Đồ án môn học Lưới điện: phương án có khả năng thực thi nhất trong việc thiết kế mạng lưới điện cho một khu vực

LỜI NÓI ĐẦU 4 CHƯƠNG 1 5 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 5 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 5 1.1. Phân tích nguồn và phụ tải 5 1.1.1. Nguồn cung cấp điện 5 1.1.2. Các phụ tải điện 5 1.2. Cân bằng công suất tác dụng 6 1.3. Cân bằng công suất phản kháng 6 CHƯƠNG 2 9 LẬP VÀ TÍNH TOÁN KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN 9 2.1. Đặt vấn đề 9 2.2. Phương pháp tính toán 9 2.2.1. Vạch các phương án 9 2.2.2. Phương pháp chung 15 2.2.3. Tính toán các phương án 19 CHƯƠNG 3 52 SO SÁNH KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN 52 3.1. Đặt vấn đề 52 3.2. Tính hàm chi phí tính toán 54 3.2.1. Phương án 1 54 3.2.2 Phương án 3 55 3.2.3. Phương án 5 56 3.2.4. Phương án 6 56 3.2.5. Phương án 10 57 3.3. Kết luận 58 CHƯƠNG 4 59 CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI DÂY 59 4.1. Chọn máy biến áp của các trạm phụ tải 59 4.2. Sơ đồ trạm nguồn, trạm trung gian và trạm cuối 61 4.2.1. Trạm nguồn 61 4.2.2. Trạm trung gian 62 4.3.3. Trạm cuối 62 CHƯƠNG 5 64 TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN 64 5.1. Trạng thái phụ tải cực đại 64 5.1.1 Đường dây NĐ – 1 64 5.1.2 Đường dây NĐ – 2 66 5.1.3 Đường dây NĐ – 35 68 Hình 5.3. Sơ đồ và sơ đồ thay thế đoạn NĐ35 68 5.1.4 Đường dây NĐ – 4 71 1.1.5 Đường dây NĐ – 6 72 5.1.6 Giải quyết bài bài toán bù 75 5.2. Trạng thái phụ tải cực đại sau khi đã bù chính xác 83 5.2.1 Đường dây NĐ – 1 83 5.2.2 Đường dây NĐ – 2 85 5.2.3 Đường dây NĐ – 35 87 Hình 5.11. Sơ đồ và sơ đồ thay thế đoạn NĐ35 87 5.2.4 Đường dây NĐ – 4 90 5.2.5 Đường dây NĐ – 6 92 5.3. Trạng thái phụ tải cực tiểu 95 5.3.1 Đường dây NĐ – 1 96 5.3.2 Đường dây NĐ – 2 98 5.3.3 Đường dây NĐ – 35 100 5.3.4 Đường dây NĐ – 4 103 5.3.5 Đường dây NĐ – 6 105 5.3. Trạng thái sự cố 108 5.3.1 Đường dây NĐ – 1 108 5.3.2 Đường dây NĐ – 2 110 5.3.3 Đường dây NĐ – 35 112 5.3.4 Đường dây NĐ – 4 115 5.3.5 Đường dây NĐ – 6 117 CHƯƠNG 6 120 ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 120 CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP MÁY BIẾN ÁP 120 6.1.Chọn đầu điều chỉnh cho trạm biến áp 1. 121 6.1.1. Chế độ phụ tải cực đại. 121 6.1.2. Chế độ phụ tải cực tiểu 122 6.1.3. Chế độ sau sự cố 122 6.2. Chọn các đầu điều chỉnh trong các trạm còn lại. 123 CHƯƠNG 7 125 TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT 125 CỦA MẠNG ĐIỆN 125 7.1. Vốn đầu tư xây dựng mạng điện 125 7.2. Tổn thất công suất tác dụng: 126 7.3. Tổn thất điện năng của mạng điện 126 7.4. Tính giá thành mạng điện cho 1MW 127 7.4.1. Chi phí vận hành hàng năm 127 7.4.2. Chi phí tính toán hàng năm 127 7.4.3. Giá thành truyền tải điện năng 128 7.4.4. Giá thành xây dựng 1 MW công suất phụ tải trong chế độ cực đại 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO 129 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, điện năng là một phần vô cùng quan trọng trong hệ thống năng lượng của một quốc gia.Trong điều kiện nước ta hiện nay đang trong thời kì công nghiệp hoá và