Tính độ lệch điện áp giữa các chế độ: | | | | | | Ta có bảng số liệu tính toán sau:
Bảng 7-6: Tính toán độ lệch điện áp giữa các chế độ cực đại, cực tiểu và sự cố
Lộ Uqđ max kV Uqđ min kV Uqđ sc kV ∆U1 kV ∆U2 kV ∆U3 kV ∆Umax kV HT-1 111,866 110,246 111,866 1,62 1,62 0 1,62 HT-2 111,583 110,111 111,583 1,472 1,472 0 1,472 HT-3 113,738 111,608 113,738 2,13 2,13 0 2,13 NĐ-6 112,004 116,857 112,117 4,853 4,74 0,113 4,853 NĐ-7 110,926 113,891 111,039 2,965 2,852 0,113 2,965 NĐ-8 112,667 117,417 110,59 4,75 6,827 2,077 6,827 8--5 103,729 113,149 103,85 9,42 9,299 0,121 9,42 NĐ-9 110,476 116,022 109,425 5,546 6,597 1,051 6,597 HT-4-NĐ 114,811 113,237 113,396 1,574 0,159 1,415 1,574
Theo thuật toán trên thì chúng ta sẽ tiến hành chọn máy biến áp cho các trạm theo thứ tự: 2, 4, 1, 3, 7, 6, 9, 8 và 5
Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh của máy biến áp phụ tải 2 được xác định: - Chế độ phụ tải cực đại: - Chế độ phụ tải cực tiểu:
- Chế độ sau sự cố: - Đầu phân áp tính toán trung bình:
Theo Bảng 7.4 ta chọn đầu điều chỉnh điện áp tiêu chuẩn n = 2, khi đó điện áp của đầu điều chỉnh tiêu chuẩn Utc = 119,094 kV.
Điện áp thực trên thanh góp hạ áp: - Chế độ phụ tải cực đại: - Chế độ phụ tải cực tiểu: Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp:
- Chế độ phụ tải cực đại: | | | | - Chế độ phụ tải cực tiểu: | | | | - Chế độ sau sự cố: | | | | Nhận thấy độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp không thoả mãn điều kiện đối với trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường. Do đó ta phải sử dụng máy biến áp có bộ điều chỉnh điện áp dưới tải cho trạm 2 và trạm còn lại.
7.2.2. Chọn đầu điều chỉnh cho máy biến áp bộ điều chỉnh điện áp dƣới tải
● Trạm biến áp 1:
- Chế độ phụ tải cực đại:
Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh của máy biến áp được xác định:
Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = 1, khi đó điện áp tiêu chuẩn của đầu điều chỉnh Utcmax = 117,047 kV.
Điện áp thực trên thanh góp hạ áp:
Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp:
- Chế độ phụ tải cực tiểu
Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh của máy biến áp được xác định:
Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = 3, khi đó điện áp tiêu chuẩn của đầu điều chỉnh Utcmin = 121,141 kV.
Điện áp thực trên thanh góp hạ áp:
Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp:
- Chế độ sau sự cố
Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh của máy biến áp được xác định:
Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = 2, khi đó điện áp tiêu chuẩn của đầu điều chỉnh Utcmax = 119,094 kV.
Điện áp thực trên thanh góp hạ áp:
Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp:
Bảng 7.7. Chọn đầu phân áp cho các chế độ cực đại, cực tiểu và sau sự cố
Trạm
Yêu cầu đ/c
Chế độ cực đại Chế độ cực tiểu Chế độ sau sự cố
Nấc dU Nấc dU Nấc dU 1 KT 117,193 1 117,047 11,039 5,133 121,271 3 121,141 10,511 0,105 118,809 2 119,094 10,849 3,324 2 KT 116,896 1 117,047 11,011 4,867 121,122 3 121,141 10,498 0,019 118,509 2 119,094 10,822 3,067 3 KT 119,154 2 119,094 11,031 5,057 122,769 4 123,188 10,464 0,343 120,798 3 121,141 10,844 3,276 5 T 111,314 -2 110,906 10,803 2,886 115,775 0 115 11,364 8,229 117,158 1 117,047 10,248 -2,4 6 T 120,194 4 123,188 10,501 0,01 119,569 2 119,094 11,333 7,933 126,485 -1 112,953 11,465 9,19 7 KT 116,208 1 117,047 10,946 4,248 125,28 5 125,235 10,504 0,038 117,931 1 117,047 10,957 4,352 8 T 120,905 3 121,141 10,742 2,305 120,142 3 121,141 11,195 6,619 124,762 5 125,235 10,199 -2,867 9 KT 115,737 0 115 11,096 5,676 127,624 6 127,282 10,528 0,267 116,217 1 117,047 10,798 2,838 4 KT 120,278 3 121,141 10,946 4,248 124,561 5 125,235 10,443 0,543 120,434 3 121,141 10,812 2,971
CHƢƠNG 8:
TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN
8.1. Vốn đầu tƣ xây dựng lƣới điện
Tổng vốn đầu tư xây dựng của mạng điện:
trong đó:
- vốn đầu tư xây dựng đường dây; - vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp.
