CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY VÀ CHỌN ĐIỆN ÁP TRUYỀN TẢI
2.1. Đề xuất các phương án nối dây
Một trong các yêu cầu của thiết kế mạng điện là đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên tục, nhưng vẫn phải đảm bảo tính kinh tế. Muốn đạt được yêu cầu này người ta phải tìm ra phương án hợp lý nhất trong các phương án vạch ra đồng thời đảm bảo đƣợc các chỉ tiêu kỹ thuật.
Các yêu cầu chính đối với mạng điện:
Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.
Đảm bảo chất lƣợng điện năng.
Đảm bảo tính linh hoạt của mạng điện.
Đảm bảo tính kinh tế và có khả năng phát triển.
Trong thiết kế hiện nay, để chọn được sơ đồ tối ưu của mạng điện người ta sử dụng phương pháp nhiều phương án. Từ các vị trí đã cho của các phụ tải và các nguồn cung cấp, cần dự kiến một số phương án và phương án tốt nhất sẽ chọn được trên cơ sở so sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án đó. Đồng thời cần chú ý chọn các sơ đồ đơn giản. Các sơ đồ phức tạp hơn được chọn trong trường hợp khi các sơ đồ đơn giản không thoả mãn yêu cầu kinh tế - kỹ thuật.
Những phương án được lựa chọn để tiến hành so sánh về kinh tế chỉ là những phương án thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật của mạng điện.
Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu đối với các mạng là độ tin cậy và chất lƣợng cao của điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ. Khi dự kiến sơ đồ của mạng điện thiết kế, trước hết cần chú ý đến hai yêu cầu trên. Để thực hiện yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I, cần đảm bảo dự phòng 100% trong mạng điện, đồng thời dự phòng đóng tự động. Vì vậy để cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I có thể sử dụng đường dây hai mạch hay mạch vòng.
Các hộ tiêu thụ loại III được cung cấp điện bằng đường dây một mạch.
Để chọn được sơ đồ tối ưu của mạng điện ta sử dụng phương pháp chia lưới điện thành các nhóm nhỏ, trong mỗi nhóm ta đề ra các phương án nối dây, dựa trên các chỉ tiêu về kinh tế - kỹ thuật ta chọn được một phương án tối ưu của từng nhóm. Vì các nhóm phân chia độc lập, không phụ thuộc lẫn nhau nên kết hợp các phương án tối ƣu của các nhóm lại ta đƣợc sơ đồ tối ƣu của mạng điện.
Ưu nhược điểm của phương pháp chia nhóm :
- Ưu điểm: phương pháp này giúp ta chọn được sơ đồ tối ưu nhất mà các phương pháp khác chƣa thực hiện đƣợc.
- Nhƣợc điểm: việc chia nhóm phụ thuộc nhiều vào số lƣợng và vị trí địa lý của các phụ tải. Khi vị trí địa lý của các phụ tải đan xen nhau, việc chia nhóm sẽ gặp nhiều khó khăn.
Việc chia nhóm sẽ được thực hiện như sau: trước tiên dựa vào vị trí địa lý và công suất của các nguồn và phụ tải, chúng ta sẽ xem xét xem các phụ tải đƣợc lấy công suất từ nguồn nào. Ở đây chúng ta có hai nguồn, các phụ tải sẽ đƣợc cung cấp từ nguồn gần nó nhất, nếu phụ tải nằm ở vị trí gần giữa 2 nguồn thì chúng ta sẽ xét đến công suất của nguồn và tổng công suất của các phụ tải xung quanh nó để đƣa ra quyết định nối phụ tải đó với nguồn nào. Sau đó chúng ta sẽ tiến hành phân chia thành các nhóm. Việc vạch phương án sẽ được tiến hành đối với mỗi nhóm. Cụ thể như sau:
Nhƣ đã tính ở mục 1.5 ta có: Pkt 170 MW, Ptd 20 MW; khi tính toán sơ bộ , ta có thể lấy một cách gần đúng :
∑ΔP = 5%.∑Pmax = 5%.240 = 12 MW
Dựa vào vị trí các phụ tải, nếu phụ tải 1, 2, 3, 5, 6 nối với nhà máy nhiệt điện thì sơ bộ ta tính đƣợc lƣợng công suất truyền từ NĐ vào phụ tải 4 là:
4 kt td 6 7 8 9 10 N
P P - P - (P P P P P ) - P 170 - 20 -126 -12 12 32 MW Lƣợng công suất còn thiếu là 20 MW sẽ do hệ thống truyền về.
