Chế độ phụ tải cực tiểu

CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG CÁC CHẾ ĐỘ CỦA PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN

6.2 Chế độ phụ tải cực tiểu

Xét chế độ vận hành kinh tế các trạm hạ áp khi phụ tải cực tiểu

Trong chế độ phụ tải cực tiểu có thể cắt bớt một máy biến áp trong các trạm, song cần phải thỏa mãn điều kiện sau:

0

pt min gh dm

n

S S S 2 P

P

< = ∆

∆ (6-4)

Bảng tính các giá trị công suất phụ tải Spt và công suất giới hạn Sgh cho trong bảng sau.

Bảng 6-8 Giá trị công suất phụ tải và công suất giới hạn.

Phụ tải 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Sgh

(MVA)

17,3

8 22,234 17,3

8 22,234 27,71 3

17,3

8 22,234 17,3

8 22,234 27,713 Sptmin

(MVA) 25,55 27,78 16,6

7 33,33 33,33 22,22 24,44 16,6

7 31,11 33,33 Số MBA

vận hành 2 2 1 2 2 2 2 1 2 2

6.2.1 Đoạn đường dây NĐ2-1:

Sơ đồ nguyên lý:

2AC-95

TPDH-25000/110 NÐ2

S1=23+j11,14 31,6 km

1

Sơ đồ thay thế:

NÐ2 ZB1

S1 S,,

S,

SN2-1 Zd1

Qcd1

2 S01=0,058+j0,4

Qcc1 2

c SB1

S1=23+j11,14

1

- Quy phụ tải về phía cao

Từ những số liệu của MBA: TPDH-25000/110 ở phụ tải 1 ta có:

Z. B1 = B1 B1

(R jX ) 1(2,54 j55,9)

+ = 2 + =1,27 + j27,95(Ω)

.

01 01 01

S 2.( P j Q ) 2(29 j200)(KVA) 0, 058 j0, 4(MVA)

∆ = ∆ + ∆ = + = +

Tổn thất công suất trong tổng trở của máy biến áp :

2 2 2 2

. 1 1

B1 2 B1 B1 2

dm

P Q 23 11,14

S .(R jX ) (1, 27 j27,95) 0, 068 j1,509(MVA)

U 110

+ +

∆ = + = + = +

Công suất trước tổng trở của máy biến áp:

. . .

B1 1 B1

S = + ∆S S =23 0,068 j(11,14 1,509) 23,068 12,649(MVA)+ + + = + Dòng công suất trong cuộn dây của máy biến áp:

- Tính chế độ xác lập của phụ tải lúc cực tiểu + Tính ngược:

Coi điện áp các nút bằng Uđm = 110 (kV).

Z. d1 = 5,214 + j6,778 (Ω); B2 1 4 1 0,837.10 ( ) 2

− = −

Ω Công suất điện dung ở đầu và cuối đường dây:

2 2 1 2 4

cc1 cd1 dm

Q Q U .B 110 .0,837.10 1,013MVAr

2

− −

= = = =

Công suất sau tổng trở của đường dây:

. .

" c

1 cc1

S = −S jQ =23,126 j(13,049 1,013) 23,126 j12,036(MVA)+ − = + Tổn thất công suất trên đường dây:

'' 2 '' 2 2 2

. 1 1 1 1

d1 2 d1 2

dm

P Q 23,126 12,036

S .Z .(5, 214 j6,778)

U 110

− + − +

∆ = = +

0, 293 j0,38(MVA)= + Dòng công suất trước tổng trở đường dây:

S.' = + ∆S." S.d1 =23,126 0, 293 j(12,036 0,38) 23, 419 j12, 416(MVA)+ + + = + Công suất từ nhà máy NĐ2 truyền vào đường dây:

. .

N2 1 ' cđ1

S − = −S jQ =23, 419 j(12, 416 1,013) 23, 419 j11, 403(MVA)+ − = +

Quy phụ tải về phía cao:

Tính toán tương tự các dòng công suất và tổn thất trong máy biến áp được biểu diễn trong bảng sau:

Bảng 6-9 Dòng công suất và tổn thất trong các máy biến áp.

Đường dây

. c

Si

(MVA)

.

SBi

(MVA)

.

SBi

∆

(MVA)

.

Si= P + jQ (MVA) NĐ2-1 23,126+j13,049 23,068+j12,649 0,068+j1,509 23+j11,14 NĐ2-2 25,129+j13,977 25,059+j13,497 0,059+j1,387 25+j12,11 NĐ2-3 15,087+j8,743 15,058+j8,543 0,058+j1,283 15+j7,26 NĐ2-4 30,156+j17,007 30,086+j16,527 0,086+j1,997 30+j14,53 NĐ2-5 30,15+j16,688 30,066+j16,128 0,066+j1,598 30+j14,53 NĐ1-6 20,11+j11,23 20,052+j10,83 0,052+j1,14 20+j9,69 NĐ1-7 22,116+j12,214 22,046+j11,734 0,046+j1,074 22+j10,66 NĐ1-8 15,087+j8,743 15,058+j8,543 0,058+j1,283 15+j7,26 NĐ1-10 30,15+j16,688 30,066+j16,128 0,066+j1,598 30+j14,53

Tính chế độ xác lập khi phụ tải cực tiểu:

Tính toán tương tự các dòng công suất và tổn thất trên đường dây khi phu tải cực tiểu được biểu diễn trong bảng sau.