hiện đại hoá thì điện năng lại đóng một vai trò vô cùng quan trọng. Điện năng là điều kiện tiên quyết cho việc phát triển nền công nghiệp cũng như các ngành sản xuất khác. Do nền kinh tế nước ta còn trong giai đoạn đang phát triển và việc sản xuất điện năng còn đang thiếu thốn so với nhu cầu tiêu thụ điện nên việc truyền tải điện, cung cấp điện cũng như phân phối điện cho các hộ tiêu thụ cần phải được tính toán kĩ lưỡng để vừa đảm bảo hợp lí về kĩ thuật cũng như về kinh tế. Đồ án môn học lưới điện đã đưa ra phương án có khả năng thực thi nhất trong việc thiết kế mạng lưới điện cho một khu vực gồm các hộ tiêu thụ điện loại I. Nhìn chung, phương án được đưa ra đã đáp ứng được những yêu cầu cơ bản của một mạng điện. Dù đã cố gắng nhưng đồ án sẽ không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế, em rất mong nhận được sự chỉ bảo và giúp đỡ của các thầy để em có thể tự hoàn thiện thêm kiến thức của mình trong lần thiết kế đồ án tốt nghiệp sau này. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy Đinh Quang Huy, thầy Phạm Năng Văn, cô Nguyễn Hồng Nhung đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học này. Hà Nội, ngày 27 tháng 11 năm 2011 Sinh viên thiết kế Phạm Tiến Đạt CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1. Phân tích nguồn và phụ tải 1.1.1. Nguồn cung cấp điện Nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng cho phụ tải Có giới hạn về hệ số công suất phản kháng cosφ = 0,85 => tg⁡φ = 0,6197 1.1.2. Các phụ tải điện Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại. Giá 1kWh điện năng tổn thất bằng 1200 đồng. Hệ số công suất trung bình trên thanh góp cao áp của NMĐ khu vực bằng 0,85. Hệ số đồng thời m = 1. Điện áp trên thanh góp cao áp của nhà máy điện khi phụ tải cực đại bằng 110%, khi phụ tải cực tiểu bằng 105% , khi sự cố bằng 110% điện áp định mức . Bảng 1.1: Các số liệu của phụ tải Các thông số Các hộ tiêu thụ 1 2 3 4 5 6 Phụ tải cực đại ( MW ) 25 26 27 24 16 17 Hệ số công suất 0,85 0,8 Mức đảm bảo cung cấp điện I Yêu cầu điều chỉnh điện áp Khác thường Thời gian sử dụng công suất cực đại ( h ) 4600 Điện áp định mức lưới điện hạ áp ( KV ) 10 Bảng 1.2. Thông số các phụ tải Hộ tiêu thụ S ̇_max=P_max+〖jQ〗_(max,) MVA Smax, MVA S ̇_min=P_min+〖jQ〗_min, MVA S min, MVA 1 25+ j 15,494 29,412 17,5 + j 10,846 20,588 2 26 + j 16,113 30,588 18,2 + j 11,279 21,412 3 27 + j 16,733 31,765 18,9 + j 11,713 22,235 4 24 + j 14,874 28,235 16,8 + j 10,412 19,765 5 16 + j 12,000 20,000 11,2 +j 8,400 14,000 6 17 + j 12,750 21,250 11,9 + j 8,925 14,875 Tổng 135 + j 87,964 161,25 94,5 + j 61,575 112,875 1.2. Cân bằng công suất tác dụng Một đặc điểm quan trọng của các hệ thống điện là truyền tải tức thời điện năng từ các nguồn điện đến các hộ tiêu thụ và không thể tích luỹ điện năng thành số lượng nhìn thấy được. Tính chất này xác định sự đồng bộ của quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng. Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống, các nhà máy của hệ thống cần phải phát công suất bằng công suất của các hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất công suất

