Bài giảng Thiết kế đường dây và trạm biến áp: Chapter 3 - TS. Nguyễn Nhật Nam, TS. Huỳnh Quốc Việt

Bài giảng Thiết kế đường dây và trạm biến áp - Chapter 3: Thiết kế mạng phân phối cung cấp cho người học các kiến thức: Cấu trúc mạng phân phối, mạng phân phối trung thế, thiết kế mạng phân phối trung thế hình tia, thiết kế mạng phân phối hạ thế. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chapter THIẾT KẾ MẠNG PHÂN PHỐI 3.1 3.2 3.3 3.4 Cấu trúc mạng phân phối Mạng phân phối trung Thiết kế mạng phân phối trung hình tia Thiết kế mạng phân phối hạ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.1 Cấu trúc mạng phân phối Hệ thống phân phối CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.1 Cấu trúc mạng phân phối Hệ thống phân phối gồm Hệ thống truyền tải trung gian Các trạm phân phối Mạng phân phối trung (sơ cấp) Các máy biến áp phân phối Mạng phân phối hạ (thứ cấp) Các thiết bị phụ trợ Đ.dây truyền tải trung gian (12 – 245 kV) Trạm phân phối Mạng trung (10 – 35 kV) MBA phân phối CuuDuongThanCong.com Mạng hạ (0,4 kV) https://fb.com/tailieudientucntt 3.2 Mạng phân phối trung a Các dạng sơ đồ b Các cấp điện áp c Chọn tiết diện dây d Trạm phân phối CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.2 Mạng phân phối trung Mạng phân phối trung phần mạng phân phối, nối từ trạm phân phối đến máy biến áp phân phối o Dạng hình tia o Dạng vịng o Dạng lưới CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Dạng tia MC Cầu chì Nhánh Nhánh phụ Tuyến CuuDuongThanCong.com - Dễ thiết kế vận hành - Độ tin cậy thấp https://fb.com/tailieudientucntt 3.2 Mạng phân phối trung o Các yếu tố ảnh hưởng đến điện áp: o Chiều dài tuyến dây o Phụ tải o Dây dẫn sơ đồ cấu trúc mạng o Giá thiết bị o Chính sách công ty điện lực o … o Theo tiêu chuẩn Việt Nam, cấp điện áp trung thế: 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV, 66 kV,… o Tuyến dây vùng mật độ phụ tải thấp (nông thôn) thường bị hạn chế chiều độ sụt áp cho phép Tuyến dây vùng mật độ phụ tải cao (thành thị) thường bị hạn chế điều kiện phát nóng CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.2 Mạng phân phối trung Chọn tiết diện dây cần quan tâm: Mật độ phụ tải nhánh (tuyến) Đặc tính phụ tải Mức gia tăng phụ tải Tính liên tục cấp điện cho phụ tải (độ tin cậy) Chất lượng điện cung cấp Cấp điện áp … CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.3 Thiết kế mạng trung hình tia 3.3.1 Chọn dây cho tải tập trung • Theo mật độ dòng kinh tế • Theo điều kiện sụt áp • Mật độ dịng điện khơng đổi I1 I2 I3 l1 l2 l3 S1 S2 Tải phân bố tập trung CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt S3 3.3 Thiết kế mạng trung hình tia 10 Theo mật độ dịng kinh tế: o Kích cỡ dây dẫn mang tính kinh tế chi phí đầu tư hàng năm dây dẫn = chi phí tổn thất hàng năm truyền tải 8760 h o Mật độ dòng kinh tế A jkt ( ) mm Loại dây Tmax   P(t )dt Pmax Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax (giờ) < 3000 3000 – 5000 > 5000 Đồng trần 2.5 2.1 1.8 Nhôm trần 1.3 1.1 1.0 Cáp đồng cách điện giấy, bọc cao su 3.0 2.5 2.0 Cáp nhôm cách điện giấy, bọc cao su 1.6 1.4 1.2 Cáp đồng cách điện cao su CuuDuongThanCong.com 3.5 3.1 2.7 https://fb.com/tailieudientucntt 3.3 Thiết kế mạng trung hình tia 17 Theo mật độ dịng điện không đổi: Với lượng kim loại màu cho trước, tổn thất điện mạng điện cực tiểu mật độ dòng điện j đoạn I1 I2 I3 R1 R2 Tổn thất: P  I12 R1  I 22 R1  I 32 R1  I12 L1 I12 L2 I12 L3  P       F F F   Thế F3 vào ta có ΔP lấy đạo hàm theo F1 F2, ta có: CuuDuongThanCong.com R3 Thể tích V   F1L1  F2 L2  F3 L3  KL: V  F1 L1  F2 L2   P  F 0    P   F2 F3   L3  L3 I1 I I    j F1 F2 F2 https://fb.com/tailieudientucntt 3.3 Thiết kế mạng trung hình tia Trình tự chọn dây: - Cho x0 tinh ∆U”  U 'cp  U cp  U '' U 'cp   I1 R1 cos 1  I R2 cos 2  I R3 cos 3   I1  I3 I2 U 'cp    l1 cos 1  l2 cos 2  l3 cos 3  F2 F3  F1  U 'cp   j  l1 cos 1  l2 cos 2  l3 cos 3   j U 'cp n 3   li cos i  i 1 So sánh j jkt , tiết diện dây chon = min{j , jkt} CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 