CAN BANG CONG SUAT VA CHON DAU PHAN ÁP
Trong phan nay ta phải xác định chính xác các trạng thái vận hành điển hình của mạng điện, cụ thể là phải xác định chính xác tình trạng phân bố công suất trên các đoạn đường dây của mạng điện trong ba trạng thái: phụ tải cực đại, phụ tải cực tiêu và chế độ sự cô. Ta phải vẽ sơ đồ thay thế của mạng điện và trên đó lần lượt tính từ phụ tải ngược lên đầu nguồn điện.
Khi xác định các dòng công suất và các tôn thất công suất, ta lấy điện áp ở tất cả các nút trong mạng điện bằng điện áp định mức U¡ = Uz„ = 110kV.
6.
6.1. Chế độ phụ tải cực đại a. Duong day ND-1
Sơ đồ nguyên lý và so dé thay thế của đường dây như hình vẽ.
8)
2xAC95 MBA .
ND - $= 3647.16.42
44.7km
2xTPDH-32000/110
b)
Su Shi “4 & NI Ser Sin “m S, = 36+).16,42
N D > > | > > > | >
“J-Qpni -j.Qen1
v v 0
Hình I1: Tính chế độ mạng điện của đường dây NĐ-1 trong chế độ cực đại
a- Sơ đồ nguyên lý; b- Sơ đồ thay thế.
@ Đối với đường dây:
8
La= 2
@® Đối với máy biến áp:
ASu,=n(AB,, + /AQ,,)E
. 1
“4 =2 (R¿,*jXu)=2 n Z
Tổn thất công suất trong tông trở máy biến áp tính theo công thức:
34
Chương 6: Tính toán chính xác cân bằng công suất và chọn đầu phân áp
Công suất trước tông trở MBA bằng:
Dòng công suất vào cuộn dây cao áp của MBA có giá trị:
Công suất điện dung sau tông trở đường dây có giá trị:
Công suất sau tông trở đường dây có giá trị:
Tổn thất công suất trên tông trở đường dây bằng:
Dòng công suất trước tổng trở đường dây có giá trị:
Công suất từ hệ thống truyền vào đường dây có giá trị:
b. Cac duong day ND-1, ND-2, ND-3, ND-6:
Tính tương tự cho các nhánh còn lại ta có bảng kết qua sau:
Bảng 6- 1: Thông số tính toán các đường đây nối với nhà máy ở chế độ cực đại
Đường 5 t
day Si (MVA) Za (Q) ? ( 0 ASo (MVA) Zs (Q)
ND-1
ND-2
ND-3
ND-6
Qaea =Q..
(MVAr)
Duong day | AS, (MVA) S's (MVA) Ss (MVA) ND-1
ND-2 ND-3 ND-6
35
Chương 6: Tính toán chính xác cân bằng công suất và chọn đầu phân áp
Đường 1 a
day S"y- (MVA) ASa (MVA) S'v- (MVA) Sw (MVA)
ND-1
ND-2
ND-3
ND-6
Tong
c. Nhánh nhiệt điện - hệ thống:
Sơ đồ nguyên lý và so dé thay thế của đường dây như hình vẽ.
a)
ND 2xAC70 HT
60 km b)
ŠNpHT SNp.HT “Ap.ur SNpHT SŠudmT
ND > > > >
-j-Qop -J.Qcp
v v
Hinh 12: Tinh ché 46 mang dién cua duong day ND-HT trong chế độ cực đại
a- Sơ đồ nguyên lý; b- Sơ đồ thay thế.
