CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
3.4 CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ
3.4.1 Chọn loại dây và tiết diện dây dẫn
Chọn tiết diện dây dẫn của mạng điện được tiến hành chú ý đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật, khả năng tải của dây dẫn theo điều kiện phát nóng, trong các điều kiện sau sự cố, độ bền cơ của các đường dây trên không, các điều kiện tạo thành vầng quang điện.
Tiết diện dây dẫn của mạng điện cần phải chọn sao cho phù hợp với quan hệ tối ưu giữa chi phí đầu tư xây dựng đường dây và chi phí về tổn thất điện năng. Khi tăng tiết diện dây dẫn, chi phí đầu tư sẽ tăng, nhưng chi phí về tổn thất điện năng sẽ giảm.
Xác định quan hệ tối ưu này là vấn đề khá phức tạp và trở thành bài toán tìm tiết diện dây dẫn tương ứng với các chi phí quy đổi nhỏ nhất.
Trong mạng cao áp, vì các đường dây thường tải công suất và có chiều dài lớn cho nên yếu tố kinh tế đóng một vai trò rất quan trọng. Trong mạng cao áp lại có những biện pháp điều chỉnh điện áp như: thay đổi đầu phân áp của máy biến áp, bù, … cho nên thường chọn dây dẫn và cáp theo điều kiện kinh tế và kiểm tra điều kiện về kỹ thuật.
Nếu biết thời gian sử dụng công suất lớn nhất của phụ tải và biết đường dây dùng loại dây gì, tra bảng được Jktế. Từ đó, dễ dàng tìm được tiết diện dây dẫn:
kt lv
kt J
F = I max
(3.11) Ở đây:
Ilvmax - dòng điện làm việc trên đường dây ở chế độ phụ tải cực đại, A;
max 3
max 10
3 nm
lv n U
I = S
(3.12)
n : số mạch đường dây (đường dây 1 mạch n = 1, đường dây 2 mạch n = 2) Uđm : điện áp định mức của mạng điện, kV;
Smax : công suất chạy trên đường dây ở chế độ tải cực đại, MVA;
Jktế : mật độ dòng điện kinh tế, A/mm2.
Bảng 3.2: Mật độ dòng điện kinh tế
Các dây dẫn Thời gian sử dụng công suất cực đại, h 1000÷3000 3000÷5000 5000÷8700 Dây dẫn trần và thanh góp:
Đồng 2,5 2,1 1,8
Nhôm 1,3 1,1 1,0
Dây cáp với cách điện giấy, dây dẫn cách điện bằng caosu và vật liệu tổng hợp có
các lõi:
Đồng 3,0 2,5 2,0
nhôm 1,6 1,4 1,2
Dây cáp lõi đồng cách điện bằng cao su và
vật liệu tổng hợp. 3,5 3,1 2,7
Dựa vào trị số Fktế tính toán được, tra bảng chọn tiết diện tiêu chuẩn của dây dẫn gần nhất. Chọn dây dẫn theo mật độ dòng điện kinh tế trong trạng thái làm việc bình thường và được kiểm tra theo điều kiện phát nóng trong điều kiện sự cố.
Trong các chế độ sau sự cố, dòng điện chạy trên các dây dẫn có thể vượt đáng kể dòng điện làm việc bình thường. Trường hợp như thế có thể xảy ra trên đường dây hai mạch, khi một mạch ngừng cung cấp điện, và cũng như trên đường dây có hai phía cung cấp, khi cung cấp điện từ một trong hai điểm cung cấp điện bị ngừng. Trong các trường hợp như vậy, tiết diện dây dẫn được lựa chọn phải thoả mãn các điều kiện phát nóng cho phép giới hạn khi các dòng điện của chế độ sau sự cố chạy qua. Điều kiện kiểm tra về dòng điện tải lâu dài cho phép theo phát nóng như sau:
Icp
K Imax ≤ .
(3.13)
Ở đây:
Imax :dòng điện lớn nhất chạy qua dây dẫn khi sự cố, A;
Imax = Ilvmax (n = 1) Imax = 2Ilvmax (n = 2)
Icp : dòng điện cho phép ứng với tiết diện dây dẫn được chọn, A;
K : hệ số hiệu chỉnh, K = K1.K2
K1 : hệ số hiệu chỉnh theo cách lắp đặt dây, dây trên không K1 = 1;
K2 : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường.
Điều kiện về tổn thất điện áp cho phép:
%
% btcp
bt U
U ≤∆
∆
%
% sccp
sc U
U ≤∆
∆
Ở đây:
Ubt
∆
% : tổn thất điện áp của đường dây trong trường hợp làm việc bình thường,%;
Ubtcp
∆
% : tổn thất điện áp cho phép trong trường hợp làm việc bình thường,%;
%
=5
∆Ubtcp
sc%
∆U
: tổn thất điện áp của đường dây khi xảy ra sự cố nguy hiểm nhất,%.
Đối với đường dây có 2 mạch, nếu ngừng một mạch thì tổn thất điện áp trên mạch còn lại:
% U
%
Uisc ∆ ibt
∆ =2
sccp%
∆U
: tổn thất điện áp cho phép trong trường hợp sự cố,%:
% 10
%=
∆Usccp
.