CHƯƠNG 1. TÌNH HÌNH HIỆN TRẠNG, ĐÁNH GIÁ CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT LƯỚI ĐIỆN QUẬN ĐỐNG ĐA
1.2: ĐÁNG GIÁ CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT HIỆN TẠI CỦA QUẬN ĐỐNG ĐA
1.2.1 Đánh giá chỉ tiêu kĩ thuật lưới điện trung áp
Căn cứ vào phương thức vận hành của từng lộ mà ta tách riêng từng lộ để tính toán. Các tính toán sẽ dựa trên sơ đồ thay thế mạng điện. Thành lập sơ đồ
thay thế bao gồm lựa chọn sơ đồ thay thế cho các phần tử của mạng điện, tính toán các thông số của chúng và chắp nối chúng lại với nhau.
a.Sơ đồ đẳng trị của đường dây.
Với R, X là trở và kháng của đường dây, ta có sơ đồ thay thế:
Việc xác định trị số của r0 và x0 có thể tra trong sổ tay kĩ thuật.
Hình 1.2
- Điện trở R trong sổ tay có thể xác định theo nhiệt độ môi trường là 200C và ở nhiệt độ khác thì điện trở cũng khác đi.
- Điện kháng X thay đổi theo khoảng các giữa các pha:
D
TB= = 3 D1. D2. D3
Với D1, D2, D3 là khoảng cách giữa các pha.
b.Sơ đồ thay thế của máy biến áp:
Các máy biến áp thường dùng là máy biến áp 2 cuộn dây và máy biến áp tự ngẫu. Với lưới trung áp thường dùng máy biến áp 2 cuộn dây do đó ta lập sơ đồ thay thế của máy biến áp 2 :
Hình 1.3
Rb
Bb G
X
R X
Theo cấu trúc sơ đồ : Zb= Rb + j Xb Yb= Gb + j Bb Trong đó : Rb, Xb, Gb, Bb được xác định theo công thức sau:
Khi tính toán gần đúng có thể dùng sơ đồ thay thế MBA 2 cuộn dây như sau:
2 2 dm
dm N
b S
U
R ∆P ×
= 20
dm
b U
G ∆P
=
dm dm N
b S
U X U
×
= × 100
2
2 0
100 dm dm
b U
S B I
×
= ×
Hình 1.3
Trong đó : +∆S0 đặc trưng cho tổn thất công suất không tải.
100
0 0
S Q S dm ∆
×
=
∆
c.Hệ số Kt:
Là tỉ số giữa công suất cực đại của phụ tải và công suất của MBA:
Kt=
BA pt
S S
d.Thời gian tổn thất công suất cực đại:
Đại lượng τ được xác định khi đã biết Cos ϕ và Tmax của lưới điện theo hàm quan hệ :
τ =f(Cos ϕ, Tmax) hoặc được tính theo công thức gần đúng :
R jX
0 0
0 P j Q
S =∆ + ∆
∆
τ =(0.124 + 0.0001. Tmax)2.8760 e.Hệ số Cos ϕ.
Hệ số Cos ϕ trung bình được xác định dựa vào trị số thống kê của đồng hồ đo công suất tác dụng và phản kháng tại các thời điểm khác nhau trong năm :
∑
∑
=
=
×
= 8760
1 8760
1
) (cos
cos
i i
i
i i
P ϕ P ϕ
Ngoài ra hệ số công suất Cos ϕ còn có thể xác định theo công thức:
Cos ϕ= 2 2
PK TD
TD
A A
A +
2. Các công thức dùng để tính toán :
a.Tổn thất công suất , tổn thất điện năng, tổn thất điện áp trên đường dây.
Hình 1.3 Ta có :
∆S =∆P + j∆Q S = P + j Q
Trong đó :- P, Q là công suất tác dụng và công suất phản kháng chạy trên đường dây và máy biến áp .
1
SMBA
∆ ∆SMBA2
0
SD
∆ ∆SD1 ∆SD2
01
SD S1' S1 SD02 S2' S2 SD03 S3' S3
01
ZD
1
Spt Spt2 Spt3 Spti
i
SDS0i' Si
12
ZD ZD23 ZDi−1,i
3
SMBA
∆
SMBAi
∆
- ∆P, ∆Q là tổn thất công suất tác dụng và tổn thất công suất phản kháng trên đường dây và trong máy biến áp.
S1= ∆ SB1 + S pt1 S1’= S2’+∆ SD1 + S1 S2=∆ S B2 + Spt2 S2’= S3’+∆ SD2 + S2 Si= ∆ SBi + S pti Si’= S’i+1 +∆SD,i+1 + Si
- S1… Si là công suất đầu vào của các máy biến áp thứ i (KVA)
- ∆ S01…∆ Si−1,i là tổn thất công suất trên đoạn đường dây D01… Di−1,i(KVA)
- S1’… Si’ công suất sau khi đi qua các đoạn đường dây 01;…;i- 1,i.
- ∆ SB1…∆ SBi là tổn thất công suất các máy biến áp 1…i - Spt1… Spti là công suất phụ tải tại các nút thứ 1…i
* Tổn thất công suất trên đường dây
∆ PD = R
U Q PD + D ×
2 3
2 2
.
10 (KW)
∆ QD = X
U Q PD D
+ ×
2 3
2 2
.