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU 4

CHƯƠNG 1 5

PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 5

CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 5

1.1 Phân tích nguồn và phụ tải 5

1.1.1 Nguồn cung cấp điện 5

1.1.2 Các phụ tải điện 5

1.2 Cân bằng công suất tác dụng 6

1.3 Cân bằng công suất phản kháng 6

CHƯƠNG 2 9

LẬP VÀ TÍNH TOÁN KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN 9

2.1 Đặt vấn đề 9

2.2 Phương pháp tính toán 9

2.2.1 Vạch các phương án 9

2.2.2 Phương pháp chung 15

2.2.3 Tính toán các phương án 19

CHƯƠNG 3 52

SO SÁNH KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN 52

3.1 Đặt vấn đề 52

3.2 Tính hàm chi phí tính toán 54

3.2.1 Phương án 1 54

3.2.5 Phương án 10 57

3.3 Kết luận 58

CHƯƠNG 4 59

CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI DÂY 59

4.1 Chọn máy biến áp của các trạm phụ tải 59

4.2 Sơ đồ trạm nguồn, trạm trung gian và trạm cuối 61

Trang 2

4.2.1 Trạm nguồn 61

4.2.2 Trạm trung gian 62

4.3.3 Trạm cuối 62

CHƯƠNG 5 64

TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN 64

5.1 Trạng thái phụ tải cực đại 64

5.1.1 Đường dây NĐ – 1 64

5.1.3 Đường dây NĐ – 3-5 68

Hình 5.3 Sơ đồ và sơ đồ thay thế đoạn NĐ-3-5 68

5.1.6 Giải quyết bài bài toán bù 75

5.2 Trạng thái phụ tải cực đại sau khi đã bù chính xác 83

5.2.3 Đường dây NĐ – 3-5 87

Hình 5.11 Sơ đồ và sơ đồ thay thế đoạn NĐ-3-5 87

5.3 Trạng thái phụ tải cực tiểu 95

5.3.3 Đường dây NĐ – 3-5 100

5.3.4 Đường dây NĐ – 4 103

5.3.5 Đường dây NĐ – 6 105

5.3 Trạng thái sự cố 108

5.3.1 Đường dây NĐ – 1 108

5.3.2 Đường dây NĐ – 2 110

5.3.3 Đường dây NĐ – 3-5 112

5.3.4 Đường dây NĐ – 4 115

5.3.5 Đường dây NĐ – 6 117

Trang 3

CHƯƠNG 6 120

ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 120

CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP MÁY BIẾN ÁP 120

6.1.Chọn đầu điều chỉnh cho trạm biến áp 1 121

6.1.1 Chế độ phụ tải cực đại 121

6.1.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 122

6.1.3 Chế độ sau sự cố 122

6.2 Chọn các đầu điều chỉnh trong các trạm còn lại 123

CHƯƠNG 7 125

TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT 125

CỦA MẠNG ĐIỆN 125

7.1 Vốn đầu tư xây dựng mạng điện 125

7.2 Tổn thất công suất tác dụng: 126

7.3 Tổn thất điện năng của mạng điện 126

7.4 Tính giá thành mạng điện cho 1MW 127

7.4.1 Chi phí vận hành hàng năm 127

7.4.2 Chi phí tính toán hàng năm 127

7.4.3 Giá thành truyền tải điện năng 128

7.4.4 Giá thành xây dựng 1 MW công suất phụ tải trong chế độ cực đại 128

TÀI LIỆU THAM KHẢO 129

Trang 4

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, điện năng là một phần vô cùng quan trọng trong hệ thống năng lượngcủa một quốc gia.Trong điều kiện nước ta hiện nay đang trong thời kì công nghiệp hoá

và hiện đại hoá thì điện năng lại đóng một vai trò vô cùng quan trọng Điện năng làđiều kiện tiên quyết cho việc phát triển nền công nghiệp cũng như các ngành sản xuấtkhác Do nền kinh tế nước ta còn trong giai đoạn đang phát triển và việc sản xuất điệnnăng còn đang thiếu thốn so với nhu cầu tiêu thụ điện nên việc truyền tải điện, cungcấp điện cũng như phân phối điện cho các hộ tiêu thụ cần phải được tính toán kĩ lưỡng

để vừa đảm bảo hợp lí về kĩ thuật cũng như về kinh tế

Đồ án môn học lưới điện đã đưa ra phương án có khả năng thực thi nhất trongviệc thiết kế mạng lưới điện cho một khu vực gồm các hộ tiêu thụ điện loại I Nhìnchung, phương án được đưa ra đã đáp ứng được những yêu cầu cơ bản của một mạngđiện