Theo chương 4 ta có tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây là:
Vốn đầu tư cho các trạm hạ áp và tăng áp được xác định theo bảng dưới đây:
Bảng 8-1: Vốn đầu tư cho các trạm tăng áp và hạ áp
Trạm Số MBA Loại MBA Giá thành .109 đ ∑Kt .109 đ
NĐ 4 TDH-63000/110 35 140 1 2 TPDH-25000/110 19 38 2 2 TPDH-25000/110 19 38 3 2 TPDH-25000/110 19 38 4 2 TPDH-25000/110 19 38 5 1 TPDH-32000/110 22 22 6 2 TPDH-25000/110 19 38 7 2 TDH-16000/110 13 26 8 2 TDH-25000/110 22 44 9 2 TPDH-32000/110 22 44 Tổng 466
Tổng vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp:
Tổng vốn đầu tư xây dựng mạng điện:
8.2. Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện
Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện bao gồm tổn thất trên đường dây và trong các máy biến áp ở chế độ phụ tải cực đại.
Theo tính toán ở chương 6, ta có tổn thất công suất tác dụng cực đại trên đường dây và trong cuộn dây các máy biến áp như sau:
Tổng tổn thất công suất tác dụng trong lõi thép của các máy biến áp:
Vậy tổng tổn thất công suất tác dụng của mạng điện:
Tổn thất công suất tác dụng của mạng điện tính theo phần trăm:
8.3. Tổn thất điện năng trong mạng điện
Tổng tổn thất điện năng trong mạng điện xác định theo công thức:
trong đó:
τ - thời gian tổn thất công suất cực đại, được tính theo công thức:
t - thời gian các máy biến áp làm việc trong năm, vì các máy biến áp vận hành song song trong cả năm nên t = 8760 h.
Tổng tổn thất điện năng trong mạng điện:
Tổng điện năng các hộ tiêu thụ nhận được trong năm:
Tổn thất điện năng trong mạng điện tính theo phần trăm:
8.4. Các loại chi phí và giá thành 8.4.1. Chi phí vận hành hàng năm 8.4.1. Chi phí vận hành hàng năm
trong đó: - hệ số vận hành đường dây, - hệ số vận hành trạm, c - giá thành 1kWh, c = 1000đ/kWh. Như vậy:
8.4.2. Chi phí tính toán hàng năm
Chi phí tính toán hàng năm được xác định theo công thức:
trong đó là hệ số định mức hiệu quả của các vốn đầu tư: Do đó chi phí tính toán bằng:
8.4.3. Giá thành truyền tải điện năng
Giá thành truyền tải điện có giá trị là:
Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải trong chế độ cực đại:
Kết quả tính các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống điện thiết kế được tổng hợp trong bảng sau:
Bảng 8.2. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống điện thiết kế
STT Các chỉ tiêu Đơn vị Giá trị
1 Tổng công suất phụ tải khi cực đại MW 239
2 Tổng chiều dài đường dây km 572,078
3 Tổng công suất các MBA hạ áp MVA 428
4 Tổng vốn đầu tư cho mạng điện K 109 đ 519,252
5 Tổng vốn đầu tư về đường dây Kd 109 đ 53,252
6 Tổng vốn đầu tư về các trạm biến áp Kt 109 đ 466 7 Tổng điện năng các phụ tải tiêu thụ A MWh 1147200 8 Tổn thất điện áp lớn nhất khi bình thường
Umax bt% % 7,985 9 Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố Umax sc% % 12,653
10 Tổng tổn thất công suất tác dụng ΔP MW 10,71
11 Tổng tổn thất công suất tác dụng phần trăm ΔP% % 4,481
12 Tổng tổn thất điện năng ΔA MWh 38671,053
