Đồ án tốt nghiệp doan le cuong ban hoan chinh11

Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… GVHD:TS.Trần Thanh Sơn SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện) ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… GVHD:TS.Trần Thanh Sơn SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” LỜI CẢM ƠN Điện dạng lượng sử dụng rộng rãi tất lĩnh vực hoạt động kinh tế đời sống người Nhu cầu sử dụng điện ngày cao, cần xây dựng thêm hệ thống điện nhằm đảm bảo cung cấp điện cho hộ tiêu thụ Hệ thống điện bao gồm nhà máy điện, mạng điện hộ tiêu thụ điện liên kết với thành hệ thống để thực trình sản xuất, truyền tải, phân phối tiêu thụ điện Mạng điện tập hợp gồm có trạm biến áp, trạm đóng cắt, đường dây không đường dây cáp Mạng điện dùng để truyền tải phân phối điện từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ Xuất phát từ yêu cầu thực tế, em nhà trường khoa giao cho thực đề tài tốt nghiệp “Thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động” Bản đồ án bao gồm hai phần: Phần thứ có nhiệm vụ thiết kế lưới điện khu vực Phần thứ hai khảo sát ổn định động lưới điện Đồ án tốt nghiệp giúp sinh viên áp dụng kiến thức học, hội giúp sinh viên hiểu thực tế, đồng thời có khái niệm cơng việc quy hoạch thiết kế mạng lưới điện bước tập dượt để có kinh nghiệm cho công việc sau nhằm đáp ứng đắn kinh tế kỹ thuật công việc thiết kế xây dựng mạng lưới điện, mang lại hiệu cao kinh tế phát triển nước ta nói chung ngành điện nói riêng Việc thiết kế mạng lưới điện phải đạt yêu cầu kỹ thuật đồng thời giảm tối đa vốn đầu tư phạm vi cho phép Trong thời gian làm đồ án vừa qua, với cố gắng nỗ lực thân, với giúp đỡ bảo tận tình thầy giáo TS Trần Thanh Sơn thầy khoa hệ thống điện, em hồn thành đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên kiến thức hạn chế nên đồ án nhiều khiếm khuyết Em mong nhận nhận xét góp ý thầy để thiết kế em thêm hoàn thiện giúp em rút kinh nghiệm cho thân Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Sinh viên GVHD:TS.Trần Thanh Sơn SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” MỤC LỤC CHƯƠNG I PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA NGUỒN 1.1 Nguồn điện 1.2 Phụ tải 1.3 Cân công suất tác dụng 1.4 Cân công suất phản kháng 1.5 Xác định sơ chế độ làm việc nguồn 1.5.1 Chế độ phụ tải cực đại 1.5.2 Chế độ phụ tải cực đại 1.5.3 Chế độ phụ tải cực tiểu 1.5.4 Chế độ cố CHƯƠNG II ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ CHỌN ĐIỆN ÁP TRUYỀN TẢI 2.1 Đề xuất phương án nối dây 2.2 Lưạ chọn điện áp truyền tải 12 2.2.1 Phân bố công suất 12 2.2.2 Tính tốn điện áp truyền tải cho đường dây 13 CHƯƠNG III 19 TÍNH TỐN CHỈ TIÊU KỸ THUẬT 19 3.1 