Dù đã cố gắng nhưng đồ án sẽ không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế, emrất mong nhận được sự chỉ bảo và giúp đỡ của các thầy để em có thể tự hoàn thiệnthêm kiến thức của mình trong lần thiết kế đồ án tốt nghiệp sau này

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy Đinh Quang Huy, thầy PhạmNăng Văn, cô Nguyễn Hồng Nhung đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học này

Hà Nội, ngày 27 tháng 11 năm 2011

Sinh viên thiết kếPhạm Tiến Đạt

Trang 5

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

1.1 Phân tích nguồn và phụ tải

1.1.1 Nguồn cung cấp điện

Nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng cho phụ tải

Có giới hạn về hệ số công suất phản kháng cosφ = 0,85 =>tg φ=0,6197

1.1.2 Các phụ tải điện

Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại

Giá 1kWh điện năng tổn thất bằng 1200 đồng

Hệ số công suất trung bình trên thanh góp cao áp của NMĐ khu vực bằng 0,85

Thời gian sử dụng công suất cực đại ( h ) 4600

Điện áp định mức lưới điện hạ áp ( KV ) 10

Bảng 1.2 Thông số các phụ tải

Hộ tiêu thụ ´S max=P max+jQ max,

MVA

Smax,MVA

´S min=P min+jQ min ,

MVA

S min,MVA

Trang 6

1.2 Cân bằng công suất tác dụng

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

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

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 quantrọng liên quan đến vận hành cũng như phát triển của hệ thống điện

Ta có phương trình cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống:

P pti - Tổng công suất tác dụng của các phụ tải trong chế độ phụ tải

∆Pmđ - Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện

Gần đúng :∆ P m đ ≈ 5 % m∑

i

n

P pti

Ptd – Tổng công suất tự dung

Pdt -Tổng công suất dự trữ trong mạng điện

Pdt = Ptd = 0 Vì hệ thống điện lấy trực tiếp từ thanh cái cao áp

m - hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại

m = 1 (theo yêu cầu thiết kế)

Vậy :PN Đ=1,05.∑

i=1

6

P pti=1,05.135=141,75MW

1.3 Cân bằng công suất phản kháng

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

Trang 7

Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp Phá hoại sự cân bằngcông suất phản kháng sẽ dẫn đến sự thay đổi điện áp trong mạng điện Nếu công suấtphản kháng 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 đảm bảo chất lượng của điện áp ở các hộ tiêu thụ trong mạng điện và trong hệthống, cần tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng

Cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống:

∑Qpti - Tổng công suất phản kháng của các phụ tải ở chế độ cực đại

∆Qmba - Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp

Gần đúng coi : ∑∆Qmba = 15% m.∑Qpti

QL-Tổng công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường dây trongmạng điện

Qc -Tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây

Coi gần đúng :QL = Qc

Qtd– Tổng công suất phản kháng tự dung

Qdt -Tổng công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống

Qdt =Qtd=0 Vì hệ thống điện lấy trực tiếp từ thanh cái cao áp

Trang 8

Phải bù công suất phản kháng.

Nguyên tắc bù: Bù cho phụ tải ở xa có hệ số cosφ thấp, và chỉ bù cho đến khicosφ = 0,97 thì thôi

44,721

50

Từ đây ta rút ra được bảng thông số phụ tải trước và sau khi bù

Bảng 1.4 :Phụ tải trước và sau khi bù

P , MW Q , MVAr Cos φ P , MW Qb , MVAr Q , MVAr Cos φ

Trang 9

CHƯƠNG 2 LẬP VÀ TÍNH TOÁN KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN

2.1 Đặt vấn đề

Thiết kế lưới điện cũng như quy hoạch lưới điện , chúng ta cần giải quyết mộtcách hợp lý ( quy hoạch toán học )

Vạch ra các phương án

Tính toán kỹ thuật các phương án

Phương án hợp lý nhất là phương án đạt tiêu chuẩn kỹ thuật và có chí phí kinh tếnhỏ nhất

2.2 Phương pháp tính toán

2.2.1 Vạch các phương án

Ta vạch ra các phương án như sau:

