Thiết kế và tính toán kinh tế - kỹ thuật mạng lưới điện phân phối gồm 2 nhà máy và 9 phụ tải

Dự kiến các phương án nối dây của mạng lưới điện

Các chỉ tiêu kinh tế- kĩ thuật của mạng lưới điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ nối điện. Vì vậy ta cần lựa chọn được phương án nối điện có chi phí nhỏ nhất đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết và chất lượng điện năng yêu cầu của các phụ tải, thuận tiện và an toàn trong vận hành, có khả năng phát triển phụ tải. Mạng lưới điện cần thiết kế có 8 phụ tải là hộ loại I, 1 phụ tải là hộ loại III.

Để đảm bảo an toàn cung cấp điện và có thể giảm được tiết diện dây, đối với phụ tải loại I ta đi dây lộ kép, mạch vòng, còn phụ tải loại III thì ta đi dây lộ đơn. Để có sự liên hệ giữa hai nhà máy điện thì phải có đường dây liên lạc giữa hai nhà máy.

TÍNH TOÁN CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH MẠNG LƯỚI ĐIỆN

Để đánh giá chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật của mạng lưới điện thiết kế, cần xác định các thông số chế độ xác lập trong các trạng thái phụ tải cực đại, cực tiểu và sau sự cố khi phụ tải cực đại. + Giai đoạn 1 : Khi xác định các dòng công suất và các tổn thất công suất, ta giả thiết điện áp ở các nút trong mạng lưới điện bằng điện áp định mức Ui=Uđm=110kV. + Giai đoạn 2 : Khi xác định điện áp nút trong mạng điện, tuỳ vào trạng thái xét đến mà ta có các giá trị điện áp trên thanh cái đầu ra của nhà máy điện để tính toán.

NM2 là nhà máy làm nhiệm vụ cân bằng công suất, do đó ta chọn thanh góp 110kV của NM2 làm nút điện áp cơ sở.

Chế độ phụ tải cực tiểu

Để đảm bảo điều kiện cân bằng công suất trong hệ thống, các nguồn điện phải cung cấp đủ công suất theo yêu cầu. Do vậy tổng công suất tác dụng do hai nhà máy điện phát lên thanh góp bằng : Pcc=315,92MW.

Chế độ sau sự cố

Đối với đường dây liên lạc giữa hai nhà máy, ta chỉ xét sự cố ngừng làm việc một mạch do sự cố này nặng nề hơn sự cố ngừng làm việc một tổ máy có công suất lớn nhất, do ở chương 3 trường hợp này có dòng điện sự cố và tổn thất lớn hơn. Sự cố ngừng làm việc một đường dây đoạn I – 2 có dòng điện sự cố và tổn thất điện áp lớn hơn sự cố đoạn II – 2, do đó ta chỉ xét trường hợp ngừng làm việc một đường dây đoạn I – 2.

Điều chỉnh điện áp trong mạng lưới điện

Do đó để đảm bảo chất lượng điện áp cung cấp cho các hộ tiêu thụ cần sử dụng các máy biến áp điều chỉnh điện áp dưới tải. Trong đó, Uđm là điện áp định mức của mạng lưới điện hạ áp ; Uđm=22kV.

Bài toán tính chế độ xác lập của hệ thống điện

Từ trạng thái xấp xỉ: U(k) cho tác động vào các nút của lưới, hệ thống điện sẽ có đáp ứng là công suất tại các nút S(k)(U(k)).

Áp dụng chương trình CONUS tính toán chế độ xác lập cho mạng lưới điện thiết kế phần I

Sau khi tính toán, chương trình đã kết luận ở chế độ phụ tải cực đại, hệ thống điện ổn định tĩnh. * Từ kết quả nhận được, ta thấy các số liệu về phân bố công suất khác nhau không nhiều giữa tính toán bằng tay ( lặp 1 lần) với tính toán bằng chương trình CONUS ( lặp nhiều lần). Sai số rừ rệt nhất nằm ở cụng suất phản khỏng truyền tải trờn đường dõy liờn lạc giữa hai nhà máy.

Công suất phản kháng do điện dung của đường dây sinh ra được tính theo công thức: Qc=B2.U❑2. Khi tính toán phân bố công suất bằng tay, ta cho U = Uđm, tính lặp một lần. Còn chương trình CONUS tính lặp nhiều lần, giá trị điện áp nút chính xác hơn ( sai số giữa.

Do đó sai số khi tính toán trên đường dây liên lạc là cộng dồn sai số của các đường dây dây trên và bản thân sai số của nó. Bởi vậy, sai số trên đường dây liên lạc có giá trị sai lệch nhất.

TÌM HIỂU QUY TRÌNH TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CHO LƯỚI PHÂN PHỐI

Theo giả thiết ở trên, coi đồ thị công suất tác dụng và công suất phản kháng là đồng dạng nên hệ số tham gia vào đỉnh ktđ , hệ số đồng thời kđt của công suất phản kháng của các phụ tải cũng bằng của công suất tác dụng. Thiết bị và đường dây truyền tải phải chịu một lượng tải vô ích nữa, gây tốn vật liệu để sản xuất các thiết bị điện này. Tùy vào mục đích sử dụng, các phụ tải điện có loại yêu cầu công suất tác dụng như đèn sợi đốt, phụ tải nhiệt ; có loại yêu cầu cả công suất tác dụng và công suất phản kháng như các loại động cơ, chiếm đến khoảng 70% là động cơ không đồng bộ, tiêu tốn rất nhiều công suất phản kháng.

Do đó, công suất truyền đến phụ tải bao gồm cả công suất tác dụng và công suất phản kháng : ́ S=P+ jQ. Công suất S truyền đi là không đổi, muốn truyền được công suất tác dụng P nhiều thì phải giảm lượng công suất phản kháng Q phải truyền tải. Muốn giảm được công suất phản kháng Q thì ta phải đặt thiết bị mang tính dung kháng như tụ bù, động cơ đồng bộ chạy không tải.

Trong thực tế tụ bù được sử dụng nhiều hơn động cơ đồng bộ vì tụ bù đơn giản, dễ vận hành, bảo dưỡng, thay thế, chi phí đầu tư rẻ và ít tiêu tốn công suất tác dụng. Đặc biệt, ta có thể lắp thêm tụ khi nhu cầu công suất phản kháng của phụ tải tăng so với lúc thiết kế. Tụ bù được đặt càng ở gần phụ tải thì lượng công suất phản kháng phải truyền trên đường dây càng ít nhưng chi phí cho 1kVAr ở cấp điện áp càng thấp thì càng cao.

Hơn nữa, việc quản lý dung lượng công suất phản kháng bù cũng dễ dàng hơn do các trạm không bị phân tán. Giải bài toán bù công suất phản kháng để xác định: số lượng trạm bù, vị trí đặt, công suất bù mỗi trạm sao cho đạt hiệu quả kinh tế cao nhất. Vấn đề công suất bù có giá trị như ở phân trên vẫn được áp dụng cho bài toán xác định vị trí bù tối ưu này.

Muốn cho tổn thất công suất tác dụng và tổn thất điện năng sau bù là nhỏ nhất thì trạm bù phải được đặt ở chính giữa đoạn L−lx , công suất phản kháng của tụ sẽ chia. Do hạn chế về số liệu đầu bài, chỉ biết các thông số cơ bản, không biết đồ thị phụ tải cụ thể nên ta dùng phương pháp tính toán tổn thất công suất theo τ mặc dù cách tính này không chính xác. Sau khi bù, phân bố dòng công suất trên các nhánh vẫn như cũ, chỉ có dòng công suất trên trục chính của đường dây là thay đổi.