Đôi với đường dây (theo số liệu chương 3):
Za= 2
Giả sử chiều truyền công suất từ hệ thống sang nhà máy nhiệt điện cho cả 5 trường hợp (chế độ cực đại, chế độ cực tiêu và 3 chế độ sự có). Ta có
Tính dòng công suất từ HT đến ND:
Công suất truyền vào thanh góp hạ áp của trạm tăng áp nhà máy bằng:
36
Chương 6: Tính toán chính xác cân bằng công suất và chọn đầu phân áp
Tổn thất công suất trong trạm tăng áp bằng:
Công suất truyền vào thanh góp cao áp của trạm tăng áp bằng:
Tổng công suất các phụ tải lấy từ thanh góp cao áp của nhiệt điện (bang 6.2) bằng:
Công suất truyền từ NÐ vào HT có giá trị bằng:
Công suất điện dung trước, sau tông trở đường dây có giá trị:
Công suất trước tông trở đường dây có giá trị:
Tổn thất công suất trên tông trở đường dây bằng:
Dòng công suất sau tổng trở đường dây có giá trị:
Công suất từ đường dây truyền vào hệ thống có giá trị:
d. Các đường dây HT-4, HT-5, HT-7 Tính tương tự như trên ta có bảng kết quả sau:
Bảng 6- 2: Thông số tính toán các đường đây nói với hệ thống ở chế độ cực đại
Đường 5
dây Si (MVA) Za (Q) oo" AS (MVA) Zp (Q)
HT-4 HT-5
HT-7
37
Chương 6: Tính toán chính xác cân bằng công suất và chọn đầu phân áp
Đường dõy ASằ (MVA) S's (MVA) Sằ (MVA) Qc =Qee (MVAr)
HT-4
HT-5
HI-7
Đường
dây S" (MVA) ASu (MVA) S'y- (MVA) Sw (MVA)
HT-4
HT-5
HT-7
Tong
e. Cân bằng công suất chính xác ở chế độ cực đại Tổng công suất yêu cầu trên thanh góp của hệ thống bằng:
Công suất tác đụng hệ thống cung cấp là:
Ta thấy: Qcc > Qyc nên hệ thống không phải bù thêm công suất phản kháng.
6.2. Chế độ phụ tải cực tiêu
Trong chế độ phụ tải cực tiểu thì công suất phụ tải cực tiêu bằng 70% công suất phụ tải cực đại, các thông số khác của đường dây và trạm biện áp là không thay đôi so với chế độ phụ tải cực đại. Tính toán tương tự chế độ phụ tải cực đại ta có:
a. Cac duong day ND-1, ND-2, ND-3, ND-6:
Bảng 6- 3: Thông số tính toán các đường dây nối với nhà máy ở chế độ cực tiêu
Đường
dây Si (MVA) Zi (Q) B 2 (10
S8)
ASo (MVA) Zo (Q)
ND-1
ND-2
ND-3
ND-6
38
Chương 6: Tính toán chính xác cân bằng công suất và chọn đầu phân áp
Qaea =Q..
(MVAr)
Duong day | AS, (MVA) S's (MVA) Š› (MVA)
ND-1 ND-2 ND-3 ND-6
Duong a a 8 a
day S"y- (MVA) AS a (MVA) S'y- (MVA) Sw (MVA)
ND-1
ND-2
ND-3
ND-6
Téng
b. Duong day ND-HT:
Sơ đồ nguyên lý và so dé thay thế của đường dây như hình vẽ.
a)
ND 2xAC70 HT
60 km b)
° . Z ° °
SnpnT SNpnr “NPHT SNWpHr Sudnr
ND > > > >
-j-Qop -j.Qep
v v
Hình 13: Tính chế độ mạng điện của đường dây HT-ND trong chế độ cực tiêu
Tính toán tương tự nhánh nhiệt điện — hệ thông ở chê độ cực đại cho chế độ cực tiêu ta có bảng sau:
39
Chương 6: Tính toán chính xác cân bằng công suất và chọn đầu phân áp
Đường dõy Si (MVA) Sioty A) ASằ (MVA) Se (MVA)
HT-ND
Duong
day S pwn (MVA) Syp-ur (MVA) O14 = 2.
(MVAr) Ss "ND-HT (MVA)
HT-ND
Duong
day Z a (Q) AS¿ (MVA) SN (MVA) Sam (MVA)
HT-ND
c. Cac duong day HT-4, HT-5, HT-7 Tính tương tự như trên ta có bảng kết qua sau:
Bảng 6- 4: Thông số tính toán các đường dây nối với hệ thống ở chế độ cực tiêu
Đường
dây Si (MIVA) Z4 (0) B 210
*8) ASo (MVA) Zs Q)
HT-4
HT-5
HT-7
Duong day ASằ (MVA) S's (MVA) Ss (MVA) Qaea =Q..