Hình 2.1 : Phương án 1

Trang 10

Trang 11

Trang 12

Trang 13

Trang 14

Trang 15

2.2.2 Phương pháp chung

2.2.2.1 Tính toán dòng công suất

Đối với dòng công suất , ta có 2 trường hợp

 Mạch liên thông

´S1−2= ´S2

´S NĐ−1= ´S1+ ´S2

 Mạch vòng

Trang 16

Điện áp vận hành của cả mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế

kỹ thuật, 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 củaphụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối giữacác phụ tải với nhau

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 trênmỗi đoạn đường dây trong mạng điện

Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức thực nghiệm :

U đ m=4,34√l+16 P , kV

Trong đó :

l: Khoảng cách truyền tải , km

P : Công suất truyền tải trên đường dây , MW

Nếu 70 kV ≤ U đm ≤ 170 kV thì chọn Uđm = 110 kV

Sau khi tính toán xong ta lập được bảng như sau :

Trang 17

km

Điện áp tính toán U,

kV

Điện áp định mức của mạng Uđm , kV

2.2.2.3 Chọn tiết diện dây dẫn

Các mạng điện 110 kV được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên không,các dây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC) Đối với mạng điện khu vực, cáctiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện nghĩa là :

Imax - dòng điện chạy trên đường dây ở chế độ phụ tải cực đại, A

jkt - mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm2

Với dây AC và Tmax = 4600h thì jkt = 1,1 A/mm2

.Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được tính bằngcông thức:

n- số mạch của đường dây

Uđm- điện áp định mức của mạng điện, kV

Smax - công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại, MVA

Đối với đường dây trên không 110kv , để không xuất hiện vầng quang các dâynhôm lõi thép cần phải có tiết diện F ¿ 70 mm2

Khi đã tính được Ftt , ta chọn Ftc gần với Ftt nhất (nhưng vẫn phải thỏa mãn điềukiện tổn thất vầng quang )

Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện vềvầng quang của dây dẫn nên không cần phải kiểm tra điều kiện này

Trang 18

Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố ,cần phải có điều kiện sau : I sc ≤ I cp

Trong đó :

Isc : Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố

Icp : Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn

Khi tính toán cần sử dụng dòng công suất

Bảng 2.1 : Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của một số dây dẫn

Dây dẫn Dòng điện làm việc lâu dài cho phép ,A

2.2.2.4 Tính thông số đường dây

Đối với đường dây 1 mạch

R = r0.l

X = x0.l

B = b0.l

Trang 19

2.2.2.5 Xác định tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện

Tổn thất điện áp lớn nhất của phương án là tổn thất điện áp tính từ nguồn đếnđiểm có điện áp thấp nhất trong mạng điện

∆ U max=max{∆ U i}

Trong đó :

∆Umax - Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện

∆Ui - Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây cần xét, %

P - Công suất tác dụng chạy trên đoạn đường dây

Q - Công suất phản kháng chạy trên đoạn đường dây

R, X - Điện trở và điện kháng đơn vị của đoạn đường dây

 Chế độ làm việc sự cố

Đối với các đường dây nối từ nguồn đến các phụ tải là đường dây 2 mạchthì khi có sự cố xảy ra:

∆Usc = 2∆Ubt

Trang 20

∆Usc = 2∆Ubt NĐ-1 +\∆Ubt 1-2

Đối với mạch vòng ta xét sự cố trên từng dây , bằng cách ngắt đường dâyNĐ-1 và NĐ-2 Sau đó tính toán ∆Usc một cách bình thường

2.2.3 Tính toán các phương án

Ở đây ta chọn 5 phương án 1, 3, 5, 6, 10, 11 để tính toán

Trang 21

2.2.3.1 Phương án 1

Hình 2.12 : Sơ đồ mạng điện phương án 1

2.2.3.1.1 Tính toán dòng công suất

Ta có : ´S NĐ−1= ´S1=25+ j15,493 MVA

Tương tự ta được bảng sau :

Bảng 2.2 : Phân bố dòng công suất

Đường dây P, MW Q, MVAr ´S, MVA

Trang 22

Do đó : U1=4,34√41,231+16.25=91,164 kV

Chọn Uđm = 110 kV

Các đường dây còn lại tính tương tự :

Bảng 2.3 : Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện

Đường

dây

Công suất truyền tải ´S , MVA

Chiều dài đường dây l,

km

Điện áp tính toán U,

kV

Điện áp địnhmức của mạngUđm , kV

2.2.3.1.3 Chọn tiết diện dây dẫn

Đối với đường dây NĐ-1:

