Phương án thiết kế và kiểm tra kỹ thuật lưới điện khu vực gồm nhà máy nhiệt điện và hệ thống điện

MỤC LỤC

CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

Chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện J kt

Dõy dẫn lựa chọn là dõy nhụm lừi thộp (AC), loại dõy này cú độ dẫn điện tốt, độ bền cơ cao và giá thành hợp lý, do đó được sử dụng rộng rãi trong thực tế. Vì mạng điện thiết kế là mạng 110 kV có chiều dài lớn, nên tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế (Jkt). + Jkt : Là mật độ dòng điện kinh tế, nó phụ thuộc vào thời gian sử dụng công suất lớn nhất (TMax) và loại dây dẫn.

Từ Fi tính toán được, ta chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất (Ftc), sau đó kiểm tra tiết diện dây dẫn đã chọn theo các điều kiện: Vầng quang điện, độ bền cơ, điều kiện phát nóng dây dẫn và điều kiện tổn thất điện áp cho phép.

Kiểm tra tiết diện dây dẫn vừa chọn theo các điều kiện

Nhìn vào bảng kết quả trên ta thấy ở chế độ phụ tải Max, dòng công suất truyền tải SNĐ - 6 lớn hơn ở chế độ phụ tải Min, do vậy ta chọn tiết diện dây dẫn của đường dây NĐ - PT6 theo chế độ Max, còn đường dây HT - PT6 dòng công suất trong chế độ phụ tải Min lớn hơn chế độ phụ tải Max vì vậy ta chọn tiết diện dây dẫn của đoạn này theo chế độ phụ tải Min. Đồng thời dòng công suất chạy trên đoạn đường dây liên lạc NĐ - PT6 lớn nhất khi phụ tải Max, do đó sự cố đứt dây sẽ nguy hiểm hơn sự cố hỏng 1 tổ máy và dòng công suất chạy trên đoạn đường dây HT - 6 sẽ lớn nhất khi sự cố hỏng một tổ máy, vì vậy ta kiểm tra khi sự cố đứt dây đối với đoạn đường dây NĐ - 6 và sự cố hỏng một tổ máy đối với đoạn đường dây HT - 6. Đây là đường dây kép và dòng điện chạy trên đường dây lớn nhất khi phụ tải Max nên sự cố nặng nề nhất là khi đứt 1 trong 2 mạch của đường dây, khi đó tổng trở của đường dây tăng lên gấp 2 lần.

Vây đường dây liên lạc NĐ - PT6 ta chọn loại dây AC-70 là đạt yêu cầu (đảm bảo điều kiện vầng quang điện, độ bền cơ, tổn thất điện áp cho phép và điều kiện phát nóng dây dẫn).

Sơ đồ nối dây như sau:
Sơ đồ nối dây như sau:

Xét đoạn đường dây NĐ - PT4

Do đó ta chỉ cần tính toán thiết kế cho mạch nhánh NĐ - PT4 - PT5, còn các phụ tải khác và đường dây liên lạc ta giữ nguyên như phương án 1. Sự cố nặng nề nhất là khi đứt 1 mạch, khi đó dòng điện lớn nhất chạy trên dây dẫn là: ISC Max = 2.

Xét đoạn PT4 - PT5

Xét đoạn đường dây NĐ - PT2

Xét đoạn PT2 - PT1

SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KINH TẾ

Từ bảng tổng kết trên ta thấy trong 5 phương án thì cả 5 phương án đều đảm bảo kỹ thuật vì có tổn thất điện áp đều nằm trong phạm vi cho phép.

CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU CHO MẠNG ĐIỆN THIẾT KẾ

    Tiêu chuẩn để so sánh các phương án về mặt kinh tế là phí tổn tính toán hàng năm phải nhỏ nhất. Các phương án so sánh về mặt kinh tế ta chưa xét đến các trạm biến áp, và coi các phương án đều có số lượng các máy biến áp, các máy cắt điện, các dao cách ly và các thiết bị khác trong trạm biến áp là như nhau (có cùng cấp điện áp định mức). Vì vậy ta chỉ so sánh các phương án với nhau về hàm chi phí tính toán (Z) của việc xây dựng và vận hành đường dây.