Phương pháp chọn tiết diện dây dẫn 19 3.2 Tính tổn thất điện áp 20 3.2.1 Đường dây HT-9-NĐ 21 3.2.2 Nhóm (NĐ-4) 25 3.2.3 Nhóm (NĐ-1-2-3) 28 CHƯƠNG IV 42 TÍNH CHỈ TIÊU KINH TẾ VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 42 4.1 Phương pháp tính tiêu kinh tế 42 4.2 Tính kinh tế cho phương án đề xuất 44 CHƯƠNG V 47 LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ CÁC TRẠM CHO PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN 47 5.1 Chọn số lượng công suất máy biến áp 47 GVHD:TS.Trần Thanh Sơn SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” 5.1.1 Chọn số lượng công suất MBA trạm tăng áp nhà máy điện 47 5.1.2 Chọn số lượng công suất máy biến áp trạm hạ áp 48 5.2 Chọn sơ đồ nối dây cho trạm 49 5.2.1 Sơ đồ trạm tăng áp nhà máy nhiệt điện 50 5.2.2 Sơ đồ nối điện cho trạm trung gian 50 5.2.3 Sơ đồ nối dây trạm biến áp giảm áp 51 CHƯƠNG VI 54 TÍNH TỐN CHÍNH XÁC CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG CÁC CHẾ ĐỘ CỦA PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN 54 6.1 Chế độ phụ tải cực đại 54 6.1.1 Đoạn đường dây NĐ-4 54 6.1.2 Các đường dây NĐ-1, NĐ-2, NĐ-3, HT-8, HT-7, HT-5, HT-6 56 6.1.3 Đường dây liên lạc HT-9-NĐ 57 6.1.4 Cân xác cơng suất hệ thống 61 6.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 61 6.2.1 Đường dây liên lạc HT-9-NĐ 62 6.3 Chế độ sau cố 65 6.3.1 Sự cố ngừng mạch đường dây từ nguồn đến phụ tải 65 6.3.2 Sự cố ngừng mạch đường dây nhà máy hệ thống 67 6.3.3 Sự cố ngừng tổ máy phát 72 CHƯƠNG VII 76 TÍNH TỐN ĐIỆN ÁP TẠI CÁC NÚT PHỤ TẢI VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 76 7.1 Tính điện áp nút lưới điện chế độ phụ tải cực đại, chế độ cực tiểu sau cố 76 7.1.1 Chế độ phụ tải cực đại (Ucs = 121 kV) 76 7.1.2 Chế độ phụ tải tiểu (Ucs = 115 kV) 77 7.1.3 Chế độ sau cố 80 7.2 Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp cho trạm 81 7.2.1 Phương pháp chung chọn đầu phân áp 83 CHƯƠNG VIII 90 TÍNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ -KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 90 8.1 Vốn đầu tư xây dựng mạng điện 90 8.2 Tổn thất công suất tác dụng mạng điện 91 8.3 Tổn thất điện mạng điện 91 8.4 Tính chi phí giá thành 92 GVHD:TS.Trần Thanh Sơn SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” 8.4.1 Chi phí vận hành hàng năm 92 8.4.2 Chi phí tính tốn hàng năm 92 8.4.3 Giá thành truyền tải điện 92 CHƯƠNG :TÌM HIỂU VỀ ỔN ĐỊNH 94 9.1: Định nghĩa ổn định hệ thống điện 94 9.2 Phương trình chuyển động tương đối 95 CHƯƠNG 10: TÍNH CHẾ ĐỘ XÁC LẬP BAN ĐẦU 97 10.1 Thông số phần tử 97 10.2 Quy đổi thông số đơn vị tương đối 98 10.2.1 Quy đổi máy phát điện MBA tăng áp đơn vị tương đối 98 10.2.2 Quy