Trang 23

2.2.3.1.4 Thông số đường dây

Phương án chỉ có đường dây 2 mạch

R = r0.l/2

X = x0.l/2

B = 2.b0.l

Kết quả tính các thông số đường dây cho ở bảng sau:

Bảng 2.5 :Thông số các đường dây

230,760NĐ-5 AC-70 50,000 0,450 0,440 2,580 11,250 11,000 258,000NĐ-6 AC-70 50,000 0,450 0,440 2,580 11,250 11,000 258,000

Trang 25

2.2.3.2 Phương án 3

Ta có :

´S1−6= ´S6=17+ j7,430 MVA

´S NĐ−1= ´S1+ ´S6=25+ j15,493+17+ j7,430=42+ j22,923 MVATương tự ta có bảng sau:

Trang 26

2.2.3.2.2 Chọn điện áp định mức

Như ở phương án 1 ta đã xác định được điện áp định mức của mạng là 110 kV,các phương án sau ta cũng chọn 110 kV làm điện áp định mức

Đối với đường dây NĐ -1:

F, mm2 114,154 111,107 75,781 67,361 39,353 44,262FTC, mm2 AC - 120 AC – 120 AC - 70 AC – 70 AC - 70 AC - 70ISC , A 251,139 244,436 166,718 148,194 86,576 97,377ICP, A 380,000 380,000 265,000 265,000 265,000 265,000

Trang 27

R = r0.l/2

X = x0.l/2

B = 2.b0.l

Kết quả tính các thông số đường dây cho ở bảng 2.9

0 0,270 0,423 2,690 5,400 8,460 215,200NĐ-3 AC-70 44,721 0,450 0,440 2,580 10,062 9,839 230,760NĐ-4 AC-70 44,721 0,450 0,440 2,580 10,062 9,839 230,7602 5 AC-70 30,00

0 0,450 0,440 2,580 6,750 6,600 154,8001 6 AC-70 31,623 0,450 0,440 2,580 7,115 6,957 163,175

Trường hợp sự cố đoạn NĐ – 1 - 6: Xét sự cố nặng nề nhất là đứt một mạchcủa đoạn NĐ - 1 Không xét đứt một mạch trên cả 2 đoạn N - 1 và 1 - 6 vì trườnghợp này ít xảy ra

Vậy :∆ U N Đ−6 sc=2 ∆ UN Đ−1 bt+∆ U1−6 bt=2.3,584 %+1,804 %=8,972 %

Các đường dây còn lại tính tương tự

Kết quả tổng hợp trong bảng sau:

Trang 28

Bảng 2.10 :Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây trong mạng điện

Đường

dây

P,MW

Q,MVAr

R, Ω X,Ω Uđm,kV ∆Ubt% ∆Usc%

NĐ-3 27 16,733 10,062 9,839 110 3,606 7,212NĐ-4 24 14,874 10,062 9,839 110 3,205 6,410

Trang 29

2.2.3.3 Phương án 5

Đối với phần mạch vòng

´S N Đ−1=´S1.¿ ¿

¿(25+ j 15,494) (31,623+ 50)+(17+ j 7,430) 50

41,231+ 31,623+50 = 23,529 + j13,318 MVA

´S NĐ−6=´S1+ ´S6− ´S NĐ−1

= 25 + j15,494 + 17 + j7,430 – 23,529 – j13,318 = 18,471 + j9,606 MVA

´S1−6= ´S6−´S N Đ −6

= 17 + j7,430 – 18,471 – j9,606

Trang 30

= -1,471 – j2,176 MVA

 1 là điểm phân công suất

Đối với phần mạch liên thông

´S2−5= ´S5=16+ j4,010 MVA

´S NĐ−2=´S2+ ´S5=26+ j16,113+16+ j4,010

¿42+ j20,123 MVA

Tương tự ta có bảng sau:

NĐ-1 23,529 13,318 23,529 + j13,318NĐ-2 42,000 20,123 42,000 + j20,123NĐ-3 27,000 16,733 27,000+ j16,733NĐ-4 24,000 14,874 24,000 + j14,874 2-5 16,000 4,010 16,000 + j4,010 NĐ-6 18,471 9,606 18,471 + j9,606 1-6 1,471 2,176 1,471 + j2,176