    Li Thay số vào biểu thức trên ta tính được vốn đầu tư xây dựng đường dây của phương án 1. Từ các số liệu tính toán được ở trên ta thấy cả 5 phương án đều đảm bảo các yêu cầu về mặt kỹ thuật, nhưng phương án 1 nổi bật hơn cả vì có tổn thất điện áp nhỏ nhất trong 5 phương án, sơ đồ nối dây đơn giản đồng thời có hàm chi phí tính toán hàng năm là nhỏ nhất. Vậy ta chọn phương án 1 là phương án tối ưu để thiết kế mạng điện.

    Sơ đồ nối dây. Tiêu chuẩn để so sánh các phương án về mặt kinh tế là phí tổn  tính toán hàng năm phải nhỏ nhất.
    Sơ đồ nối dây. Tiêu chuẩn để so sánh các phương án về mặt kinh tế là phí tổn tính toán hàng năm phải nhỏ nhất.

    CÂN BẰNG CHÍNH XÁC CÔNG SUẤT TRONG CÁC CHẾ ĐỘ

    Nhánh NĐ - PT1

    Tính toán hoàn toàn tương tự như nhánh NĐ - PT1, ta được kết quả như bảng.

    Xác định chế độ vận hành của máy biến áp

    Vậy trong chế độ phụ tải Max, công suất phản kháng do nhà máy nhiệt điện và hệ thống cung lớn hơn công suất yêu cầu của phụ tải, do đó ta không phải bù cưỡng bức công suất phản kháng tại các hộ tiêu thụ.

    Tính phân bố công suất trên các đoạn đường dây 1) Xét nhánh NĐ - PT1

    Nhánh NĐ - PT1

    Thông số ở sơ đồ thay thế trong trường hợp đứt 1 đường dây lộ kép, chỉ thông số đường dây là thay đổi: Điện trở và điện kháng tăng lên 2 lần, dung dẫn đường dây giảm đi 2 lần. Riêng phụ tải 3 và 8 là hộ loại III, chỉ được cung cấp điện bằng 1 đường dây, nên không tính sự cố đứt dây.

    TÍNH ĐIỆN ÁP CÁC NÚT VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN

    • Điều chỉnh điện áp trong mạng điện
      • Chọn đầu phân áp cho các MBA hạ áp có điều áp dưới tải

        Chế độ sự cố có thể xảy ra khi ngừng một máy phát điện, ngừng một mạch trên đường dây liên kết giữa nhà máy và hệ thống, ngừng một mạch trên các đường dây lộ kép nối từ các nguồn cung cấp tới các hộ tiêu thụ. Trong phần này ta xét sự cố khi ngừng một mạch trên đường dây lộ kép nối từ các nguồn cung cấp tới các hộ tiêu thụ và sự cố khi ngừng một tổ máy của nhà máy nhiệt điện để tính tổn thất điện áp trên đường dây liên lạc HT - PT6 - NĐ và tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ -3 trong sự cố này, khi tính toán không xét sự cố xếp chồng. Do ta chọn hệ thống là nút điện áp cơ sở nên sự cố một tổ máy của nhà máy nhiệt điên, công suất truyền tải trên đoạn HT - PT6 là lớn nhất do đó sẽ gây tổn thất điện áp trên đường dây liên lạc HT-PT6 là lớn nhât khi đó điện áp trên thanh góp thanh góp 110 kV của phụ tải 6 là nhỏ nhất, nên ta xét sự cố này để chọn đầu phân áp của phụ tải 6 trong chế độ sự cố.