(MVAn)
HT-4
HT-5
HT-7
Duong
day S"v- (MVA) AS¿ (MVA) S'v- (MVA) Sw (MVA)
HT-4
HT-5
HT-7
40
Chương 6: Tính toán chính xác cân bằng công suất và chọn đầu phân áp
Tông |
d. Cân bằng công suất chính xác ở chế độ cực tiểu Tổng công suất yêu cầu trên thanh góp của hệ thống bằng:
Công suất tác đụng hệ thống cung cấp là:
Ta thấy: Q.. >Q„. nên hệ thống không cần bù thêm công suất phản kháng 6.3. Chế độ sau sự cỗ
Sự cố trong mạng điện có thể xảy ra khi ngừng 1 máy phát điện ở nhà máy nhiệt điện, ngừng một mạch trên đường dây 2 mạch liên kết nhà máy và hệ thống, ngừng một mạch trên đường dây 2 mạch nối với nguồn cung cấp và phụ tải. Khi tính toán chế độ sự có này, ta không xét đến sự có xếp chồng.
6.3.1. Sự cô ngừng một tô may phat
Khi sự cố hỏng một máy phát chỉ có dòng công suất trên đường dây liên lạc và công suất phát của nhà máy thay đôi còn dòng công suất trên các phụ tải còn lại vần tương tự như chê độ chê độ cực dai. Do do ta chi can xét dén duong day ND — HT
Tính dòng công suất từ NĐ-HT:
Công suất truyền vào thanh góp hạ áp của trạm tăng áp nhà máy bằng:
Tính toán tương tự cho nhánh nhiệt điện — hệ thống ở chế độ cực tiêu ta có bảng sau:
Sa S,
Đường đây | Š, (MVA) i AS: (MVA) Sc (MVA)
HT-ND
Đường
Ou = Qua S" ypu
dây S pvp (MVA) Sa-Ap (MVA) (MVAr) (MVA)
HT-ND
Duong day Za (Q) ‘ AS¿ (MVA) a SVn_ tự (MVA) | 5/m-x (MVA) HT-ND
Tổng công suất yêu cầu trên thanh góp của hệ thống bằng:
41
Chương 6: Tính toán chính xác cân bằng công suất và chọn đầu phân áp Công suất tác đụng hệ thống cung cấp là:
Ta thay: Q.. >Q„. nên hệ thống không phải bù thêm công suất phản kháng.
6.3.2. Sự cô ngừng một mạch đường dây liên lạc giữa nhà máy và hệ thông
Khi sự có ngừng một mạch đường dây liên lạc giữa nhà máy và hệ thống chỉ có dòng công suất trên đường dây liên lạc thay doi còn dòng công suất trên các phụ tải còn lại và công. suất phát của nhà máy nhiệt điện vấn tương tự như chế độ chế độ cực đại. Do đó ta chỉ cần xét đến đường dây NÐ - HT
Trong chế độ sự có này: Z4 = 2
Tính toán tương tự như ở chế độ cực đại cho đường dây NĐ- HT ở chế độ sự có ta có bảng sau:
` A 5,
Duong day Si (MVA) ASằ (MVA) Sc (MVA)
HT-ND
Duong On, =9, cd
day S pio (MVA) Swo-ur (MVA) (MVAr) S'yo-i (MVA)
HT-ND
Duong '
dây Za (QO) AS a (MVA) S"ND-HT (MVA) Sad-H1 (MVA) HT-ND
Tổng công suất yêu cầu trên thanh góp của hệ thống bằng:
Công suất tác đụng hệ thống cung cấp là:
Ta thay: Q.. >Q„. nên hệ thống không phải bù thêm công suất phản kháng.
6.3.3. Sự cô ngừng một mạch đường dây kép a. Duong day phy tải nối với nguồn:
Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế của đường dây ND-I ở chế độ sự có như hình vẽ.
8) 42
Chương 6: Tính toán chính xác cân bằng công suất và chọn đầu phân áp
AC95 MBA .