đổi thông số MBA giảm áp đơn vị tương đối 99 10.2.3 Quy đổi thông số đường dây đơn vị tương đối 100 10.2.4 Quy đổi phụ tải thành tổng trở cố định đơn vị tương đối 100 CHƯƠNG 11: KHẢO SÁT TÍNH ỔN ĐỊNH ĐỘNG KHI NGẮN MẠCH PHA PHÍA NHÀ MÁY 105 11.1 Đặc tính cơng suất ngắn mạch 105 11.2 Đặc tính cơng suất sau ngắn mạch 108 11.3 Tính góc cắt thời gian cắt 110 11.3.1 Tính góc cắt 110 CHƯƠNG 12: KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH KHI NGẮN MẠCH PHA PHÍA HỆ THỐNG 114 12.1 Đặc tính cơng suất ngắn mạch 114 12.2 Đặc tính cơng suất sau ngắn mạch 117 12.3 Tính góc cắt thời gian cắt 120 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 125 GVHD:TS.Trần Thanh Sơn SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” DANH MỤC BẢNG Bảng1-1: Bảng tính tốn phụ tải chế độ cực đại cực tiểu Bảng 1-2: Bảng tổng kết chế độ làm việc nguồn Bảng 2- 1: Bảng tính tốn điện áp truyền tải cho đường dây HT-9-NĐ 13 Bảng 2- 2: Bảng tính tốn điện áp truyền tải cho nhóm 14 Bảng 2- 3: Bảng tính tốn điện áp truyền tải cho phương án 2a 15 Bảng 2- 4: Bảng tính tốn điện áp truyền tải cho phương án 2b 15 Bảng 2- 5: Bảng tính tốn điện áp truyền tải cho phương án 2c 16 Bảng 2- 6: Bảng tính tốn điện áp truyền tải cho phương án 3a 17 Bảng 2- 7: Bảng tính tốn điện áp truyền tải cho phương án 3b 18 Bảng 2-8: Bảng tính tốn điện áp truyền tải cho phương án 3c 18 Bảng 3.1 : Kết chọn dây dẫn đường dây HT-9-ND 24 Bảng 3-2: Bảng thông số đường dây HT-9-NĐ 24 Bảng 3- 3: Kết chọn dây dẫn phương án 27 Bảng 3- 4: Thông số đường dây phương án 27 Bảng 3- 5: Kết tính tổn thất điện áp phương án 27 Bảng 3-6: Kết chọn dây dẫn phương án 2a 28 Bảng 3-7: Bảng thông số đường dây phương án 2a 28 Bảng 3-8 : Kết tính tổn thất điện áp phương án 2a 29 Bảng 3-9: Kết chọn dây dẫn phương án 2b 29 Bảng 3-10: Bảng thông số đường dây phương án 2b 30 Bảng 3-11: Kết tính tổn thất điện áp phương án 2b 30 Bảng 3-12: Kết chọn dây dẫn phương án 2c 35 Bảng 3-13: Bảng thông số đường dây phương án 2c 35 Bảng 3-14 : Kết tính tổn thất điện áp phương án 2c 36 Bảng 3-15: Kết chọn dây dẫn phương án 3a 36 Bảng 3-16: Bảng thông số đường dây phương án 3a 37 Bảng 3- 17: Kết tính tổn thất điện áp phương án 3a 37 Bảng 3-18: Kết chọn dây dẫn phương án 3b 38 Bảng 3-19: Bảng thông số đường dây phương án 3b 38 Bảng 3- 20: Kết tính tổn thất điện áp phương án 3b 38 Bảng 3-21: Kết chọn dây dẫn phương án 3c 39 Bảng 3-22 : Bảng thông số đường dây phương án 3c 39 Bảng 3-23 : Kết tính tổn thất điện áp phương án 3c 40 GVHD:TS.Trần Thanh Sơn SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” Bảng 3-24: Kết chọn dây dẫn phương án 40 Bảng 3-25: Bảng thông số đường dây phương án 40 Bảng 3-26: Kết tính tổn thất điện áp phương án 41 Bảng 4.1 : Bảng giá thành km đường dây không mạch 110 kV 43 Bang 4.2 : Bảng tổng kết tiêu kinh tế kĩ thuật nhóm 46 Bảng 5- 1: Các thông số máy biến áp trạm tăng áp 48 Bảng 5- 2: Bảng chọn máy biến áp hạ áp cho trạm 49 Bảng 5-3: Các thông số máy biến áp hạ áp 49 Bảng 5- 4: Số liệu khoảng cách, công suất giới hạn loại sơ đồ 52 Bảng 6- 1: Dòng cơng suất tổn thất máy biến áp chế độ cực đại 56 Bảng 6- 2: Dòng cơng suất tổn thất đường dây chế độ cực đại 57 Bảng 6- 3: Dòng cơng suất tổn thất máy biến áp chế độ cực tiểu 61 Bảng 6-4: Dòng cơng suất tổn thất đường dây 62 Bảng 6-5: Dòng cơng suất tổn thất đường dây chế độ sau cố 67 Bảng 7-1: Giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp chế độ max 77 Bảng 7-2: Giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp chế độ 80 Bảng 7-3: Giá trị điện áp góp hạ áp quy cao áp chế độ cố 81 Bảng 7-4: Thông số điều chỉnh MBA không điều chỉnh tải 82 Bảng 7-5: Thông số điều chỉnh MBA điều chỉnh tải 83 Bảng 7-6: Điện áp góp hạ áp quy đổi phía cao áp 85 Bảng 7-7: Tính tốn chọn điện áp điều chỉnh chế độ cực đại 88 Bảng 7-8: Tính tốn chọn điện áp điều chỉnh chế độ cực tiểu 88 Bảng 7-9: Tính tốn chọn điện áp điều chỉnh chế độ sau cố 89 Bảng 8-1: Giá thành trạm biến áp truyền tải có máy biến áp điện áp 110/22kV 90 Bảng 8-2 Các tiêu kinh tế - kỹ thuật lưới điện thiết kế 93 Bảng 10-1: Thông số máy phát điện 97 Bảng 10-2: Thông số lộ đường dây 97 Bảng 10-3: Thông số phụ tải 98 Bảng 10-4: Thông số quy đổi MBA giảm áp 99 Bảng 10-5 : thông số quy đổi đường dây 100 Bảng 11-1: Tính tốn bước lặp 111 Bảng 11-2: Kết phương pháp phân đoạn liên tiếp 113 Bảng 12-1: Tính tốn bước lặp 122 Bảng 12-2: Kết phương pháp phân đoạn liên tiếp 123 GVHD:TS.Trần Thanh Sơn SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Bản đồ vị trí nguồn điện phụ tải điện tỉ lệ 1:10 (km) Hình 2-1: Sơ đồ nối dây phương án nhóm Hình 2-2: Sơ đồ nối dây phương án nhóm 10 Hình 2-3: Sơ đồ nối dây phương án nhóm 11 Hình 2-4: Sơ đồ nối dây phương án nhóm 11 Hình 4.1 : Sơ đồ phương án tối ưu 46 Hình 5-1: Sơ đồ trạm tăng áp 50 Hình 5-2: Sơ đồ trạm trung gian 51 Hình 5-1: Sơ đồ cầu 52 Hình 5-2: Sơ đồ cầu ngồi 53 Hình 10-1: Sơ đồ thay điện kháng nhà máy điện 99 Hình 10-2: Sơ đồ thay tính chế độ ban đầu 102 Hình 11-1: Sơ đồ ngắn mạch pha phía nhà máy 105 Hình 11.2 Sơ đồ thay ngắn mạch phía nhà máy 105 Hình 11.3 Sơ đồ thay ngắn mạch phía nhà máy 106 Hình 11.4 Sơ đồ thay ngắn mạch phía nhà máy 107 Hình 11.5 Sơ đồ thay ngắn mạch phía nhà máy 107 Hình 11.6 Sơ đồ thay sau ngắn mạch phía nhà máy 108 Hình 11.7 Sơ đồ thay sau ngắn mạch phía nhà máy 109 Hình 11.8: Cân diện tích gia tốc