Chế độ phụ tải cực đại

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

6.1 Chế độ phụ tải cực đại

Sơ đồ nguyên lý:

2AC-95

TPDH-25000/110 NÐ2

S1=32+j15,5 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=32+j15,5

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)

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 32 15,5

S .(R jX ) (1, 27 j27,95) 0,133 j2,92(MVA)

U 110

+ +

∆ = + = + = +

Công suất trước tổng trở của máy biến áp:

. . .

B1 1 B1

S = + ∆S S =32 0,133 j(15,5 2,92) 32,133 18,42(MVA)+ + + = + Dòng công suất trong cuộn dây của máy biến áp:

. . .

c B1 01

S1 =S + ∆S =32,133 0,058 j(18,42 0,4) 32,191 j18,82(MVA)+ + + = + - Tính chế độ xác lập của phụ tải lúc cực đại.

+ Tính Ngược:

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

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

− = −

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 =32,191 j(18,82 1,013) 32,191 j17,807(MVA)+ − = + Tổn thất công suất trên đường dây:

'' 2 '' 2 2 2

. 1 1 1 1

d1 2 d1 2

dm

P Q 32,191 17,807

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

U 110

− + − +

∆ = = +

0,583 j0,758(MVA)= + Dòng công suất trước tổng trở đường dây:

Công suất từ nhà máy NĐ2 truyền vào đường dây:

. .

N2 1 ' cđ1

S − = −S jQ =32,774 j(18,565 1,013) 32,774 j17,552(MVA)+ − = +

6.1.2 Tính chế độ của các đường dây NĐ2-2, NĐ2-3, NĐ2-4, NĐ2-5, NĐ1-6, NĐ1-7, NĐ1- 8 và NĐ1-10

Chế độ của các đoạn đường dây này được tính toán tương tự như đoạn NDD2-1.

Thông số của các phần tử trong các sơ đồ thay thế của các đường dây biểu diễn trong bảng sau:

Bảng 6-5 Thông số của các đường dây trong các sơ đồ thay thế.

Đường dây

.

Zdi

(Ω)

B 210-4

(S)

.

S0i

∆ (MVA)

.

ZBi

( Ω)

.

Si= P + jQ (MVA) NĐ2-1 5,214+j6,778 0,837 0,058+j0,4 1,27+j27,95 32+j15,5 NĐ2-2 7,375+j9,588 1,185 0,07+j0,48 0,935+j21,75 34+j16,47 NĐ2-3 10,058+j9,834 1,153 0,058+j0,4 1,27+j27,95 25+j12,11 NĐ2-4 8,208+j12,859 1,636 0,07+j0,48 0,935+j21,75 40+j19,37 NĐ2-5 5,562+j8,714 1,108 0,084+j0,56 0,72+j17,4 45+j21,79 NĐ1-6 7,375+j9,588 1,185 0,058+j0,4 1,27+j27,95 30+j14,53 NĐ1-7 5,94+j7,722 0,954 0,07+j0,48 0,935+j21,75 35+j16,95 NĐ1-8 12,105+j11,836 1,388 0,058+j0,4 1,27+j27,95 28+j13,56 NĐ1-10 6,3+j12,48 1,644 0,084+j0,56 0,72+j17,4 50+j24,22

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 6-6 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 32,191+j18,82 32,133+j18,42 0,133+j2,92 32+j15,5 NĐ2-2 34,18+j19,515 34,11+j19,035 0,11+j2,565 34+j16,47 NĐ2-3 25,138+j14,292 25,08+j13,892 0,08+j1,782 25+j12,11 NĐ2-4 40,223+j23,4 40,153+j22,92 0,153+j3,55 40+j19,37 NĐ2-5 45,233+j25,945 45,149+j25,385 0,149+j3,595 45+j21,79 NĐ1-6 30,175+j17,496 30,117+j17,096 0,117+j2,566 30+j14,53 NĐ1-7 35,187+j20,148 35,117+j19,668 0,117+j2,718 35+j16,95 NĐ1-8 28,16+j16,196 28,102+j15,796 0,102+j2,236 28+j13,56 NĐ1-10 50,268+j29,218 50,184+j28,658 0,184+j4,438 50+j24,22

Tính chế độ xác lập khi phụ tải cực đại:

Tính toán tương tự các dòng công suất và tổn thất trên đường dây được biểu diễn trong bảng sau:

Bảng 6-7 Dòng công suất và tổn thất trên các đường dây.

Đường dây

.

SNi

(MVA)

.'

S

(MVA)

.

Sdi

∆

(MVA)

.''

S

(MVA)

Qcc

(MVAr) NĐ2-1 32,774+j17,552 32,774+j18,565 0,583+j0,758 32,191+j17,807 1,013 NĐ2-2 35,091+j17,832 35,091+j19,266 0,911+j1,185 34,18+j18,081 1,434 NĐ2-3 25,801+j12,151 25,801+j13,546 0,663+j0,649 25,138+j12,897 1,395 NĐ2-4 41,632+j21,649 41,632+j23,628 1,409+j2,207 40,223+j21,421 1,979 NĐ2-5 46,452+j25,174 46,452+j26,514 1,219+j1,909 45,233+j24,605 1,34 NĐ1-6 30,758+j14,786 30,758+j16,521 0,584+j0,759 30,175+j15,762 1,735 NĐ1-7 35,832+j18,193 35,832+j19,59 0,645+j0,838 35,187+j18,752 1,397 NĐ1-8 28,981+j12,935 28,981+j14,967 0,821+j0,803 28,16+j14,164 2,032 NĐ1-10 51,664+j27,171 51,664+j29,578 1,397+j2,767 50,268+j26,812 2,407 6.1.3 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 Z1-9