13 Tổng tổn thất điện năng phần trăm ΔA% % 3,366
14 Chi phí vận hành hàng năm, Y 109 đ 87,347
15 Chi phí tính toán hàng năm Z 109 đ 152,253
16 Giá thành truyền tải điện năng β đ/MWh 76,139
17 Giá thành xây dựng 1MW công suất khi phụ tải
cực đại K0 10
PHẦN II: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH KHI NGẮN MẠCH BA PHA
CHƢƠNG 9:
NHỮNG KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN VỀ ỔN ĐỊNH
9.1. Các chế độ làm việc của hệ thống điện 9.1.1. Hệ thống điện 9.1.1. Hệ thống điện
HTĐ là tập hợp các phần tử tham gia vào quá trình sản xuất, truyền tải và tiêu thụ năng lượng. Các phần tử của HTĐ được chia thành hai nhóm:
- Các phần tử tự lực làm nhiệm vụ sản xuất, biến đổi, truyền tải, phân phối và sử dụng điện năng như MF, đường dây tải điện và các thiết bị dùng điện.
- Các phần tử điều chỉnh làm nhiệm vụ điều chỉnh và biến đổi trạng thái HTĐ như điều chỉnh kích từ máy phát đồng bộ, điều chỉnh tần số, bảo vệ rơle, máy cắt điện...
Mỗi phần tử của HTĐ được đặc trưng bởi các thông số, các thông số này được xác định về lượng bởi tính chất vật lý của các phần tử, sơ đồ liên lạc giữa chúng và nhiều sự giản ước tính toán khác. Ví dụ: Tổng trở, tổng dẫn của đường dây, hệ số biến áp, hệ số khuếch đại của bộ phận tự động điều chỉnh kích thích... Các thông số của các phần tử cũng được gọi là các thông số của HTĐ.
Nhiều thông số của HTĐ là các đại lượng phi tuyến, giá trị của chúng phụ thuộc vào dòng công suất, tần số... trong phần lớn các bài toán thực tế có thể coi là hằng số và như vậy ta có hệ thống tuyến tính. Nếu tính đến sự biến đổi của các thông số ta có hệ thống phi tuyến, đây là một dạng phi tuyến của HTĐ, dạng phi tuyến này chỉ phải xét đến trong một số ít trường hợp như khi phải tính đến độ bão hoà của MPĐ, MBA trong các bài toán ổn định.
9.1.2. Các chế độ của hệ thống
Tập hợp các quá trình xảy ra trong HTĐ và xác định trạng thái làm việc của HTĐ trong một thời điểm hay một khoảng thời gian nào đó gọi là chế độ của HTĐ.
Các quá trình nói trên được đặc trưng bởi các thông số U, I, P, Q, f, ... tại mọi điểm của HTĐ. Ta gọi chúng là các thông số chế độ, các thông số này khác với các thông số hệ thống ở chỗ nó chỉ tồn tại khi HTĐ làm việc. Các thông số chế độ xác định hoàn toàn trạng thái làm việc của HTĐ.
Các thông số chế độ quan hệ với nhau thông qua các thông số HTĐ, nhiều mối quan
Các chế độ của HTĐ được chia thành hai loại:
- Chế độ xác lập (CĐXL) là chế độ các thông số của nó dao động rất nhỏ xung quanh giá trị trung bình nào đó, thực tế có thể xem như các thông số này là hằng số.
Trong thực tế không tồn tại chế độ nào mà trong đó các thông số của nó bất biến theo thời gian vì HTĐ bao gồm một số vô cùng lớn các phần tử, các phần tử này luôn luôn biến đổi khiến cho các thông số của chế độ cũng biến đổi không ngừng.
CĐXL được chia thành:
+ CĐXL bình thường là chế độ vận hành bình thường của HTĐ. + CĐXL sau sự cố xảy ra sau khi đã loại trừ sự cố.