hãm tốc 112 Hình 11.9: Sơ đồ hiển thị góc cắt theo thời gian 113 Hình 12-1: Sơ đồ ngắn mạch pha phía hệ thống 114 Hình 12-2: Sơ đồ thay ngắn mạch phía hệ thống 114 Hình 12-3: Sơ đồ thay ngắn mạch phía hệ thống 115 Hình 12-4: Sơ đồ thay ngắn mạch phía hệ thống 116 Hình 12-5: Sơ đồ thay ngắn mạch phía hệ thống 117 Hình 12-6: Sơ đồ thay sau ngắn mạch phía hệ thống 118 Hình 12-7: Sơ đồ thay sau ngắn mạch phía hệ thống 120 Hình 12-8: Cân diện tích gia tốc hãm tốc 122 Hình 12-9: Sơ đồ hiển thị góc cắt theo thời gian 124 GVHD:TS.Trần Thanh Sơn SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” PHẦN I: THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC GVHD:TS.Trần Thanh Sơn SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” 111 P0 (d gh - d0 ) - [2,107(d gh - dc ) + 3,36(-cos(d gh -18, 238 ) + cos(dc -18, 238)] = o →1,722(3,855-0,184)–[2,107(3,855-dc)+3,36(-cos(220,882-18,238)+cos(dc18,238)]=0 →-4,902+2,107dc-3,36cos(dc-18,238)= Ta có: F(d c )=2,107d c -3,36cos(d c -18,238)-4,902 F’(d c )=2,107+3,36sin(d c -18,238) (0-2) (0-3) Đây phương trình phi tuyến giải phương trình phương pháp NewtonRaphson với công thức lặp: (0-4) F’( d ck )( d ck +1 - d ck ) + F( d ck ) = Bước 0: chọn d c(0) =1,722 rad ε=0,001 ta thay vào phương trình (11-2) (113) ta được: F(98,663)=2,107.1,722-3,36cos(98,663-18,238)-4,902= -1,833 F’(98,663)=2,107+3,36sin(98,663-18,238)=5,42 Thay F(98,663) F’(98,663) vào phương trình (11-4) ta được: d c(1) =2,06 rad |∆ d c(1) |= | d (1) - d (0) | = 2,06- 1,722 =0,338>ε Bước1: d c(1) =2,06rad=118,0290ta thay vào phương trình (11-2) và(11-3) ta được: F(118,0290)=2,107.2,06-3,36cos(118,029-18,238)-4,902 = 0,01 F’(118,0290)=2,107+3,36sin(118,029-18,238)= 5,418 Thay F(118,0290) F’(118,0290) vào phương trình (11-4) ta được: d c(2) =2,058 rad |∆ d c(1) |= | d (2) - d (1) | =|2,058- 2,06| =0,002>ε Tính tương tự cho bước lặp ta có bảng: Bảng 0-1: Tính tốn bước lặp d ck F( d ck ) F’( d ck ) d ck +1 | d ck +1 - d ck | 1,722 -1,833 5,42 2,06 0,338 2,06 0,01 5,418 2,058 0,002 2,058 -0,001 5,419 2,058 0,000 GVHD:TS.Trần Thanh Sơn SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” 112 Hình 0.8: Cân diện tích gia tốc hãm tốc Vậy d c = 117,9150 Tính thời gian cắt Để xác định thời gian cắt ta dùng phương pháp phân đoạn liên tiếp Lấy Dt = 0,05 sec k= Ø 360 f 360.50 Dt = 0,052 = 4,969 Tj 9, 056 Phân đoạn 1: (t = ¸ 0,05 sec) DP( ) = P0 - PmII sin d Dd (1) = = 1,722 k DP0 4, 969.1, 722 = = 4, 278 2 d (1) = d + Dd (1) = 10,554 + 4,278 = 14,832 Ø Phân đoạn 2: (t= 0,05 ¸ 0,1 sec) DP(1) = P0 = 1,722 Dd = Dd1 + k DP(1) = 4, 278 + 4,969.1, 722 = 12,835 d = d + Dd = 14,832 + 12,835= 27,667 Ø Phân đoạn 3: (t= 0,1 ¸ 0,15 sec) DP( ) = P0 = 1,722 Dd = Dd + k DP(2) = 12,835 + 4,317.1, 722 = 21,392 d = d + Dd = 27,667 + 21,392=49,059 GVHD:TS.Trần Thanh Sơn SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” Ø 113 Phân đoạn 4: (t= 0,15 ¸ 0,2 sec) DP(3) = P0 = 1,722 Dd = Dd + k DP(3) = 21,392 + 4,969.1, 722 = 29,949 d = d + Dd = 49,059+ 29,949=79,008 Bảng kết quả: Bảng 0-2: Kết phương pháp phân đoạn liên tiếp Phân đoạn t [sec] 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 dn [0] 10,554 14,832 27,667 49,059 79,008 117,514 164,576 Hình 11.9: Sơ đồ hiển thị góc cắt theo thời gian Từ đồ thị d = f(t) hình , ta tính tcắt =0,25 Có thể tính trực tiếp cơng thức: tcat = 2T j (d cat -d ) 18000.P0 GVHD:TS.Trần Thanh Sơn = 2.9, 056.(117,915 - 10,554) = 0, 25 18000.1, 722 SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” 114 CHƯƠNG 12: KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH KHI NGẮN MẠCH PHA PHÍA HỆ THỐNG 12.1 Đặc tính cơng suất ngắn mạch Hình 0-1: Sơ đồ ngắn mạch pha phía hệ thống Ta có đặc tính cơng suất ngắn mạch : PII = E '2 E.U sin α11 + sin(δ12 - α12 ) Z11 Z12 Với PII đường đặc tính cơng suất nhà máy ngắn mạch N(3) E’I =1,234 tính Z11 , Z22 , Z12 tổng trở riêng tương hỗ nhà máy ngắn mạch xác định sau: Ta có sơ đồ thay ngắn mạch HT: Hình 0-2: Sơ đồ thay ngắn mạch phía hệ thống Do ngắn mạch pha nên tổng trở ngắn mạch X∆ = 0, tổng trở đẳng trị ZHT tổng trở song song Z11 jXD: ZHT = Biến đổi Y(ZI-1, ZHT-1, Z1) thành D(ZI-HT, ZI-0, ZHT-0) GVHD:TS.Trần Thanh Sơn SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” 115 Hình 0-3: Sơ đồ thay ngắn mạch phía hệ thống Z I - HT = Z I -9 + Z HT -9 + Z I -9 Z HT -9 Z9 = 0, 031 + j 0, 069 + 0, 078 + j 0, 075 + (0, 031 + j 0, 069).(0, 078 + j 0, 075) 2,383 + j1,334 = 0,109+ j0,147 Z I - = Z I -9 + Z + Z I -9 Z9 Z HT -9 = 0,031 + j 0, 069 + 2,383 + j1,334 + (0, 031 + j 0, 069).(2,383 + j1,334) 0, 078 + j 0,075 = 3,611+ j2,89 Z HT -0 = Z HT -9 + Z9 + Z HT -9 Z9 Z I -9 = 0, 078 + j 0, 075 + 2,383 + j1,334 + (0, 078 + j 0,075).(2,383 + j1,334) 0, 031 + j 0, 069 = 6,336 + j1,906 Z'HT -0 = Z HT / / Z HT = Z'I -0 = Z I / / Z11 = Z HT Z HT =0 Z HT + Z HT Z I Z11 (3, 611 + j 2,89).(0,59 + j 0,35) = Z I + Z11 3, 611 + j 2,89 + 0,59 + j 0,35 = 0,509 + j0,314 GVHD:TS.Trần Thanh Sơn SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” 116 Hình 0-4: Sơ đồ thay ngắn mạch phía hệ thống Biến đổi Y(XF, ZI-HT, Z’I-0 thành ∆ (ZE’-HT, ZE’-0, Z’’HT-0) Z E '- HT = jX F + Z HT - I + jX F ZHT - I Z'I -0 = j 0,129 + 0,109 + j 0,147 + j 0,129.(0,109 + j 0,147) 0,509 + j 0,314 = 0,094+j0,313 jX F Z'I Z HT - I Z E '- = jX F + Z 'I + = j 0,129 + 0,509 + j 0,314 + j 0,129.