Bài giảng Thiết kế đường dây và trạm biến áp - Chapter 2: Thiết kế dường dây truyền tải cung cấp cho người học các kiến thức: Các yêu cầu thiết kế đường dây, chọn cấp điện áp, chọn dây dẫn, bố trí dây dẫn, sứ cách điện,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Chapter THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI 2.1 Các yêu cầu thiết kế đường dây 2.2 Chọn cấp điện áp 2.3 Chọn dây dẫn 2.4 Bố trí dây dẫn 2.5 Vầng quang điện 2.6 Sứ cách điện 2.7 Tải tổng trở sóng (SIL) 2.8 Thiết kế phần điện 2.9 Sức căng - độ võng 2.10 Trụ điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.1 Các yêu cầu thiết kế đường dây o An toàn o Kinh tế o Sụt áp cho phép o Hiệu suất cao o Chịu tác động học o Tổn thất vầng quang hợp lý o …… Có khả chịu CS yêu cầu, tải liên tục, không hư hỏng học CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.2 Chọn cấp điện áp Uđm ? l P o Tổn thất độ sụt áp đường dây phụ thuộc nhiều vào điện áp, công suất, chiều dài đường dây (yêu cầu), thông số đường dây o Chọn lựa cấp điện áp theo cấp điện chuẩn quốc gia Các điện áp chuẩn thường dùng 11 kV, 22 kV, 35 kV, 66 kV, 110 kV, 220 kV, 500 kV, 1000 kV o Giá đường dây trang thiết bị biến áp, máy cắt, sứ cách điện, … tăng nhanh theo cấp điện áp CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.2 Chọn cấp điện áp o Vì chưa có sơ đồ nối dây cụ thể, sơ vẽ số đường dây hình tia nối từ nguồn đến tải xa hay có cơng suất lớn Cấp điện áp tính dựa vào chiều dài l (km) công suất P (kW) Công thức Still: U 4,34 l 0,016P U P 0,1 0, 015 l Cẩm nang kỹ thuật Thụy Điển: CuuDuongThanCong.com kV l U 17 0, 001P 16 https://fb.com/tailieudientucntt kV kV 2.2 Chọn cấp điện áp o Bảng thống kê cấp điện áp tính theo P.l (kW.km) U (kV) Tải đường dây P.l (kW.km) 11 24 x 103 33 200 x 103 66 600 x 103 110 11 x 106 220 90 x 106 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.2 Chọn cấp điện áp o Bảng thống kê cấp điện áp chiều dài đường dây U (kV) Chiều dài đường dây (km) Tối thiểu Tối đa 66 40 120 110 50 140 220 100 300 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.3 Chọn dây dẫn o Dây dẫn dây đồng, nhơm, dây nhôm lõi thép (ACSR) Cấp trung thường dùng dây đồng có vỏ cách điện Cấp cao thường dùng ACSR trần o Dây dẫn chọn lựa dựa vào khả mang tải an toàn, tổn thất, sụt áp, nhiệt độ cho phép, … o Dây dẫn chọn cần lấy thơng số bán kính, số sợi, dòng điện định mức… CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.4 Bố trí dây dẫn o Việc bố trí dây dẫn phụ thuộc vào U khoảng vượt Dây dẫn không chạm vào độ võng có gió hay nhiệt độ thay đổi o Việc bố trí ảnh hưởng đến L C Mối quan hệ điện áp khoảng cách tương đương dây pha CuuDuongThanCong.com V (kV) Dm (m) 11 1,0 33 1,3 66 2,6 110 5,0 220 10,2 https://fb.com/tailieudientucntt 2.4 Bố trí dây dẫn Một số cách bố trí dây dẫn thông dụng trụ điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.5 Vầng quang điện 10 o Khi điện dây dẫn tăng tới giới hạn xuất bề mặt dây dẫn