+ Chế độ sự cố xác lập là chế độ sự cố duy trì sau thời gian quá độ ví dụ như chế độ ngắn mạch duy trì...
- Chế độ quá độ là chế độ mà các thông số biến đổi rất nhều. Chế độ quá độ gồm : + Chế độ quá độ bình thường là bước chuyển từ CĐXL bình thường này sang CĐXL bình thường khác.
+ Chế độ quá độ sự cố xảy ra sau sự cố.
9.1.3. Yêu cầu đối với các chế độ của hệ thống điện
a. Chế độ xác lập bình thường
- Đảm bảo chất lượng điện năng: điện năng cung cấp cho các phụ tải phải có chất lượng đảm bảo, tức giá trị của các thông số chất lượng (điện áp và tần số) phải nằm trong giới hạn được quy định bởi các tiêu chuẩn.
- Đảm bảo độ tin cậy : các phụ tải được cung cấp điện liên tục với chất lượng đảm bảo. Mức độ liên tục này phải đáp ứng được yêu cầu của các hộ dùng điện và điều kiện của HTĐ.
- Có hiệu quả kinh tế cao: chế độ thoả mãn độ tin cậy và đảm bảo chất lượng điện năng được thực hiện với chi phí sản xuất điện, truyền tải và phân phối điện năng nhỏ nhất. - Đảm bảo an toàn điện: phải đảm bảo an toàn cho người vận hành, người dùng điện và thiết bị phân phối điện.
b. Chế độ xác lập sau sự cố
Các yêu cầu giống như CĐXL bình thường được giảm đi nhưng chỉ cho phép kéo dài trong một thời gian ngắn, sau đó phải có biện pháp hoặc là thay đổi thông số của chế độ hoặc là thay đổi sơ đồ hệ thống để đưa chế độ này để về CĐXL bình thường.
- Chấm dứt một cách nhanh chóng bằng CĐXL bình thường hay CĐXL sau sự cố. - Trong thời gian quá độ các thông số biến đổi trong giới hạn cho phép như: giá trị của dòng điện ngắn mạch, điện áp tại các nút của phụ tải khi ngắn mạch...
- Các yêu cầu của HTĐ được xét đến khi thiết kế và được bảo đảm bằng cách điều chỉnh thường xuyên trong quá trình vận hành HTĐ.
9.2. Định nghĩa ổn định của hệ thống điện
Điều kiện cân bằng công suất không đủ cho một CĐXL tồn tại trong thực tế. Vì các chế độ trong thực tế luôn bị các kích động từ bên ngoài. Một chế độ thoả mãn các điều kiện cân bằng công suất muốn tồn tại được trong thực tế phải chịu đựng được các kích động mà điều kiện cân bằng công suất không bị phá huỷ.
Các kích động đối với chế độ HTĐ được chia làm 2 loại: các kích động nhỏ và các kích động lớn.
a. Ổn định tĩnh
Các kích động nhỏ xảy ra liên tục và có biên độ nhỏ, đó là sự biến đổi của thiết bị điều chỉnh... Các kích động này tác động lên roto của MPĐ, phá hoại sự cân bằng công suất ban đầu làm cho CĐXL tương ứng bị dao động. CĐXL muốn duy trì được thì phải chịu được các kích động nhỏ này, có nghĩa là sự cân bằng công suất phải được giữ vững trước các kích động nhỏ, nói đúng hơn là sự cân bằng công suất phải được khôi phục sau các kích động nhỏ, trong trường hợp đó ta nói rằng hệ thống có ổn định tĩnh.
Ta có, định nghĩa ổn định tĩnh:
Ổn định tĩnh là khả năng của HTĐ khôi phục lại chế độ ban đầu hoặc rất gần chế độ ban đầu sau khi bị kích động nhỏ.
Như vậy ổn định tĩnh là điều kiện đủ để một CĐXL tồn tại trong thực tế.
b. Ổn định động
Các kích động lớn xảy ra ít hơn so với các kích động nhỏ, nhưng có biên độ khá lớn. Các kích động này xảy ra do các biến đổi đột ngột sơ đồ nối điện, biến đổi của phụ tải điện và các sự cố ngắn mạch... Các kích động lớn tác động làm cho cân bằng công suất