(0,509 + j 0,314) 0,109 + j 0,147 = 0,665+j0,835 Z''HT -0 = Z HT - I + Z 'I - + Z HT - I Z'I - jX F = 0,109 + j 0,147 + 0,509 + j 0,314 + (0,109 + j 0,147).(0,509 + j 0,314) j 0,129 =1,463+j0,389 Z HT -0 = Z ''HT -0 / / Z'HT -0 = GVHD:TS.Trần Thanh Sơn Z''HT -0 Z'HT -0 =0 Z''HT -0 + Z 'HT -0 SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” 117 Hình 0-5: Sơ đồ thay ngắn mạch phía hệ thống Z11 = Z E '- / / ZE '- HT = = Z E '-0 ZE '- HT Z E '- HT + Z E '-0 (0, 094 + j 0,313).(0, 665 + j 0,835) = 0, 094 + j 0, 235 =0,253Ð68,2210 (0, 094 + j 0,313) + (0, 665 + j 0,835) Z 22 = Z E '- HT / / Z HT -0 = Z E '- HT Z HT - =0 Z E '- HT + Z HT - Z12 = Z E '- HT = 0,094+j0,313 = 0,327Ð73,2840 Đặc tính công suất ngắn mạch: E '.U ht E '2 sin α11 + PII = sin(δ12 - α12 ) Z11 Z12 1, 234.U ht 1, 2342 sin(21, 7790 ) + 0,327 sin(δ -16,716 ) = 0, 253 12 = 2,233 + 4,151.Uht.sin(δ12-16,7160) Khi ngắn mạch góp HT U=0 nên PII = 2,233 Trong a11 = 900 - j11 = 21,779o; a12` = 900 - j12=16,7160 12.2 Đặc tính cơng suất sau ngắn mạch Sau đường dây bị ngắn mạch cắt ra, đoạn đường dây HT-9 lộ Lúc đó: ZHT-9 = 0,156 + j0,15 Ta có đặc tính cơng suất sau cắt ngắn mạch: PIII = E '.U ht E '2 sin α11 + sin(δ - α12 ) Z11 Z12 Biến đổi Y(ZI-9, ZHT-9, Z9) thành D(ZI-HT, ZI-0, ZHT-0) GVHD:TS.Trần Thanh Sơn SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” 118 Hình 0-6: Sơ đồ thay sau ngắn mạch phía hệ thống Z I - HT = Z I -9 + Z HT -9 + Z I -9 Z HT -9 Z9 (0, 031 + j 0, 069).(0,156 + j 0,15) 2,383 + j1,334 = 0, 031 + j 0, 069 + 0,156 + j 0,15 + = 0,257+j0,156 Z I -0 = Z I -9 + Z + Z I -9 Z9 Z HT -19 = 0,031 + j 0, 069 + 2,383 + j1,334 + (0, 031 + j 0, 069).(2,383 + j1,334) 0,156 + j 0,15 = 3,013+j2,147 Z HT -0 = Z HT -9 + Z9 + Z HT -9 Z9 Z I -9 = 0,156 + j 0,15 + 2,383 + j1,334 + (0,156 + j 0,15).(2,383 + j1,334) 0, 031 + j 0,069 = 10,289+j2,478 Z'HT - = Z HT / / Z12 = Z HT Z12 (10,289 + j2,478).(0, 694 + j 0, 406) = 10,289 + j2,478 + 0, 694 + j 0, 406 Z HT + Z12 = 0,654+j0,365 Z'I -0 = Z I -0 / / Z11 = Z I -0 Z11 (3,013 + j2,147).(0,59 + j 0,35) = Z I -0 + Z11 3,013 + j2,147 + 0,59 + j 0,35 =0,508+j0,301 GVHD:TS.Trần Thanh Sơn SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” 119 Biến đổi Y(XF, ZI-HT, Z’I0 thành ∆ (ZE’-HT, ZE’-0, Z’’HT-0) Z E '- HT = jX F + Z HT - I + jX F ZHT - I Z'I = j 0,129 + 0, 257 + j 0,156 + j 0,129.(0, 257 + j 0,156) 0,508 + j 0,301 = 0,256+j0,351 Z E '- = jX F + Z 'I + jX F Z'I Z HT - I = j 0,129 + 0,508 + j 0,301 + j 0,129.(0,508 + j 0,301) 0, 257 + j 0,156 = 0,511+j0,683 Z''HT -0 = Z HT - I + Z 'I - + Z HT - I Z'I - jX F = 0, 257 + j 0,156 + (0,508 + j 0,301) + (0, 257 + j 0,156).