ND „ S¡=36+j.16,42
44.7km
2xTPDH-32000/110
b)
Si Siu Zi § NI Ser Sm “m §, = 36+J.16,42
ND [ > > | > > > † >
. . v
-j.Qon1 -j.Qen A S
v v YO
Hinh 14: Tinh ché độ mạng điện của đường dây ND-I trong chế độ sự cố a- Sơ đồ nguyên lý; b- Sơ dé thay thé.
@ Đối với đường dây:
B
Za= 2
Tính tương tự như chế độ cực đại ta có bảng sau:
Bảng 6- 5: Thông số tính toán các đường dây nối với nhà máy và hệ thống sau sự cố
Duon ường l 1 — ; a
day Si (MVA) Za (Q) Hy ASo (MVA) Zs (Q)
ND-1
ND-2
ND-3
HT-4
HT-5
ND-6
HT-7
Qaea =Q..
(MVAn)
Đường đây | AS, (MVA) S's (MVA) Ss (MVA) ND-1
ND-2 ND-3
43
Chương 6: Tính toán chính xác cân bằng công suất và chọn đầu phân áp
Đường
dây S"v- (MVA) ASu (MVA) S'v- (MVA) Sy (MVA)
ND-1
ND-2
ND-3
HT-4
HT-5
ND-6
HT-7
Tổng công suất các nhánh nỗi với nhiệt điện
b. Duong day ND-HT:
Tinh toan tuong ty nhu 6 ché dé cue dai cho duong day ND- HT 6 ché dé su cé ta có
bang sau:
` . 1 S, 8 §
Đường dõy Si (MVA) AC ASằ (MVA) Sc (MVA)
ND-HT
Duong day S pind (MV. A) | ŠNp-HT (MVA) a Qi = Qua (MV Ar) S'yo-nr (MVA) i ND-HT
Duong diy Za (Q) 7 ASa (MVA) 4 S yp-HT (MVA) | 54-r (MVA) en 6 ND-HT
6.4. Tinh điện 4p tại các nút phụ tải trong mạng điện
Trong mạng điện thiết kế có hai nguồn cung cấp, nhưng vì hệ thống có công suất vô cùng lớn cho nên ta chọn thanh góp 110 kV cua hé thong là nút điện áp cơ sở.
Trong các chế độ phụ tải cực đại và chế độ sau sự có, chọn điện áp nút cơ sở bằng:
44
Chương 6: Tính toán chính xác cân bằng công suất và chọn đầu phân áp Trong chế độ phụ tải cực tiểu chọn điện ap nut cơ sở bằng:
6.4.1. Chế độ phụ tải cực đại
@ Duong day ND-HT
Tổn thất điện áp trên đường dây ND-HT:
Điện áp trên thanh góp cao áp nhiệt điện:
@ Duong day ND-1:
Tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-I:
Điện áp trên thanh góp cao áp trạm 1:
Tổn thất điện áp trên tram bién ap 1:
Điện áp trên thanh góp hạ áp trạm 1 quy về cao áp:
Tính toán tương tự cho các nhánh còn lại ta có bảng sau:
Bảng 6- 6: Bảng tốn thất điện áp tại các nhánh trong chế độ phụ tải cực đại
Đường | Ung, kV day NĐ-I NĐ-2 NĐ-3 HT-4 HT-5 NĐ-6 HT-7
AUakV UikV AUy,kV Vig kV
6.4.2. Chế độ phụ tai cực tiêu
Tính toán tương tự chế độ cực đại với điện áp cơ sở U.„ =115 kV ta có bảng tông hợp sau:
Bảng 6- 7: Bảng tốn thất điện áp tại các nhánh trong chế độ phụ tải cực tiêu
45
Chương 6: Tính toán chính xác cân bằng công suất và chọn đầu phân áp
Đường | Ung, kV day NĐ-I NĐ-2 NĐ-3 HT-4 HT-5 NĐ-6 HT-7
AU¿,kV U,kV AU,kV | UakV
6.4.3. Chế độ sau sự cố
Tính toán tương tự chế độ cực đại ta có bảng sau:
Bảng 6- 8: Bảng tốn thất điện áp tại các nhánh trong chế độ sau sự cố
Đường | Ung, kV day NĐ-I NĐ-2 NĐ-3 HT-4 HT-5 NĐ-6 HT-7
AU,kV UikV AU/,kV Uig kV
Kết quả tính điện áp trên thanh góp hạ áp của các trạm đã quy về điện áp cao trong các chế độ được tong hợp dưới bảng sau:
Bảng 6- 9: Giá trị điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp
Nút ma, kV mm, kV Ui¿¿, kV
46
Chương 6: Tính toán chính xác cân bằng công suất và chọn đầu phân áp 6.5. _ Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp -
Điện áp là một trong những chỉ tiêu quan trong cua chat lượng điện năng. Trong thực tế việc giữ ôn định điện áp cho thiết bị điện của các hộ tiêu thụ là việc cần thiết vì
điện áp quyết định chỉ tiêu kinh t6, kỹ thuật của các thiết bị tiêu thụ điện và độ lệch điện
áp cho phép của thiết bị điện tương đối hẹp.