S9-2,, S9-2,

S9-N2 Z2-9 Qcd9 Qcc9

S1-9 9

Qcd9 Qcc9

ZB9

S9

S09=0,07+j0,48

c

SB9

S9=40+j19,37

, ,

NÐ1 S1-9

,,, ,,

S,1-9 S1-9 S9-2,,,

- 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 40 19,37

S .(R jX ) (0,935 j21,75) 0,153 j3,55(MVA)

U 110

+ +

∆ = + = + = +

Công suất trước tổng trở của máy biến áp:

. . .

B9 9 B9

S = + ∆S S =40 0,153 j(19,37 3,55) 40,153 22,92(MVA)+ + + = + Dòng công suất trong cuộn dây của máy biến áp:

. . .

c B9 09

S9 =S + ∆S =40,153 0,07 j(22,92 0,48) 40,223 j23,4(MVA)+ + + = +

Trong chương 2 ta đã tính được công suất phát kinh tế của nhà máy NĐ2 và công suất tự dùng của nhà máy trong chế độ phụ tải cực đại. 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 =192 19, 2 j(118,99 16,896) 172,8 j102,094MVA− + − = + Tổn thất công suất trong trạm tăng áp bằng:

2 2

. n h 2 n h 2

b2 0 0

đm dm

P S U %.S

S n P j n Q

n S n.100.S

 ∆     

 

∆ = ×∆ + × ÷ +  ×∆ + 

     

 

2 2

0, 26 200,706 10,5.200,706

4.0,059 j 4.0, 41 0,896 j18, 424MVA

4 63 4.100.63

     

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

S.C2=S.h 2− ∆S.b2 =172,8 0,896 j(102,094 18, 424) 171,904 j83, 67MVA− + − = + 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 = 32,774 + 35,091 + 25,801 + 41,632 + 46,452 +j(17,552+17,832+12,151+21,649+25,174) = 181,75 + j94,358 (MVA)

Công suất trên đường dây 9-NĐ2 truyền vào nhà máy NĐ2:

. . .

9 ND2 N C2

S − =S −S =181,75 – 171,904 + j(94,358 – 83,67) = 9,846 + j10,688 (MVA)

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

2 2 9 2 4

cđ9 cc9 dm

Q Q U .B 110 .1, 29.10 1,56MVAr 2

− −

= = = =

Công suất trước tổng trở đường dây:

. .

'9 2 9 ND2 cd9

S − =S − −jQ =9,846 j(10,688 1,56) 9,846 j9,128(MVA)+ − = + Tổn thất công suất trên đường dây bằng:

Công suất sau tổng trở đường dây bằng:

. . .

" '

9 2 9 2 9 2

S − =S − + ∆S − =9,846 0,168 j(9,128 0,164) 10,014 j9, 292MVA+ + + = + Công suất chạy tới nút 9 bằng:

. .

"' "

9 2 9 2 cc9

S − =S − −jQ =10,014 j(9, 292 1,56) 10,014 j7,732MVA+ − = + - 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 − =40, 223 10,014 j(23, 4 7, 732) 50, 237 j31,132MVA+ + + = + Công suất điện dung ở đầu và cuối đường dây NĐ1-9:

' ' 2 1 9 2 4

cc9 cd9 dm

Q Q U .B 121 .1,162.10 1,701MVAr

2

− −

= = = =

Công suất sau tổng trở đường dây bằng:

. .

'' ''' '

1 9 1 9 cd9

S − =S − −jQ =50, 237 j(31,132 1,701) 50, 237 j29, 429MVA+ − = + 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 50, 237 29, 429

S Z (4, 452 j8,819) 1,031 j2,042MVA

U 121

− −

− −

+ +

∆ = = + = +

Công suất trước tổng trở đường dây:

. . .

' ''

1 9 1 9 1 9

S − =S − + ∆S− =50, 237 1,031 j(29, 429 2,042) 51, 268 j31, 47MVA+ + + = + Công suất từ thanh góp cao áp NĐ1 chạy vào đường dây NĐ1-9:

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

= 30,758 + 35,832 + 28,981 + 51,664 + j(14,786 +18,193 +12,935 + 27,171) = 147,236 + j73,085 (MVA)

Công suất truyền vào thanh góp cao áp trạm tăng áp do NĐ1 cung cấp : S.C1=S.'N+S.1 9− = 147,236 + 51,268 + j(73,085 + 29,769)

= 198,503 + j102,854(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

0,315 223,568 10,5.223,568

4.0,07 j 4.0, 48 0,895 j18,32MVA

4 80 4.100.80

     

= +  ÷ +  + = +

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

S.h1=S.c1+ ∆S.b1 =198,503 0,895 j(102,854 18,32) 199,398 j121,174MVA+ + + = + 6.1.4 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 199,398 199,398

S j(Q 0,088. ) j(121,174 0,088. )

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

221,554 j140,671(MVA)

= + + = + +

= +

Để đảm bảo điều kiện cân bằng công suất trong hệ thống các nguồn điện cung cấp

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 =221,554.0,672 148,885MVAr= Như vậy: S.cc =221,554 j148,885MVA+

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.