        Việc thay đổi này có thể thực hiện bằng tay khi máy biến áp không mang điện hoặc tự động khi máy biến áp đang mang tải (còn gọi là điều chỉnh điện áp dưới tải). Thông thường cuộn dây điều chỉnh được bố trí ở phía cao áp, với số vòng dây nhiều hơn và dòng điện thấp hơn, thuận lợi hơn cho việc chế tạo thiết bị chuyển đổi phân áp. Thay các giá trị điện áp của đầu phân áp trong các chế độ vào (∗∗) ta tìm được giá trị n gần đúng (n là số nguyên, gần nhất) sau đó thay ngược lại vào (∗) để tìm điện áp của đầu phân áp tiêu chuẩn tương ứng.

        Qua các số liệu đã tính được trong bảng, ta thấy tất cả các trạm có yêu cầu điều chỉnh thường gồm số 2, 5, 6 và 8 khi chọn đầu phân áp đều thoả mãn các điều kiện, nên ta chọn máy biến áp điều chỉnh đầu phân áp khi không điện. Đối với các trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường, đầu tiên ta chọn máy biến áp có điều chỉnh không điện nếu không thoả mãn khi đó cần chọn các máy biến áp có điều chỉnh điện áp dưới tải. Qua các số liệu đã tính được trong bảng, ta thấy cả 5 trạm đều không chọn được đầu phân áp thích hợp, ta phải dùng MBA điều áp dưới tải với yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường.

        Bởi vì thời gian xảy ra sự cố không biết trước, do đó có thể giả thiết rằng chế độ này xuất hiện trong trường hợp bất lợi nhất nghĩa là vào những giờ phụ tải lớn nhất. Vậy tại các trạm biến áp 1, 3, 4, 7 và 9 ta chọn máy biến áp điều áp dưới tải và các đầu được chọn đảm bảo yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường.

        Bảng 8.1. Giá trị điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp
        Bảng 8.1. Giá trị điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp

        TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN

          Vậy tại TBA của NĐ ta chọn MBA không điều áp dưới tải , chọn nấc phân áp tiêu chuẩn n =1 là đạt yêu cầu. Vốn đầu tư cho mạng điện bao gồm vốn đầu tư cho đường dây và vốn đầu tư cho các trạm biến áp. Giá thành xây dựng cho 1MW công suất phụ tải trong chế độ cực đại V =.

          BẢNG TỔNG KẾT CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN
          BẢNG TỔNG KẾT CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN

          THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP KIỂU KÍN TRONG NHÀ 2X100KVA - 22/ 0,4KV

          6 LỘ XUẤT TUYẾN

          TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ ĐÃ CHỌN

          TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

          - Tính toán điểm ngắn mạch N1 để kiểm tra cầu chì và DCL phía cao áp. Giả thiết ngắn mạch xảy ra là dạng ngắn mạch 3 pha đối xứng và coi nguồn có công suất vô cùng lớn. I∞ - Giá trị của dòng ngắn mạch ở chế độ xác lập ZΣ - Là tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch.

          * Điện kháng của hệ thống có thể được tính gần đúng qua công suất ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn: SN = 250 MVA.

          KIỂM TRA CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN ĐÃ CHỌN a- Kiểm tra cầu chì ống cao áp và DCL

          Với sứ đỡ ta phải kiểm tra điều kiện ổn định động, sự bền vững của sứ đỡ được xác định theo lực tính toán trên đầu sứ.

          TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP

          Trong các trạm biến áp phụ tải thì nối đất làm việc và nối đất an toàn được nối chung với nhau. Căn cứ vào mặt bằng trạm, ta chọn hệ thống nối đất hỗn hợp gồm các cọc và thanh như hình vẽ. Hệ thống nối đất bao gồm cỏc thanh thộp gúc L60 ì 60 ì 6 dài 2,5m được nối với nhau bằng thanh thép dẹt 40x4 mm tạo thành mạch vòng nối đất bao quanh trạm biến áp.