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

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 – 3-5 68

Hình 5.3 Sơ đồ và sơ đồ thay thế đoạn NĐ-3-5 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 – 3-5 87

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

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 = 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

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

MVA

Smax, MVA

MVA

S min, MVA

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 trong các mạng điện, nghĩa là cần thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất phát và công suất tiêu thụ

Ngoài ra để hệ thống vận hành bình thường cần phải có sự dự trữ nhất định của công suất tác dụng trong hệ thống Dự trữ trong hệ thống điện là một vấn đề quan trọng 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:

Trong đó :

Đ- Tổng công suất tác dụng phát ra từ hệ thống phát

∑ - 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 :∆ đ ≈ 5% ∑

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 : Đ = 1,05 ∑ = 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 bằng giữa điện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm Sự cân bằng đòi hỏi không những chỉ đối với công suất tác dụng mà còn đối với cả công suất phản kháng

Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp Phá hoại sự cân bằng công suất phản kháng sẽ dẫn đến sự thay đổi điện áp trong mạng điện Nếu công suất

phản 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 hệ thống, cần tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng

Cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống:

Trong đó:

QNĐ - Tổng công suất phản kháng do nguồn điện phát ra

Qbù- Tổng công suất phản kháng cần bù

∑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 trong mạng 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

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

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 Phụ tải Trước khi bù Sau khi bù

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

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 một cách 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 tế nhỏ 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

Hình 2.2 : Phương án 2

Hình 2.3 : Phương án 3

Hình 2.4 : Phương án 4

Hình 2.5 : Phương án 5

Hình 2.6 : Phương án 6

Hình 2.7 : Phương án 7

Hình 2.8 : Phương án 8

Hình 2.9 : Phương án 9

Hình 2.10 : Phương án 10

Hình 2.11 : Phương án 11

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

Ṡ = Ṡ − Ṡ Đ

2.2.2.2 Chọn điện áp định mức

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 của phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối giữa các 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 trên mỗi đoạn đường dây trong mạng điện

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

đ = 4,34√ + 16 ,Trong đó :

l: Khoảng cách truyền tải , km

P : Công suất truyền tải trên đường dây , MW

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, các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện nghĩa là :

F ,Trong đó :

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 bằng công thức:

=

√3 đ 10 ,

Trong đó :

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 dây nhôm 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 điều kiện tổn thất vầng quang )

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

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

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

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 đến điểm có điện áp thấp nhất trong mạng điện

∆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

2.2.3 Tính toán các phương án

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

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 : ̇ Đ = ̇ = 25 + j15,493 MVA

Tương tự ta được bảng sau :

Bảng 2.2 : Phân bố dòng công suất Đường dây P, MW Q, MVAr ̇, MVA NĐ-1 25 15,493 25 + j15,493 NĐ-2 26 16,113 26 + j16,113 NĐ-3 27 16,733 27 + j16,733 NĐ-4 24 14,874 24 + j14,874 NĐ-5 16 4,010 16 + j4,010 NĐ-6 17 7,430 17 + j7,430

2.2.3.1.2 Chọn điện áp định mức

Đối với đường dây NĐ-1 thì :

PNĐ-1 = P1=25 MW

l 1= 41,231 km

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

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 ̇, MVA

Chiều dài đường dây l,

km

Điện áp tính toán U,

kV

Điện áp định mức của mạng

2.2.3.1.3 Chọn tiết diện dây dẫn

Đối với đường dây NĐ-1:

77,1841,1 = 70,167

Bảng 2.4 :Đặc tính các đường dây Đường dây NĐ – 1 NĐ – 2 NĐ - 3 NĐ – 4 NĐ - 5 NĐ - 6

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 Đường

Bảng 2.6: 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%

2.2.3.2.1 Tính toán dòng công suất

Ta có :

̇ = ̇ = 17 + j7,430 MVA

̇ Đ = ̇ + ̇ = 25 + j15,493 + 17 + j7,430 = 42 + j22,923 MVA Tương tự ta có bảng sau:

