144,4 1,58755 144,4 0,33656 0,20628 27 13,07 13,5 6,54 27 13,07 90 43,57 10 18 8,71 0,12 7,41 0,52 0,38 0,52 0,07 0,10 0,08 0,08 0,08 0,04 144,4 0,04 144,4 0,02 144,4 0,03 144,4 0,02 144,4 0,03090 0,46188 0,06530 0,80388 0,02902 0,01894 0,00648 0,01046 0,17448 0,00465 Tổng tổn thất công suất nhánh N04 4,884673 kW 2,356314 kVAr 10.4 Nhánh N05 Tổn thất công suất N05 0.2 0.11 0.01 0.45 N05 0.399 0.489 0.399 0.222 0.215 0.016 0.073 0.047 0.114 Nhán h 0.25 0.2 0.11 Q(kvAr ) r0 x0 l(km) 0,012 0,024 280 200,42 0,02 0,012 0,024 252 182,99 0,03 189 153,49 0,012 0,024 0,04 0.29 0.71 P(kW ) 144,4 144,4 144,4 0,3990 0,20 0,4896 0,25 0,20 0,3990 171 121,99 144 69,71 90 45 43,57 21,78 0,012 0,012 0,012 0,524 10 81 63 39,21 30,5 0,524 0,524 0,024 0,024 0,024 0,084 0,084 0,084 0,03 144,4 0,11 0,05 144,4 0,11 0,01 0,05 144,4 144,4 0,01 0,45 0,01 0,04 144,4 144,4 0,29 0,71 Tổng tổn thất công suất nhánh N05 2.23 kW 1.97649 kVAr 10.5 Tổn thất cơng suất dây dẫn phía cao áp Tổn thất công suất tác dụng dây Pk2  Qk2 Pk  Rk 1000U dd2 = 1,6 = 11,82 (KW) Tổn thất công suất phản kháng dây: = = = 0,99 (KVAr) 10.6 Tổn thất công suất máy biến áp Tổn thất công suất tác dụng máy biến áp: Tổn thất công suất phản kháng máy biến áp: Vậy = = = Tổn hao cơng suất tồn lưới = 42,43 (kW) 0,2227 0,2153 0,0168 0,0727 0,0471 0,114 = 85,41 (kVAr) 11.Tổn hao điện toàn lưới - Tổn thất điện máy biến áp Tổn thất điện máy biến áp gồm hai phần tổn thất điện không tải hay lõi thép tổn thất điện cuộn dây hay đồng Do có hai máy biến áp làm việc song song nên tổn thất điện hai máy tính sau: AB  2ABkt  ABcu /  2* P0 * Tb  Pmax /  2* P0 * Tb  PN Tb S max  2 Sdm thời gian vận hành năm MBA �8500  8760h Smax phụ tải cực đại năm MBA 4  thời gian tổn thất công suất lớn   (0.124  Tmax 10 ) *8760( gio) Tmax thời gian sử dụng công suất lớn (=h)  = 2.1,6.8760 + = 44891,08 kWh - Tổn thất điện dây dẫn phía cao áp MBA: 4  thời gian tổn thất công suất lớn   (0.124  Tmax 10 ) *8760( gio) Tmax thời gian sử dụng công suất lớn (=h)   - Tổn thất điện phía hạ áp: Thời gian tổn thất công suất lớn đoạn lưới k là: Ta có : nút 3,6, có = 2500h 1,4,10 có = 3000h 2,5,8 có = 3500h Thời gian sử dụng công suất lớn nhất: N01 N02 N04 N05 3089,2 3396.4 3314.8 2986,1 3000 3296.3 3263,8 3384,7 3291,6 3155,5 3086,4 2500 7 3250,5 2976,1 3518,5 3224,4 2500 3000 9 3402,7 3214,2 3194,4 3409,1 3500 2500 3500 2500 3000 3500 2500 3000 3500 2500 3000 3500 3209,8 3000 Thời gian tổn thất công suất lớn nhất: N01 N02 N04 N05 1641,8 1776,9 1745,9 1902,9 1883,7 1873,6 1766,6 1893,3 1817,3 1574,8 1802,6 3 1798,9 1692,5 1639,6 1225,3 1557,2 1983,5 1738,0 1722,6 1968,1 1564,5 1225,3 1574,8 1225,3 1968,1 1968,1 1968,1 1574,8 1225,3 1574,8 1225,3 1574,8 1225,3 1574,8 1574,8 1734,6 Tổn thất điện năng: N01 2643,37 1676,52 545 157,48 1604,3 704 N02 888,48 1742,47 1079,3 778,55 180,36 12,25 570,76 208,30 1121,8 784,19 2109,1 2189,0 N04 N05 1012,64 1731,29 2460,37 37,9846 724,421 127,930 666,456 98,0248 45,67 473,347 189,494 216,497 708,673 1118,12 380,584 347,608 12,2531 503,034 12 Tổng tổn thất điện năng: = 44891,08+ 10218,93 +8776,562 + 6904,806 +3949,622 = 93561,54 Bảng tra thông số ... 6,53 17 ,4 8,72 4,36 15 ,2 4,36 19 ,6 13 ,0 13 ,07 13 ,0 21, 7 8, 71 13,0 26 ,1 43,5 21, 7 N04 2 ,18 10 ,9 N05 17 ,4 30,5 17 ,4 19 ,6 8, 71 43,5 8, 71 30,5 Chọn cáp cấp điện cho phụ tải: 5 .1 Nhánh N 01: 5 .1. 1 Công... 0,46 318 0 ,11 579 0, 010 97 0,37858 0,70 211 0,45805 0,35054 0,08763 0,00830 27 13 ,07 3,08 18 8,72 4, 61 10 45 21, 78 1, 15 0,09 0 ,10 0,08 0,03 0,05 0,07 9 0,57578 0, 018 50 14 4,4 0,63856 0, 014 12 14 4,4 1, 39334... 10 0 50 20 70 N 01 N02 N04 N05 27 4,5 36 36 18 22,5 63 36 40,5 18 45 22,5 27 22,5 31, 5 54 36 13 ,5 90 40,5 27 27 45 36 18 90 18 27 45 18 63 N 01 13,0 17 ,4 N02 4,36 8, 71 4,36 21, 7 10 ,9 10 ,9 4,36 17 ,4