(0,508 + j 0,301) j 0,129 =1,979-j0,191 Z HT -0 = Z ''HT -0 / / Z 'HT -0 = GVHD:TS.Trần Thanh Sơn Z ''HT -0 Z'HT -0 =0 Z ''HT -0 + Z 'HT -0 SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” 120 Hình 0-7: Sơ đồ thay sau ngắn mạch phía hệ thống Z11 = Z E '-0 / / Z E '- HT = = Z E '-0 ZE '- HT Z E '- HT + Z E '-0 (0, 256 + j 0,351).(0,511 + j 0, 683) = 0,171 + j 0, 232 =0,288Ð53,660 (0, 256 + j 0,351) + (0,511 + j 0, 683) Z 22 = Z E '- HT / / Z HT -0 = Z E '- HT ZHT -0 =0 Z E '- HT + Z HT -0 Z12 = Z E '- HT = 0,256+j0,351 = 0,434Ð53,8950 Đặc tính cơng suất ngắn mạch: E '.U ht E '2 PIII = sin α11 + sin(δ12 - α12 ) Z11 Z12 1, 234.U ht 1, 2342 sin(36,340 ) + 0, 434 sin(δ -36,105 ) = 0, 288 12 = 3,133+ 2,054.sin(δ -36,105 ) Trong a11 = 900 - j11 = 36,34 o; a12` = 900 - j12=36,1050 12.3 Tính góc cắt thời gian cắt Tính góc cắt Góc cắt tính phương pháp diện tích, đồ thị đặc tính cơng suất: Fgt = Fht dc ò (P d gh - P2 )dd + d0 ò (P - P3 )dd = (12.1) dc Xác định dgh: GVHD:TS.Trần Thanh Sơn SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” 121 P III = P «3,133+2,054.sin(δ12-36,1050)= 1,722 ìsin(-43,389) ỵsin(-136, 611) «sin(dgh -36,1050) = -0,687= í ì36,105 - 43,389 = -7, 284 ỵ36,105 - 136, 611 = -100, 506 «dgh = í Theo phần 10.2.7 ta có d0 =10,554°= 0,184 rad Tại thời điểm ban đầu điểm vận hành giao P0 d0 Khi xảy ngắn mạch bên phía HT cơng suất điện nhà máy phát (P2) lớn P0 nên máy bị hãm tốc, góc delta bị giảm dần Dựa hình vẽ ta xác định được: Þ d gh = -100,506o Từ cơng thức (12-1)ta có: d gh Û P0 (dc - d0 ) - P2 (d c - d ) + P0 (d gh - dc ) - ò P dd = dc →-2,233(dc-0,194)+1,722(dc-0,184)+1,722(-1,754-dc)-3,133(-1,754-dc)+ 2,165.cos(-100,506-36,105)-2,054.cos(dc-36,105)=0 →0,9dc+2,054cos(dc-36,105)+1,018=0 Ta có: F(d c )=0,9d c +2,054cos(d c -36,105)+1,018 F’(d c )=0,9+2,054sin(d c -36,105) (0-1) (0-2) Đây phương trình phi tuyến giải phương trình phương pháp NewtonRaphson với công thức lặp: GVHD:TS.Trần Thanh Sơn SV:Lê Cường-D5-H4 Đề tài tôt nghiệp : “thiết kế lưới điện khu vực khảo sát ổn định động ” F’( d ck )( d ck +1 - d ck ) + F( d ck ) = 122 (0-3) Bước 0: chọn d c(0) =-1 rad ε=0,001 ta thay vào phương trình (12-2) (12-3) ta được: F(-57,296)=0,9.(-1)+2,054cos(-57,296-36,105)+1,018= -0,004 F’(-57,296)=0,9-2,054sin(-57,296-36,105)=2,95 Thay F(-57,296) F’(-57,296) vào phương trình (12-4) ta được: |∆ d c(1) |= | d (1) - d (0) | =0,0014>ε d c(1) =-0,999 rad Bước1: d c(1) =-0,999rad=-57,2160 ta thay vào phương trình (12-2) (12-3) ta được: F(-57,216)=0,9.(-0,999)+2,054cos(-57,216-36,105)+1,018= -0,00009 F’(-57,216)=0,9-2,054sin(-57,216-36,105)=2,951 Thay F(-57,216) F’(-57,216) vào phương trình (12-4) ta được: |∆ d c(1) |= | d (2) - d (1) | =0,000