CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ CHỌN ĐIỆN ÁP TRUYỀN TẢI
2.2. Lựa 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, cũng nhƣ các đặc trƣng kỹ thuật của mạng điện.
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 các nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối giữa các phụ tải với nhau, sơ đồ mạng điện.
Điện áp định mức của mạng điện thiết kế đƣợc 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 đường dây trong mạng điện.
Các phương án của mạng điện thiết kế hay là các đoạn đường dây riêng biệt của mạng điện có thể có điện áp định mức khác nhau. Chọn điện áp cho mạng là một trong những vấn đề cơ bản của việc thiết kế. Việc chọn điện áp ảnh hưởng trực tiếp đến chỉ tiêu kinh tế và chỉ tiêu kỹ thuật của mạng điện. Nếu điện áp cao thì dòng điện nhỏ sẽ đƣợc lợi về dây dẫn nhƣng xà sứ cách điện phải lớn. Ngƣợc lại nếu điện áp thấp thì đƣợc lợi về cách điện, cột xà nhỏ hơn nhƣng chi phí cho dây dẫn sẽ cao hơn. Tuỳ thuộc vào giá trị công suất cần truyền tải và độ dài đường dây tải điện mà chọn điên áp vận hành sao cho thích hợp nhất. Trong khi tính toán thông thường, trước hết chọn điện áp định mức của các đoạn đường dây có công suất truyền tải lớn. Các đoạn đường dây trong mạng kín, theo thường lệ, cần được thực hiện với một cấp điện áp định mức.
Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh nghiệm sau:
i
i i
U = 4,34 l +16P , kV n trong đó:
▪ Ui - điện áp tính toán của đường dây thứ i, kV;
▪ li - chiều dài đường dây thứ i, km;
▪ Pi - công suất tác dụng trên đường dây truyền tải thứ i, MW;
▪ n - số lộ đường dây làm việc song song. Với đường dây đơn thì n = 1, với đường dây kép thì n = 2.
Áp dụng lần lượt tính toán cho từng nhóm và từng phương án.
2.2.1. Nhóm 1
Tính điện áp định mức trên đường dây NĐ-4-HT
Công suất tác dụng từ NĐ truyền vào đường dây NĐ-4 được xác định:
N4 kt td N N
P = P - P - P - ΔP
▪ Pkt - tổng công suất phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện;
▪ Ptd - công suất tự dùng của nhà máy điện;
▪ PN - tổng công suất tác dụng của tất cả các phụ tải nối với nhà máy nhiệt điện
N 1 2 3 5 6
P = P + P + P + P + P ; và ΔP = 5%PN N Theo kết quả tính toán ở phần 1.5, ta có:
Pkt = 170 MW, Ptd = 20 MW.
Tổng công suất của các phụ tải nối với nhiệt điện:
N 1 2 3 5 6
P = P + P + P + P + P = 24 + 28 + 21+ 28 + 25 = 126MW Do đó, công suất tác dụng từ NĐ truyền vào đường dây NĐ-4:
N4 kt td N N
P = P - P - P - ΔP = 170 - 20 -126 - 0,05.126 = 27 MW
Công suất phản kháng do nhiệt điện truyền vào đường dây NĐ-4 có thể tính gần đúng nhƣ sau:
N4 N4 1
Q = P .tg = 27.0, 484 = 13, 07 MVAr Nhƣ vậy: SN4 = 27 + j13,07MVA
Dòng công suất truyền tải trên đường dây HT-4 là:
H4 4 N4
S = S -S = 32 + j15,5 - (27 + j13,07) = 5 + j2, 43MVA Điện áp tính toán trên đoạn đường dây NĐ-4 bằng:
N4
N4 N4
P 27
U = 4,34. l +16. = 4,34. 58,31+16. = 71,88 kV
n 2
Điện áp tính toán trên đoạn đường dây HT-4 bằng:
H4
H4 H4
P 5
U = 4,34. l +16. = 4,34. 90 +16. = 49, 48 kV
n 2
Do đó ta chọn điện áp truyền tải định mức của nhóm 1 là 110 kV.