Bảng 6-10 Dòng công suất và tổn thất trên các đường dây.

Đường dây

.

SNi S.'

.

Sdi

∆ S.'' Qcc

NĐ2-1 23,419+j11,403 23,419+j12,416 0,293+j0,38 23,126+j12,036 1,013 NĐ2-2 25,61+j11,734 25,61+j13,168 0,481+j0,625 25,129+j12,543 1,434 NĐ2-3 15,321+j6,182 15,321+j7,577 0,234+j0,229 15,087+j7,348 1,395 NĐ2-4 30,926+j14,255 30,926+j16,234 0,77+j1,206 30,156+j15,028 1,979 NĐ2-5 30,676+j14,832 30,676+j16,172 0,526+j0,824 30,15+j15,348 1,34 NĐ1-6 20,387+j8,457 20,387+j10,025 0,278+j0,361 20,11+j9,664 1,567 NĐ1-7 22,39+j8,457 22,39+j11,308 0,274+j0,356 22,116+j10,953 1,232 NĐ1-8 15,339+j5,318 15,339+j7,154 0,252+j0,246 15,078+j6,907 1,836 NĐ1-10 30,683+j13,396 30,683+j15,57 0,533+j1,057 30,15+j14,514 2,174 6.2.2 Đoạn đường dây NĐ1-9-NĐ2

Sơ đồ nguyên lý

2AC-185 NÐ2

50 km

9

NÐ1

TPDH-32000/110 2AC-95

42,4 km

Sơ đồ thay thế NÐ2

S2-9,, S2-9,

SN2-9 Z2-9 Qcd9

2

Qcc9 2

9

ZB9 S9

S09=0,07+j0,48

c

SB9

S9=28+j13,56

S2-9,,, Z1-9

S1-9 Qcd9

2

Qcc9 2

, ,

NÐ1 S1-9,,, ,, S1-9, S1-9

- Quy phụ tải về phía cao

Từ những số liệu của MBA: TPDH-32000/110 ở phụ tải 9 ta có:

Z. B9 = B9 B9

(R jX ) 1(1,87 j43,5)

+ = 2 + = 0,935 + j21,75(Ω)

.

09 09 09

S 2( P j Q ) 2(35 j240)(KVA) 0,07 j0, 48(MVA)

∆ = ∆ + ∆ = + = +

Tổn thất công suất trong tổng trở của máy biến áp:

2 2 2 2

. 9 9

B9 2 B9 B9 2

dm

P Q 28 13,56

S .(R jX ) (0,935 j21,75) 0,075 j1,74(MVA)

U 110

+ +

∆ = + = + = +

Công suất trước tổng trở của máy biến áp:

. . .

B9 9 B9

S = + ∆S S =28 0,075 j(13,56 1,74) 28,075 15,3(MVA)+ + + = + Dòng công suất trong cuộn dây của máy biến áp:

.

- Tính dòng công suất từ thanh góp cao áp NĐ2 chạy tới nút 9:

Coi điện áp các nút bằng Uđm = 110 (kV).

Z. 2-9 = 11,25+ j11 (Ω); B2 9 4 1, 29.10 (S) 2

− = −

Trong chương 2 ở chế độ phụ tải cực tiểu ta đã tính được công suất phát kinh tế của nhà máy NĐ2 và công suất tự dùng của nhà máy. Như vậy công suất truyền vào thanh góp hạ áp của trạm tăng áp của nhà máy NĐ2 bằng:

S.h 2 =S.kt 2−S.td2 =153 15,3 j(94,821 13, 464) 137,7 j81,357MVA− + − = + Tổn thất công suất trong trạm tăng áp bằng:

2 2

. n h2 n h2

b 0 0

đm dm

P S U %.S

S n P j n Q

n S n.100.S

 ∆     

 

∆ = ×∆ + × ÷ +  ×∆ + 

2 2

0, 26 159,938 10,5.159,938

3.0,059 j 3.0, 41 0,736 j15, 441MVA

3 63 3.100.63

     

= +  ÷ +  + = + Cô ng suất truyền vào thanh góp cao áp trạm tăng áp của NĐ2 bằng:

S.C2 =S.h 2− ∆ =S.b 137,7 0, 736 j(81,357 15, 441) 136,964 j65,916MVA− + − = + Tổng công suất các phụ tải lấy điện từ thanh góp cao áp của NĐ2:

. . . . . .

N N1 N2 N3 N4 N5

S =S +S +S +S +S = 23,419 + 25,61 + 15,321 + 30,926 + 30,676 +j(11,403 + 11,734 + 6,182+14,255+14,832) = 125,953 + j58,405 (MVA) Công suất từ nhà máy NĐ2 truyền vào đường dây NĐ2-9:

. . .