10 (KVAr)
* Tổn thất điện năng trên đường dây :
∆ AD=∆ PD.τ Trong đó :
+∆ AD tổn thất điện năng trên đường dây .
+∆ PD tổn thất công suất lớn nhất trên đường dây.
+τ thời gian tổn thất công suất lớn nhất trên đường dây(h).
*Tổn thất điện áp trên đường dây:
∆UDi=
Udm
X Q R P
. 10
. .
3
+
Trong đó :
+∆UDi : Tổn thất điện áp trên nhánh thứ i
+P,Q : Là công suất tác dụng và công suất phản kháng trên đoạn đường dây.
+R,X: Là điện trở và điện kháng của đường dây.
• Tổn thất công suất , tổn thất điện năng và tổn thất điện áp trong MBA 2 dây quấn
Xét tổng quát cho trạm biến áp có n MBA vận hành song song:
∆PB=n. ∆P0 +
n
1.∆Pn.(
dm pt
S S max
)2
∆QB= n. ∆Q0 +
dm pt n
S n S U
. . 100
. 2max
Tổn thất điện năng trong trạm :
∆AMBA= n. ∆P0.t + n. ∆PN.Kt2.τ= n. ∆P0.t +∆PN.
n 1.(
dm pt
S S max
)2.τ Trong đó :
+∆P B,∆QB là tổn thất công suất tác dụng và tổn thất công suất phản kháng trong MBA (KW, KVAr).
+∆P0,∆Q0 là tổn thất công suất tác dụng và tổn thất công suất phản kháng không tải trong MBA (KW, KVAr).
+∆P N,∆QN là tổn thất công suất tác dụng và tổn thất công suất phản kháng của MBA khi ngắn mạch (KW, KVAr).
+∆AMBA là tổn thất điện năng trong MBA (KWh).
+Sdm là công suất định mức của MBA (KVA).
+ Sptmax là công suất lớn nhất của phụ tải.
Ta lấy t = 8760 h(coi MBA vận hành suốt năm ), do đó ta có : τ=(0.124 + 0.0001. Tmax)2.8760
Ta gỉa thiết rằng tất cả các TBA đều có cùng công suất định mức(Sdm).
* Tổn thất điện áp trong MBA : Được xác định theo công thức sau:
∆UB= 100
. 10
. .
2 3
dm B B B B
U X Q R
P +
(%) Trong đó :
+PB, QB là công suất tác dụng và công suất phản kháng do MBA truyền tải (KW,KVAR).
+ RB,X B là điện trở và điện kháng của MBA (Ω) +Udm là điện àp định mức của MBA (KV).
Muốn quy đổi về cấp tổn thất điện áp nào đó thì ta phaỉ quy đổi R,X về cấp điện áp đó.
3. Ví dụ minh hoạ Tinh toán cho lộ 681: - E11(xem phần phụ lục 2)
* Tổn Thất điện áp và tổn thất điện năng của toàn lưới trung áp.
Tính toán tương tự cho các lộ còn lại ta có bảng tông kết tính toán của lưới trung áp quận Đống Đa như sau:
Bảng 1.9
Tên Lộ ∆P(KW) ∆P% ∆A(KWh) ∆A% ∆U(KV) ∆U%
693- E5 326,8 3,51 566779 3,23 0,431 7,18
681- E5 906,94 2,74 1405419 4,41 0,479 7,98
671- E9 531,25 3,21 702886 3,26 0,380 6,34
671-E11 364,95 2,82 705865 4,48 0,500 8,33
673-E11 434,25 1,33 641907,24 1,00 0,627 9,95
675-E11 1029,18 2,67 1645707 4,72 0,470 7,83
677-E11 1002,71 3,72 1465280 4,08 0,612 10,2
681-E11 309,97 1,06 974322,7 1,69 0,701 11,1
975-E11 1792,42 3,55 2127723 3,00 0,802 8,02
982-E11 217 43 3 13 457532 2 41 0 416 6 93
970-E13 1322,2 2,72 2081500 3,92 0,508 8,47
971-E13 847,14 3,57 1350566 4,35 0,463 7,72
976-E13 1226,15 3,62 1836306 4,35 0,438 7,30
980-E13 743,29 2,96 1247862 3,98 0,448 7,47
981-E13 33,49 2,71 540070 2,98 0,406 6,77
982-E13 1322,71 3,35 1603654 2,75 0,324 5,40
989-E13 761,3 2,65 1033378 3,21 0,375 6,25
471- E5 761,89 3,54 1076023 3,36 0.379 6,32
471-E14 1359,29 3,21 1533026 2,24 0,309 5,15
479-E14 1390,75 3,52 1871820 3,60 0,353 5,89
482-E14 2754,17 3,26 3103949 4,59 0,321 5,36
Nhận xét : Qua các số liệu tính toán ta thấy lưới điện quận Đống Đa đang vận hành trong tình trạng kém ổn định. Tổn thất công suất và tổn thất điện năng ở một số lộ rất cao (đặc biệt là lộ 681, 974, 975-E11) do đường dây quá cũ nát, chắp vá nhiều chủng loại . Tổn thất điện năng trong lưới cao nên kém hiệu quả về mặt kinh tế. Qua đây ta thấy việc cải tạo lưới trung thế của quận Đống Đa là cần thiết nhằm đảm bảo nhu cầu của phụ tải ngày càng tăng cao.