Đồ ế án II thi t kế lưới điện khu vực
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.91 MB, 74 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Viện Điện
****************
ĐỒ ÁN II
ĐỀ TÀI: Thiết kế lưới điện khu vực
ĐIỂM
NHẬN XÉT VÀ CHỮ KÝ CỦA GIẢNG VIÊN
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Vũ Nhật Nam - 20181231
Giảng viên hướng dẫn: TS. Lê Thị Minh Châu
Hà nội, tháng 08 năm 2021
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
MỤC LỤC
Lời nói đầu ..................................................................................................................................... 4
CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CƠNG SUẤT .................. 5
1.
Phân tích nguồn và phụ tải ....................................................................................... 5
2.
Cân bằng công suất ................................................................................................... 7
a.
Cân bằng công suất tác dụng ....................................................................... 7
b.
Cân bằng công suất phản kháng .................................................................. 8
CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ VỀ KINH TẾ - KỸ THUẬT ................ 9
2.1
Các phương án dự kiến sẽ thực hiện.................................................................... 9
a.
Phương án 1: .................................................................................................. 9
b.
Phương án 2: ................................................................................................ 10
c.
Phương án 3: ................................................................................................ 10
d.
Phương án 4: ................................................................................................ 10
e.
Phương án 5: ................................................................................................ 11
2.2. Tính tốn thơng số kỹ thuật ..................................................................................... 11
2.3.
2.2.1.
Phương án 1: ......................................................................................... 11
2.2.2.
Phương án 2: ......................................................................................... 16
2.2.3.
Phương án 3: ......................................................................................... 22
2.2.4.
Phương án 4: ......................................................................................... 27
2.2.5.
Phương án 5: ......................................................................................... 34
2.2.6.
Tổng kết chỉ tiêu kỹ thuật .................................................................... 40
Tính tốn kinh tế ................................................................................................. 40
2.3.1.
Phương án 1: ......................................................................................... 41
2.3.2.
Phương án 2: ......................................................................................... 42
2.3.3.
Phương án 3: ......................................................................................... 43
2.3.4.
Phương án 4: ......................................................................................... 43
2.3.5.
Phương án 5: ......................................................................................... 44
Tổng hợp so sánh chỉ tiêu kinh tế các phương án: ........................................... 45
CHƯƠNG 3. CHỌN MÁY BIẾN ÁP TRONG TRẠM VÀ SƠ ĐỒ NỐI DÂY .................... 46
3.1.
Chọn MBA (chọn công suất MBA hạ áp).......................................................... 46
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
2
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
3.1.1.
Thanh góp.............................................................................................. 47
3.1.2.
Sơ đồ trạm biến áp hạ áp ..................................................................... 48
3.1.3.
Sơ đồ toàn hệ thống .............................................................................. 49
CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA MẠNG ĐIỆN ..................... 51
4.1. Các phương án dự kiến ........................................................................................... 51
4.1.1. Chế độ phụ tải cực đại .............................................................................. 51
4.1.2. Chế độ phụ tải cực tiểu ............................................................................. 56
4.1.3. Chế độ đường dây sau sự cố ..................................................................... 60
CHƯƠNG 5: ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG LƯỚI ĐIỆN ............................................... 63
5.1. Lựa chọn đầu phân áp cho MBA ............................................................................ 65
5.1.1. Chế độ max ................................................................................................ 65
5.1.2. Chế độ min ................................................................................................. 66
5.1.3. Chế độ đường dây sau sự cố ..................................................................... 67
CHƯƠNG 6: CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT TỔNG HỢP .................................... 68
6.1. Vốn đầu tư xây dựng cho mạng điện: .................................................................... 68
6.2. Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện ....................................................... 68
6.3. Tổn thất điện năng trong mạng điện ...................................................................... 69
6.4. Chi phí hàng năm và giá thành xây dựng: ............................................................ 69
6.4.1. Chi phí vận hành hàng năm:.................................................................... 69
6.4.2. Giá thành truyền tải điện năng:............................................................... 70
6.4.3. Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải ở chế độ cực đại:............ 70
PHỤ LỤC..................................................................................................................................... 71
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
3
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
VIỆN ĐIỆN
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN
*****
*****
ĐỒ ÁN II
LƯỚI ĐIỆN
1. Tên đề tài thiết kế
: Thiết kế lưới điện khu vực
Đề tài số: 05
2. Họ và tên sinh viên
: Nguyễn Vũ Nhật Nam
3. Cán bộ hướng dẫn
: Lê Thị Minh Châu
4. Các số liệu
: Sơ đồ mặt bằng của nguồn và các phụ tải cho trên hình 1.