Đề giữ được độ lệch điện áp ở các hộ tiêu thụ nằm trong phạm vi cho phép thì cân phải tiễn hành điều chỉnh điện áp của mạng điện.
Theo nhiệm vụ thiết kế và kết quả tính toán điện áp nút ở các chế độ vận hành khác nhau thì một trong những biện pháp cơ bản và hiệu quả nhất đảm bảo điện áp trên thiết bị tiêu thụ điện là lựa chọn và thay đôi các đầu phân áp của máy biến áp trong trạm tăng áp và giảm áp một cách hợp lý.
Các hộ phụ tải đều yêu cầu điều chính điện áp khác thường nên ta chọn các máy biến áp đều là máy biến áp có điều áp dưới tải. Phạm vi điều chính của máy biến áp ta chon 1a £9.1,78%; Usam = 115 kV, Unim=22 kV
Thông số điều chính của MBA điều chỉnh đưới tải được thê hiện trên bảng sau Bảng 6- 10: Thông số điều chỉnh của MBA điều chỉnh đưới tải
Thứ tự đầu Điện áp bỗ sung Điện áp bộ sung Điện ap dtu điệu
điều chỉnh (%) (kV) (kv)
`©
c|—|'`›|t›|+|te:|C©| al|e©œ
' =
47
Chương 6: Tính toán chính xác cân bằng công suất và chọn đầu phân áp
Thứ tự đầu Điện áp bỗ sung Điện áp bộ sung Điện ap dtu điệu
điều chỉnh (%) (kV) (kV)
-7 -8
-9
Đối với yêu cầu điều chỉnh điện áp thường và khác thường, thì độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm biến áp quy định như sau:
® Ở chế độ cực đại: U„..% = + 5%
@ Ó chế độ cực tid: Unin% = + 0%
@® Ó chế độ sự cố: U..% = + 5%
U¿¿=Uau„ + U¿y9.Uán với lau =
6.3.1. Chọn đầu điều chỉnh khi chọn máy biến áp điều chỉnh đưới tải a. Chọn đầu điều chỉnh cho máy biến áp trạm Í
4 Chế độ phụ tải cực đại
Chọn đầu phân áp tiêu chuân gần nhất n= ; LJ¿„. = Điện áp thực trên thanh góp hạ ấp là:
Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp là:
Vậy đầu phân áp n = 0 thỏa mãn yêu cầu điều chính điện áp ở chế độ phụ tải cực đại của trạm l nên ta không phải sử dụng thêm các phương pháp điều chỉnh khác.
Tính toán tương tự cho chế độ cực tiểu và sự cô ta có bảng sau:
48
Chương 6: Tính toán chính xác cân bằng công suất và chọn đầu phân áp
Nút | Chê độ Uni Use Uae N Us U, AU%
1 Cực tiểu Sự cô
b. Chọn dau điều chỉnh cho máy biến áp ở các trạm còn lại
Tính toán tương tự cho các trạm còn lại ta có bảng sau:
49
Chương 6: Tính toán chính xác cân bằng công suất và chọn đầu phân áp Bảng 6- 11: Bảng tổng hợp điều chỉnh đầu phân áp ở các nút trong các chế độ
Zz = Uụi Use Uae N Ure Uy AU%
Phụ tải cực đại
Phụ tải cực tiểu
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7
50
Chương 6: Tính toán chính xác cân bằng công suất và chọn đầu phân áp