CHƯƠNG III TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT
3.1 Cơ sở lý thuyết tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật
3.1.1 Chọn điện áp định mức của mạng điện
Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật. Ví dụ, khi tăng điện áp định mức, tổn thất công suất và điện năng sẽ giảm, nghĩa là giảm các chi phí vận hành, giảm tiết diện đường dây, tăng giới hạn truyền tải, nhưng tăng vốn đầu tư để xây dựng mạng điện và ngược lại… Vì vậy, việc chọn đúng điện áp định mức của mạng điện khi thiết kế là một bài toán kinh tế - kỹ thuật.
Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất của phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và nguồn cung cấp, vị trí tương đối giữa các phụ tải, sơ đồ nối điện, cấp điện áp của các mạng điên có sẵn…
Điện áp định mức của mạng điện thiết kế được chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp điện. Điện áp định mức sơ bộ của mạng có thể xác định theo công suất truyền tải và khoảng cách truyền tải công suất trên mỗi đường dây.
Chọ sơ bộ điện áp của mạng điện có thể tiến hành theo công thức kinh nghiệm:
ủm
U 4,34 l 16P , kV
n
trong đó:
l – khoảng cách truyền tải, km;
P – công suất truyền tải trên đương dây, MW;
n – số lộ đường dây.
3.1.2 Chọn tiết diện dây dẫn
Chọn tiết diện dây dẫn của mạng điện thiết kế phải chú ý đến: các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật, khả năng tải của dây dẫn theo điều kiện phát nóng trong các điều kiện sự
cố, độ bền cơ học của các đường dây trên không, các điều kiện tạo thành vầng quang…
Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện
Tùy theo mức điện áp của mạng điện mà ta chọn được dây dẫn hợp lý.
- Dây dẫn nhôm thường được dùng trong các mạng điện từ 0,4; 6; 10 đến 35 kV.
- Dõy nhụm lừi thộp được sử dụng hợp lý nhất đối với cỏc mạng điện và đường dõy truyền tải điện năng. Thường được sử dụng cho cấp điện áp từ 110 kV trở lên.
Đối với các mạng điện khu vực, tiêu chí kinh tế được đặt lên hàng đầu. Do vậy tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện:
max
kt kt
F I J trong đó:
Imax – dòng điện tính toán chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải lớn nhất, A;
Jkt – mật độ kinh tế dòng điện, A/mm2.
Các giá trị mật độ kinh tế của dòng điện tra trong Bảng 2.4 sách “Thiết kế các mạng và hệ thống điện” của Nguyễn Văn Đạm (tài liệu [1]).
Với dây AC và Tmax = 5000 h thì Jkt = 1,1 A/mm2.
Dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ phụ tải cực đại được xác định theo công thức:
max 3
max
ủm
I S .10 , A
n 3U
trong đó:
n – số lộ đường dây;
Uđm – điện áp định mức của mạng điện, kV;
Smax – công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại, MVA.
Dựa vào tiết diện dây dẫn tính được theo công thức trên, tiến hành chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vầng quang, độ bền cơ học của đường dây và phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sự cố.
Kiểm tra điều điện phát nóng
Điều kiện phát nóng của dây dẫn phải thỏa mãn:
Isc ≤ Icp trong đó:
Icb - dòng điện chạy trên đường dây,
Ở chế độ làm việc bình thường: Icb Ilvmax; Ở chế độ sự cố: Icb Iscmax= 2.Ilvmax(với dây kép);
Icp - dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn;
Nếu điều kiện trên không đảm bảo ta phải chọn lại tiết diện dây dẫn.
Sau khi chọn được tiết diện dây dẫn chuẩn, ta phải xác định các thông số đơn vị của đường dây là r0, x0, b0 và tiến hành tính các thông số tập trung R, X, B/2 trong sơ đồ thay thế của các đường dây theo các công thức sau:
1 0 1 0 B 1 0 R .r .l ; X .x .l ; .n.b .l
n n 2 2
trong đó:
n – số lộ đường dây;
R – điện trở tác dụng của đường dây;
X – điện kháng của đường dây;
B – điện dẫn phản kháng của đường dây.
3.1.3 Kiểm tra tổn thất điện áp lúc bình thường và lúc sự cố
Điện áp cung cấp cho các hộ tiêu thụ được đặc trưng bằng tần số của dòng điện và độ lệch điện áp so với định mức trên các cực của thiết bị dùng điện.Điều kiện tổn thất điện áp phải thỏa mãn là
% 20
%
% 10
%
max max
sc bt
U U
Có tổn thất điện áp trên đường dây được xác định theo công thức:
2
ủm
P.R Q.X
U% .100
U
trong đó:
ΔU – tổn thất điện áp;
P – công suất tác dụng chạy trên đường dây, MW;
Q – công suất phản kháng chạy trên đường dây, MVAr;
R, X – điện trở và điện kháng của đường dây, Ω;
Uđm - điện áp định mức cảu mạng điện, kV.
Trong chế độ sự cố, nếu đứt một đường dây trong đường dây kép, thì tổn thất điện áp được xác định theo công thức:
ΔUsc% = 2.ΔUbt%
3.2 Tính toán