18 3.3 Thiết kế mạng trung hình tia 19 Ví dụ: Mạng điện 10 kV cung cấp cho ba xí nghiệp đường dây khơng, dây nhơm Thời gian sử dụng công suất lớn Tmax = 4500 năm Hãy xác định tiết diện dây dẫn cho mạng điện theo đk mật độ dòng ko đổi km km 0,6 + j0,45 MVA km N + j0,75 MVA ĐS: Đoạn N1, AC-150 Đoạn 12, AC-50 Đoạn 13, AC-50 CuuDuongThanCong.com 0,8 + j0,6 MVA https://fb.com/tailieudientucntt 3.3 Thiết kế mạng trung hình tia 20 3.3.2 Chọn dây cho tải phân bố khơng tập trung Phụ tải phân bố đều: Mơ hình I x1 IP du  zdx I x2 IN dI dx x l CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.3 Thiết kế mạng trung hình tia Dịng điện: Tải phân bố đoạn dây: dI  k  const dx Ta có I x dIdx  I x1  dI  I x1   I x1  kdx dx Xét toàn tuyến dây: IP I N  I P  kl   k  l IP x Tại vị trí x đó: I x  I P  kx  I P  l  x  I x  I P 1    l CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 21 3.3 Thiết kế mạng trung hình tia 22 Sụt áp x  Độ sụt áp vi cấp: dU  I x zdx  I P 1   zdx l  x x    Độ sụt áp điểm x: U x   I P 1   zdx  I P 1   zx l 2l    x Độ sụt áp toàn tuyến dây x = l: U  I P Z l l/2  Spb CuuDuongThanCong.com Spb https://fb.com/tailieudientucntt 3.3 Thiết kế mạng trung hình tia Tổn thất công suất 23   x  Tổn thất công suất vi cấp: dP  I rdx   I P 1    rdx l    x Tổn thất công suất toàn đường dây: l 2 P   dPdx  I P rl  I P R 3 l Spb CuuDuongThanCong.com  l/3 Spb https://fb.com/tailieudientucntt 3.3 Thiết kế mạng trung hình tia Phụ tải phân bố tăng dần: Mơ hình U  I P Z P  IPR 15 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 24 3.3 Thiết kế mạng trung hình tia Spb Khảo sát sụt áp Khảo sát tổn thất công suất 2l / 8l / 15 Spb CuuDuongThanCong.com Spb https://fb.com/tailieudientucntt 25 3.4 Thiết kế mạng hạ 26 Phần nằm hệ thống sơ cấp thiết bị người tiêu dùng hệ thống thứ cấp Nó bao gồm biến phân phối hạ thế, tuyến dây mạng thứ cấp, dây xuống hộ tiêu thụ, đồng hồ điện • Mạng pha: tải có cơng suất nhỏ • Mạng ba pha: tải có cơng suất lớn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.4 Thiết kế mạng hạ 27 o Đối với mạng hạ ta chọn theo điều kiện phát nóng I cp Khc  I tt Khc: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc thuộc kiểu lắp đặt, khoảng cách dây, nhiệt độ môi trường, … o Kiểm tra ổn định nhiệt dây dẫn cho trường hợp ngắn mạch I NM F K t NM K: số, phụ thuộc vào vật liệu dây, cách điện, nhiệt độ đầu cuối dậy có dịng NM qua CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.4 Thiết kế mạng hạ 28 Chọn dây trung tính: dây trung tính thường nhỏ dây pha Tiêu chuẩn IEC 364: Dây đồng Fpha ≤ 16mm2 Fpha > 16 mm2 FN = Fpha FN ≤ Fpha Dây nhơm Fpha ≤ 25mm2 Fpha > 25 mm2 FN = Fpha FN ≤ Fpha CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.4 Thiết kế mạng hạ 29 Độ sụt áp • Mạng pha: U   IR cos   IX sin   • Mạng ba pha: U   IR cos   IX sin   CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.4 Thiết kế mạng hạ 30 Chọn thiết bị bảo vệ: • Cầu chì U dmCC  U HT I dmcc  I LV max • Cầu dao tự động CB U dmCC  U HT I dmcc  I LV max I dm,cat  I NM Cần kiểm tra bảo vệ cho động CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.4 Thiết kế mạng hạ 31 Bù công suất phản kháng có ý nghĩa lớn kinh tế kỹ thuật: nâng cao hệ số công suất, cải thiện điện áp, giảm tổn thất,… Qbu 1 Q - Qbu 2 P • u cầu hs cơng suất • Đưa vào lượng bù Qbu CuuDuongThanCong.com Qbu  P  tan 1  tan 2  cos 2  P P  (Q  Qbu )2 https://fb.com/tailieudientucntt ... https://fb.com/tailieudientucntt 3. 3 Thiết kế mạng trung hình tia 3. 3.1 Chọn dây cho tải tập trung • Theo mật độ dịng kinh tế • Theo điều kiện sụt áp • Mật độ dịng điện khơng đổi I1 I2 I3 l1 l2 l3 S1 S2 Tải phân... 3. 5 3. 1 2.7 https://fb.com/tailieudientucntt 3. 3 Thiết kế mạng trung hình tia 11 Ví dụ: Mạng điện 110 kV, cung cấp điện cho ba phụ tải điện công nghiệp Lựa chọn tiết diện cho đường dây dùng dây. .. Fkt1  234 /1  234 mm AC  240 https://fb.com/tailieudientucntt 3. 3 Thiết kế mạng trung hình tia 13 Theo điều kiện sụt áp: a) Một phụ tải UP r0, x0, l UN UP P + jQ N IX  UN I U o Sụt áp: PR