Điện áp định mức ở đây ta chọn bằng 110kV

Đối với đường dây NĐ -2:

Trang 31

Chọn : FTC = 70 mm2

ICP = 265 A

 Kiểm tra điều kiện phát nóng

Xét đường dây NĐ – 6 : Sự cố đứt dây NĐ - 1

´S N Đ−6(sc)= ´S1+ ´S6=25+ j15,494+17 + j 7,43

¿42+ j22,924 MVA

S N Đ−6(Sc)=√422+22,9242=47,849 MVA

Trang 33

AC -120 AC - 70 AC –

70

AC - 70

AC – 95

AC – 70

0

380,000 265,000 265,00

0

265,000

330,000

265,000

Trang 34

∆ U 2−5 bt=PR+QX

U đ m2 100 %=16.6,75+4,01 6,6

1102 100 %=1,111 %Vậy :∆ U N Đ−2−5 bt=∆ U N Đ −2+∆ U2−5=3,281 %+1,111 %=4,392 %

 Trường hợp sự cố đoạn NĐ – 2 -5: Xét sự cố nặng nề nhất là đứt một mạch của đoạn NĐ - 2 Không xét đứt một mạch trên cả 2 đoạn N - 2 và 2 – 5 vì trường hợp này ít xảy ra

Vậy :∆ U N Đ−2 sc=2 ∆ UN Đ−2 bt+∆ U2−5 bt=2.3,281%+1,111%=7,673 %

 Xét mạch điện kín N-1-6-N: Trường hợp nặng nề nhất là trường hợp đứt dây N-1 hoặc N-6 vì công suất truyền tải trên 2 đoạn này lớn, chiều dài đường dây lớn, Còn đoạn 1 - 6 ở chế độ xác lập chỉ có một lượng nhỏ dòng công suất chạy qua

Trang 35

Các đường dây còn lại tính tương tự.

Kết quả tổng hợp trong bảng sau:

Đường dây P,MW Q,MVA

Trang 36

2.2.3.4 Phương án 6

´S3−5= ´S5=16+ j 4,010 MVA

´S NĐ−3=´S3+ ´S5=27+ j16,733+16 + j 4,010=43+ j20,743 MVATương tự ta có bảng sau :

Trang 37

3-5 16 4,010 16 + j4,010

Ta chọn điện áp là 110kV như các phương án trước đó

 Đối với đường dây NĐ - 1:

F, mm2 70,169 72,975 113,900 67,362 39,353 44,262FTC, mm2 AC - 70 AC - 70 AC - 120 AC –70 AC - 70 AC - 70ISC , A 154,373 160,546 250,579 148,197 86,576 97,377ICP, A 265,000 265,000 380,000 265,000 265,000 265,000

Trang 38

R = r0.l/2

X = x0.l/2

B = 2.b0.l

∆ U 3−5 bt=PR+QX

U2đ m .100 %=

16.5,031+4,01 4,919

1102 .100 %=0,828 %Vậy : ∆ U N Đ−3−5 bt=∆ UN Đ −3+∆ U3−5=3,767 %+0,828 %=4,595 %

Trường hợp sự cố đoạn NĐ – 3 - 5: Xét sự cố là đứt một mạch của đoạn NĐ - 3

Vậy :∆ U NĐ – 3 −5=2 ∆ UN Đ −3 bt+∆ U 3−5 bt=2.3,767 %+0,828 %=8,362 %

Các đường dây còn lại tính tương tự

Trang 39

2.2.3.5 Phương án 10

Đối với phần mạch vòng

´S N Đ−1=´S1.¿ ¿

Trang 40

¿(25+ j 15,494) (31,623+ 50)+(17+ j 7,430) 50

41,231+ 31,623+50 = 23,529 + j13,318 MVA

1 là điểm phân công suất

Đối với phần mạch tia

´S NĐ−5=´S5=16+ j 4,010 MVA

Tương tự ta có bảng sau:

Điện áp định mức ở đây ta chọn bằng 110kV

Đối với đường dây NĐ -2:

´S N Đ−2=26+ j16,113MVA

S N Đ−2=30,588 MVA

Định dạng
Số trang	133
Dung lượng	1,51 MB