2.2.2. Nhóm 2 a. Phương án 2a
Điện áp tính toán trên đoạn đường dây NĐ-1 bằng:
1
N1 N1
P 24
U = 4,34. l +16. = 4,34. 67, 08 +16. = 69,86 kV
n 2
Điện áp tính toán trên đoạn đường dây NĐ-3 bằng:
3
N3 N3
P 21
U = 4,34. l +16. = 4,34. 110 +16. = 91, 66 kV
n 1
Điện áp tính toán trên đoạn đường dây NĐ-5 bằng:
5
N5 N5
P 28
U = 4,34. l +16. = 4,34. 63, 25 +16. = 73,56 kV
n 2
b. Phương án 2b
Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây NĐ-1 có giá trị là:
. . .
N1 1 3
S = S + S = 24 + j11, 62 + 21+ j10,17 = 45 + j21, 79 MVA Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây 1-3 là:
. .
1-3 3
S = S = 21+ j10,17 MVA Điện áp tính toán trên đoạn NĐ-1:
N1
N1 N1
P 45
U = 4,34. l +16. = 4,34. 67, 08 +16. = 89, 69 kV
n 2
Điện áp tính toán trên đoạn 1-3 là:
1-3
1-3 1-3
P 21
U = 4,34. l +16. = 4,34. 58,31+16. = 86,18 kV
n 1
Điện áp tính toán trên đoạn NĐ-5:
N5
N5 N5
P 28
U = 4,34. l +16. = 4,34. 63, 25 +16. = 73,56 kV
n 2
Như vậy, ta chọn điện áp định mức cho phương án 2b là 110 kV.
c. Phương án 2c
Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây NĐ-5 có giá trị là:
. . .
N5 5 3
S = S + S = 28 + j13,56 + 21+ j10,17 = 49 + j23, 73 MVA Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây 5-3:
. .
5-3 3
S = S = 21+ j10,17 MVA Điện áp tính toán trên đoạn NĐ-1:
1
N1 N1
P 24
U = 4,34. l +16. = 4,34. 67, 08 +16. = 69,86 kV
n 2
Điện áp tính toán trên đoạn NĐ-5:
N5
N5 N5
P 49
U = 4,34. l +16. = 4,34. 63, 25 +16. = 92, 60 kV
n 2
Điện áp tính toán trên đoạn 5-3 là:
5-3
5-3 5-3
P 21
U = 4,34. l +16. = 4,34. 53,85 +16. = 85, 69 kV
n 1
Như vậy, ta chọn điện áp định mức cho phương án 2c là 110 kV.
2.2.3. Nhóm 3 a. Phương án 3a
Điện áp tính toán trên đoạn NĐ-2:
N2
N2 N2
P 28
U = 4,34. l +16. = 4,34. 51+16. = 71,97 kV
n 2
Điện áp tính toán trên đoạn NĐ-6:
N6
N6 N6
P 25
U = 4,34. l +16. = 4,34. 64, 03 +16. = 70,52 kV
n 2
b. Phương án 3b
Tính dòng công suất chạy trên các đoạn đường dây trong mạch vòng NĐ- 2-6-NĐ. Để xác định dòng công suất ta giả thiết rằng, mạng điện đồng nhất và tất cả các đoạn đường dây đều có cùng một tiết diện. Giả sử chiều dòng công suất nhƣ hình vẽ:
S =28+j13,55.2
2 41,23km 6 64,03km S. 6-2
S. N6 S =25+j12,16
.
NĐ
NĐ 51km
S. N2
Hình 2-7: Dòng công suất mạch vòng NĐ-2-6-NĐ
Nhƣ vậy dòng công suất chạy trên đoạn NĐ-2 bằng:
. .
. 2 N6 6-2 6 N6
N2
N2 2-6 N6
S (l + l ) + S l S =
l + l + l
(28 + j13,56)(64, 03 + 41, 23) + (25 + j12,11).64, 03
= = 29,11+ j14, 09MVA
51+ 41, 23 + 64, 03 Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ-6 bằng:
. .
. 6 N2 2-6 2 N2
N6
N2 2-6 N6
S (l + l ) + S l S =
l + l + l
(25 + j12,11)(51+ 41, 23) + (28 + j13,56).51
= = 23,89 + j11,57MVA
51+ 41, 23 + 64, 03 Công suất chạy trên đoạn 2-6 bằng:
. . .
6-2 N6 6
S = S -S = ( 23,89 + j11,57) - (25 + j12,1) = -(1,11+ j0,53)MVA Do đó, chiều công suất ngƣợc với giả thiết; nút 6 là điểm phân công suất.