ánh sáng màu tím nhạt âm Hiện tượng gọi vầng quang Dọc đường dây CuuDuongThanCong.com Tại chuỗi sứ cách điện https://fb.com/tailieudientucntt 2.9 Sức căng – độ võng 38 o Khi cân ta có: dy W s W x sinh dx H H W x dy sinh dx H W x dy sinh H dx Tại O: y = 0; x = H C2 W H y W W x cosh H 1 H W x y cosh C2 W H CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.9 Sức căng – độ võng 39 o Lực căng T tính: T Tx2 Ty2 H W s W x 2 W x H H sinh H cosh H H 2 W x T H cosh H o Các phương trình đóng khung cho thấy mối quan hệ chiều dài, lực căng P với tọa độ điểm P lực căng ngang O CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.9 Sức căng – độ võng 40 o Từ công thức ta xác định: y1 y x x H W y2 y x ( 2l x ) W x1 cosh H 1 H W W 2l x1 cosh 1 H W l x1 2H W l h y2 y1 sinh sinh W H H H h W x1 l sinh 1 W H sinh W l H CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.9 Sức căng – độ võng 41 o Trường hợp trụ A B chiều cao, khoảng vượt 2l = S, nửa khoảng vượt l • Chiều dài dây khoảng vượt L 2H W l sinh W H • Độ võng f H W • Sức căng đầu trụ W l T H cosh H CuuDuongThanCong.com W l cosh 1 H https://fb.com/tailieudientucntt 2.9 Sức căng – độ võng 42 o Tính sức căng độ võng theo phương trình parapol đường cong treo dây y B A f O h0 x O' S 2l CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.9 Sức căng – độ võng 43 o Tính sức căng độ võng theo phương trình parapol đường cong treo dây: chiều dài dây khoảng vượt 2H W l 2H W l W l L sinh W 3! H H W H W l3 W l F 2l 2l H H F Tỷ tải trọng lượng dây S g LS 24 02 Trong W H , 0 CuuDuongThanCong.com F F g Ứng suất dây O (kg/mm2 ) https://fb.com/tailieudientucntt 2.9 Sức căng – độ võng 44 o Tương tự: khai triển phương trình độ võng f l2 g l4 g3 f 24 l2g 2 S2g f 8 Phương trình đường dây treo có dạng gần parapol với trục hoành qua điểm thấp O (qua điểm O đỉnh trụ) gx y 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.9 Sức căng – độ võng 45 o Chú ý: có gió có tỷ tải tải trọng gió nên ta phải tính độ võng mặt phẳng nghiêng (f’) sau suy độ võng phương thẳng đứng S2g ' f ' 8 f CuuDuongThanCong.com f' Gv f f 'cos W cos W' W W' https://fb.com/tailieudientucntt 2.9 Sức căng – độ võng 46 Bài tập 2.2: Cho đường dây đồng có khối lượng riêng 8,9 g/cm3 đường kính cm Khoảng vượt đường dây 200 m ứng suất O 2000 kg/cm2 Tính độ võng đường dây biết tải trọng gió 0,4 kg/m trụ có độ cao ĐS: f = 2,23 m CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.9 Sức căng – độ võng 47 Phương trình trạng thái o Với nhiệt độ khác phụ tải giới khác nên ứng suất dây dẫn khác o Giả thiết: nhiệt độ θ1 dây dẫn có tỷ tải g1 ứng suất σ1 nên độ dài dây khoảng vượt là: S g12 l1 S 24 12 o Xét nhiệt độ θ2 dây dẫn có tỷ tải g2 ứng suất σ2 nên độ dài dây khoảng vượt S g 22 l2 S 24 22 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.9 Sức căng – độ võng 48 o Gọi α hệ số nở dài theo nhiệt độ kim loại, E mô đun đàn hồi kim loại nên hệ số đàn hồi β = 1/E l2 tính: l2 l1 1 2 1 1 1 l2 l1 1 1