Nhƣ vậy ta sẽ phân khu vực nhà máy nhiệt điện cung cấp điện cho các hộ phụ tải lân cận nó là 1, 2, 3, 5, 6; khu vực hệ thống cung cấp điện cho các hộ phủ tải là 7, 8, 9. Nhà máy và hệ thống liên hệ thông qua đường dây liên lạc nối qua phụ tải 4.
Dựa trên cơ sở vị trí địa lý giữa các phụ tải, ta lại phân hai khu vực trên làm các nhóm nhỏ. Phía nhà máy nhiệt điện đƣợc chia làm hai nhóm, phía hệ thống chia làm hai nhóm. Cụ thể là:
▪ Nhóm 1 gồm nhà máy nhiệt điện, hệ thống, phụ tải 4.
▪ Nhóm 2 gồm nhà máy nhiệt điện, phụ tải 1, phụ tải 3, phụ tải 5.
▪ Nhóm 3 gồm nhà máy nhiệt điện, phụ tải 2, phụ tải 6
▪ Nhóm 4 gồm hệ thống, phụ tải 7, phụ tải 8.
▪ Nhóm 5 gồm hệ thống, phụ tải 9.
Để vạch ra được các phương án nối dây cho mỗi nhóm, ta phải dựa trên ưu điểm, nhƣợc điểm của các sơ đồ hình tia, liên thông, mạch vòng và yêu cầu của các phụ tải:
Mạng điện hình tia:
- Ưu điểm:
Có khả năng sử dụng các thiết bị đơn giản, rẻ tiền và các bảo vệ rơle đơn giản, dễ tính toán và vận hành lưới.
Khi sự cố một đường dây không ảnh hưởng đến các phụ tải khác, dễ xác định đƣợc nơi có sự cố.
Thuận tiện khi phát triển và thiết kế cải tạo các mạng điện hiện có.
- Nhược điểm:
Độ tin cậy cung cấp điện thấp.
Vốn đầu tư lớn do tổng chiều dài đường dây và số thiết bị đóng cắt trên đường dây lớn.
Mạng điện liên thông:
- Ưu điểm:
Việc thi công sẽ thuận lợi hơn vì làm trên cùng một tuyến đường dây.
Vốn đầu tư rẻ do tổng chiều dài đường dây ngắn.
Độ tin cậy cung cấp điện tốt hơn hình tia.
- Nhược điểm:
Khi xảy ra sự cố ở đoạn đường dây gần nguồn thì sẽ gây ảnh hưởng tới toàn bộ phụ tải phía sau nó.
Tổn thất điện áp và tổn thất điện năng cao hon so với sơ đồ hình tia.
Bị giới hạn công suất chuyền tải trên đường dây, tổng công suất không đƣợc quá lớn.
Mạng điện mạch vòng:
- Ưu điểm:
Mỗi phụ tải đều đƣợc nhận điện từ hai phía nên độ tin cậy cao.
Vốn đầu tư ít hơn do chiều dài đường dây ngắn, và là đường dây đơn.
- Nhược điểm:
Số lƣợng máy cắt cao áp nhiều hơn, bảo vệ rơle phức tạp hơn.
Tổn thất điện áp lúc sự cố lớn.
Vận hành phức tạp hơn.
Hình 2-1: Sơ đồ chia nhóm phụ tải
2.1.1. Nhóm 1:
4
NĐ
HT
Hình 2-2: Phương án nối dây của nhóm 1
2.1.2. Nhóm 2:
1
3
5
NĐ 2b)
1
3
5
NĐ 2a)
NĐ
HT 1
3
2
6 5
4
8
9 Nhóm 1
Nhóm 3
Nhóm 2 Nhóm 4
Nhóm 5
1
3
5
NĐ 2c)
1
3
NĐ 2d)
5
Hình 2-3: Các phương án nối dây của nhóm 2
Do phụ tải 3 là phụ tải loại III, không quá quan trọng, không cần phải đi mạch vòng kín nên ta có thể loại bỏ phương án 2d , giữ lại ba phương án 2a, 2b và 2c để tính toán.
2.1.3. Nhóm 3:
NĐ
2 6
3c) NĐ
2
6
NĐ
2
6
3a) 3b)
Hình 2-4: Phương án nối dây của nhóm 3
2.1.4. Nhóm 4:
7
8
HT 4a)
7 8
4b) HT
7 8
HT 4c)
Hình 2-5: Phương án nối dây của nhóm 4
2.1.5. Nhóm 5:
9 HT
Hình 2-6: Phương án nối dây của nhóm 5