Điện áp tính toán trên đoạn NĐ-2:
N2 N2 N2
U = 4,34. l +16.P = 4,34. 51+16.29,11 = 98, 66 kV Điện áp tính toán trên đoạn NĐ-6 là:
N6 N6 N6
U = 4,34. l +16.P = 4,34. 64, 03 +16.23,89 = 91, 68 kV Điện áp tính toán trên đoạn 2-6 là:
2-6 2-6 2-6
U = 4,34. l +16.P = 4,34. 41, 23 +16.1,11 = 33,33 kV Như vậy, ta chọn điện áp định mức cho phương án 3b là 110 kV.
c. Phương án 3c
Tính toán tương tự như phương án 2b) với nhánh NĐ-2-6
Kết quả tính toán điện áp trên các đường dây được ghi trong bảng sau:
Bảng 2-1: Điện áp tính toán của nhóm 3
Phương án Đường dây
l, km
P, MW
U, kV
Uđm, kV 3a
N-2 51 28 71,97
110
N-6 64,03 25 70,52
3b
N-2 51 29,11 98,66
2-6 41,23 1,11 33,33
N-6 64,03 23,89 91,68
3c N-2 51 53 94,56
2-6 41,23 28 70,68
2.2.4. Nhóm 4 a. Phương án 4a
Để xác định dòng công suất, ta giả thiết rằng mạng điện đồng nhất và tất cả các đoạn đường dây đều có cùng một tiết diện. Giả sử chiều dòng công suất nhƣ hình vẽ:
S =27+j13,077
.
7 8
51km 53,85km
S. 8-7
SHT-8
. S =23+j11,138
.
HT 67,08km HT
SHT-7
.
Hình 2-8: Dòng công suất mạch vòng HT-7-8-HT
Nhƣ vậy dòng công suất chạy trên đoạn HT-7 bằng:
. .
. 7 H8 7-8 8 H8
H7
H7 7-8 H8
S (l + l ) + S l (27 + j13, 08)(53,85 + 51) + (23 + j11,14).53,85
S = =
l + l + l 67, 08 + 53,85 + 51
= 23, 67 + j11, 47 MVA
Dòng công suất chạy trên đoạn HT-8 bằng:
. .
. 8 H7 7-8 7 H7
H8
H7 7-8 H8
S (l + l ) + S L (23 + j11,14)(67, 08 + 51) + (27 + j13, 08).67, 08
S = =
l + l + l 67, 08 + 51+ 53,85
= 26, 33 + j12, 75 MVA Công suất chạy trên đoạn 7-8 bằng:
. . .
8-7 H8 8
S = S -S = (26,33 + j12, 75) - (23 + j11,13) = 3,33 + j1, 62 MVA Do đó, nút 7 là điểm phân công suất.
Điện áp tính toán trên đoạn HT-7:
H7 H7 H7
U = 4,34. l +16.P = 4,34. 67, 08 +16.23, 67 = 91, 63 kV Điện áp tính toán trên đoạn HT-8là:
H8 H8 H8
U = 4,34. l +16.P = 4,34. 53,85 +16.24, 25 = 91, 22 kV
Điện áp tính toán trên đoạn 7-8 là:
7-8 7-8 7-8
U = 4,34. l +16.P = 4,34. 51+16.3,33 = 44,32 kV Như vậy, ta chọn điện áp định mức cho phương án 4a) là 110 kV.
b. Phương án 4b
Tính toán tương tự như phương án 3a) với các nhánh HT-7 và HT-8
c. Phương án 4c
Tính toán tương tự như phương án 3c) với nhánh HT-8-7
Kết quả tính toán điện áp trên các đường dây được ghi trong bảng sau:
Bảng 2-2: Điện áp tính toán của nhóm 4
Phương án
Đường dây
l, km
P, MW
U, kV
Uđm, kV
4a
H-7 67,08 23,67 91,63
110
H-8 53,85 24,25 91,22
7-8 51 3,33 44,32
4b H-7 67,08 27 73,02
H-8 53,85 23 66,93
4d
H-8 67,08 50 93,79
7-8 51 27 70,92
2.2.5. Nhóm 5
Điện áp tính toán trên đoạn đường dây HT-9 bằng:
H9 H9 H9
16.32
U = 4,34. l +16.P = 4,34. 60 + = 77,15 kV 2
*Kết luận: Như vậy ta chọn điện áp định mức của mạng điện là 110kV.