Bảng 2.7 : Phân bố dòng công suất Đường dây P, MW Q, MVAr ̇, MVA NĐ-1 42 22,923 42 + j22,923 NĐ-2 42 20,122 42 + j20,122 NĐ-3 27 16,733 27 + j16,733 NĐ-4 24 14,874 24 + j14,874 2-5 16 4,010 16 + j4,010 1-6 17 7,430 17 + j7,430

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

2.2.3.2.3 Chọn tiết diện dây dẫn

Đối với đường dây NĐ -1:

125,5691,1 = 114,154

Các đường dây còn lại tính tương tự

Bảng 2.8 :Đặc tính các đường dây Đường dây NĐ – 1 NĐ – 2 NĐ - 3 NĐ– 4 2 - 5 1 - 6

2.2.3.2.4 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 2.9

Bảng 2.9 :Thông số các đường dây Đường

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

Vậy :∆ Đ = 2∆ Đ + ∆ = 2.3,584% + 1,804% = 8,972% Các đường dây còn lại tính tương tự

Kết quả tổng hợp trong bảng sau:

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-1 42 22,923 5,566 8,720 110 3,584 -

2.2.3.3 Phương án 5

Hình 2.14 : Sơ đồ mạng điện phương án 5

2.2.3.3.1 Tính toán dòng công suất

= 17 + j7,430 – 18,471 – j9,606

= -1,471 – j2,176 MVA

 1 là điểm phân công suất

 Đối với phần mạch liên thông

2.2.3.3.2 Chọn điện áp định mức

Điện áp định mức ở đây ta chọn bằng 110kV

2.2.3.3.3 Chọn tiết diện dây dẫn

 Đối với đường dây NĐ -2:

122,2191,1 = 111,109

Sử dụng bảng 2.1 để tra Ftc

Chọn : FTC = 120 mm2

ICP = 380 A

ICP = 265 A

 Kiểm tra điều kiện phát nóng

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

̇ Đ ( ) = ̇ + ̇ = 25 + 15,494 + 17 + 7,43

= 42 + 22,924

Bảng 2.12: Đặc tính các đường dây Đường dây NĐ – 1 NĐ – 2 NĐ - 3 NĐ– 4 2 -5 NĐ- 6 1 -6

2.2.3.3.4 Thông số đường dây

Đối với đường dây 1 mạch

R = r0.l

X = x0.l

B = b0.l Đối với 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 2.13

Bảng 2.13 :Thông số các đường dây Đường

 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 :∆ Đ = 2∆ Đ + ∆ = 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

Các đường dây còn lại tính tương tự

Kết quả tổng hợp trong bảng sau:

Bảng 2.14 :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%

2.2.3.4 Phương án 6

Hình 2.15 : Sơ đồ mạng điện phương án 6

2.2.3.4.1 Tính toán dòng công suất

2.2.3.4.2 Chọn điện áp định mức

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

2.2.3.4.3 Chọn tiết diện dây dẫn

 Đối với đường dây NĐ - 1:

77,1861,1 = 70,17 Theo bảng 2.1 chọn : FTC = 70 mm2

2.2.3.4.4 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 2.17

Bảng 2.17 :Thông số các đường dây Đường

Bảng 2.18 :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%

2.2.3.5 Phương án 10

Hình 2.16 : Sơ đồ mạng điện phương án 10

2.2.3.5.1 Tính toán dòng công suất

1 là điểm phân công suất

 Đối với phần mạch tia

̇ Đ = ̇ = 16 + j4,010 MVA

Tương tự ta có bảng sau:

Bảng 2.19 : Phân bố dòng công suất

Đường dây P, MW Q, MVAr ̇, MVA NĐ-1 23,529 15,494 25,000 + j15,494 NĐ-2 26 16,113 26,000 + j16,113 NĐ-3 27 16,733 27,000 + j16,733 NĐ-4 24 14,874 24,000 + j14,874 NĐ-5 16 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

2.2.3.5.2 Chọn điện áp định mức

Điện áp định mức ở đây ta chọn bằng 110kV

2.2.3.5.3 Chọn tiết diện dây dẫn

 Đối với đường dây NĐ -2:

ICP = 265 A

 Kiểm tra điều kiện phát nóng

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

̇ Đ ( ) = ̇ + ̇ = 25 + 15,494 + 17 + 7,43 = 42 + 22,924