ND2 9 C2 N

S − =S −S =136,964 – 125,953 + j(65,916 – 58,504) = 11,011+ j7,511 (MVA)

Công suất điện dung ở đầu và cuối đường dây NĐ2-9:

. .

'2 9 ND2 9 cd9

S − =S − +jQ =11,011 j(7,511 1,561) 11,011 j9,071(MVA)+ + = + Tổn thất công suất trên đường dây bằng:

' 2 ' 2 2 2

. 2 9 2 9

2 9 2 2 9 2

dm

P Q 11,011 9,071

S Z (11, 25 j11) 0,189 j0,185MVA

U 110

− −

− −

+ +

∆ = = + = +

Công suất sau tổng trở đường dây bằng:

. . .

" '

2 9 2 9 2 9

S − =S − − ∆S − =11, 011 0,189 j(9,071 0,185) 10,822 j8,886MVA− + − = + Công suất chạy tới nút 9 bằng:

. .

"' "

2 9 2 9 cc9

S − =S − +jQ =10,822 j(8,886 1,561) 10,822 j10, 447MVA+ + = + - Tính dòng công suất từ thanh góp cao áp NĐ1 chạy tới nút 9

Z. 1-9 = 4,452 + j8,819 (Ω); B1 9 4 1,162.10 (S) 2

− = −

Áp dụng định luật Kirchhoff đối với nút 9 ta có:

. . .

"' c "'

1 9 9 2 9

S − = −S S − =28,145 10,822 j(15,78 10, 447) 17,323 j5,332MVA− + − = + Công suất điện dung ở đầu và cuối đường dây NĐ1-9:

' ' 2 1 9 2 4

cc9 cd9 dm

Q Q U .B 115 .1,162.10 1,537MVAr

2

− −

= = = =

Công suất sau tổng trở đường dây bằng:

. .

'' ''' '

1 9 1 9 cd9

S − =S − −jQ =17,323 j(5,332 1,537) 17,323 j3,796MVA+ − = + Tổn thất công suất trên đường dây bằng:

'' 2 '' 2 2 2

. 1 9 1 9

1 9 2 1 9 2

dm

P Q 17,323 3,796

S Z (4, 452 j8,819) 0,106 j0, 21MVA

U 115

− −

− −

+ +

∆ = = + = + Công

Công suất từ thanh góp cao áp NĐ1 chạy vào đường dây NĐ1-9:

. .

' '

1 9 1 9 cc9

S− =S − −jQ =17, 429 j(4,005 1,537) 17, 429 j2, 469MVA+ − = + Tổng công suất các phụ tải lấy điện từ thanh góp cao áp của NĐ1:

. . . . .

'N N6 N7 N8 N10

S =S +S +S +S

= 20,387 + 22,39 +15,339+30,683 + j(8,457 +10,047 +5,318 + 13,396) = 88,8+ j37,218 (MVA)

Công suất truyền vào thanh góp cao áp trạm tăng áp do NĐ1 cung cấp : S.C1=S.'N+S.1 9− = 88,8+ 17,429 + j(37,218 + 2,469)

= 106,229 + j39,687 (MVA) Tổn thất công suất trong trạm tăng áp bằng:

2 2

. n c1 n c1

b1 0 0

đm dm

S U %.S

S n P P j n Q

n S n.100.S

 ∆     

 

∆ = ×∆ + × ÷ +  ×∆ + 

2 2

0,315 113, 4 10,5.113, 4

2.0,07 j 2.0, 48 0, 456 j9,399MVA

2 80 2.100.80

     

= +  ÷ +  + = + + Công

suất truyền vào thanh góp hạ áp của trạm tăng áp của nhà máy NĐ2 bằng:

S.h1 =S.c1+ ∆S.b1 =106, 229 0, 456 j(39,687 9,399) 106,685 j49, 086MVA+ + + = + 6.2.3 Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống

Từ kết quả tính được tổng công suất yêu cầu của nhà máy NĐ1:

S.yc1 =S.h1+S.td1 =S.h1+0,1(Pyc1+j0,88.P )yc1

Pyc1+jQyc1 =Ph1+0,1.Pyc1+j(Qh1+0,1.0,88.P )yc1

. h1 h1

yc1 h1

P P 106,685 106,685

S j(Q 0,088. ) j(49,086 0,088. )

0,9 0,9 0,9 0,9

= + + = + +

Để đảm bảo điều kiện cân bằng công suất trong hệ thống các nguồn điện cung cấp phải cung cấp đủ công suất theo yêu cầu vì vậy tổng công suất tác dụng do nhà máy NĐ1 cần phải cung cấp cho các phụ tải là:

Pcc =118,539(MW)

Khi hệ số công suất của các nguồn cosφ = 0,83 => tgφ = 0,672 thì công suất phản kháng của nhà máy nhiệt điện có thể cung cấp bằng:

cc cc

Q =P .tgϕ =118,539.0,672 79,659MVAr= Như vậy: S.cc =118,539 j79,659MVA+

Từ kết quả trên ta thấy rằng công suất phản kháng do nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng yêu cầu. Vì vậy ta không phải bù công suất phản kháng tại các nút phụ tải trong hệ thống điện.