Các số liệu của phụ tải cho trong bảng 1.
Hình 1. Sơ đồ mặt bằng của nguồn và các phụ tải
Tỉ lệ: 1 ô = 10 km
15
Ghi chú:
Nguồn
6
Tải
3
10
4
1
5
N
5
2
0
5
10
15
Bảng 1. Các số liệu của phụ tải
Các thông số
Phụ tải cực đại (MW)
Các hộ tiêu thụ
1
2
3
4
5
6
20
25
30
28
30
32
I
I
Hệ số công suất
Mức đảm bảo cung cấp điện
0,9
I
Yêu cầu điều chỉnh điện áp
I
I
I
δUmax = 5%; δUmin = 0%; δUsc = 5%
Thời gian sử dụng công suất cực đại (h)
Điện áp định mức lưới điện hạ áp (kV)
5100
22
Ghi chú: δ Umax, δUmin, δ Usc – tương ứng là độ lệch điện áp so với điện áp định mức trong chế độ max, chế độ min và
chế độ sau sự cố một phần tử (tính theo % điện áp định mức của mạng).
Phụ tải cực tiểu bằng 60% phụ tải cực đại.
Hệ số công suất trung bình trên thanh góp cao áp của nguồn điện bằng 0,85.
Hệ số đồng thời m = 1.
Điện áp vận hành trên thanh góp cao áp của nguồn điện khi phụ tải cực đại bằng 110%, khi phụ
tải cực tiểu bằng 105%, khi sự cố bằng 110% điện áp định mức.
5. Nhiệm vụ thiết kế
a. Phân tích nguồn và phụ tải. Cân bằng công suất trong hệ thống điện.
b. Chọn phương án hợp lý về kinh tế - kỹ thuật.
c. Chọn số lượng và công suất của máy biến áp trong trạm giảm áp. Vẽ sơ đồ nối dây chi
tiết của mạng điện.
d. Tính tốn các chế độ vận hành của mạng điện. Chọn phương thức điều chỉnh điện áp phù
hợp với yêu cầu của các phụ tải.
e. Tính các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật tổng hợp của mạng điện thiết kế.
Ngày nhận đề: 07/2021
Ngày hoàn thành:
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Lê Thị Minh Châu
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
Lời nói đầu
Điện năng là dạng năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các lĩnh vực hoạt
động kinh tế và đời sống của con người. Nhu cầu sử dụng điện ngày càng cao, chính vì
vậy chúng ta cần xây dựng thêm các hệ thống điện nhằm đảm bảo cung cấp điện cho các
hộ tiêu thụ. Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, các mạng điện và các hộ tiêu thụ
điện được liên kết với nhau thành một hệ thống để thực hiện quá trình sản xuất, truyền
tải, phân phối và tiêu thụ điện năng. Mạng điện là một tập hợp gồm có các trạm biến áp,
trạm đóng cắt, các đường dây trên không và các đường dây cáp. Mạng điện được dùng
để truyền tải và phân phối điện năng từ các nhà máy điện đến các hộ tiêu thụ.
Cùng với sự phát triển cơng nghiệp hố, hiện đại hố đất nước. Cơng nghiệp điện lực giữ
vai trị quan trọng do điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong
nền kinh tế quốc dân. Ngày nay nền kinh tế nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ,các
khu đô thị,dân cư khu công nghiệp xuất hiện ngày càng nhiều, do đó nhu cầu về điện năng
tăng trưởng không ngừng.
Để đáp ứng được nhu cầu cung cấp điện ngày càng nhiều và không ngừng của đất nước
của điện năng thì cơng tác quy hoạch và thiết kế mạng lưới điện đang là vấn đề cần quan
tâm của ngành điện nói riêng và cả nước nói chungKhi các nhà máy, xí nghiệp, khu liên
doanh, các khu cơng nghiệp liên tục được quy hoạch và xây dựng thì các yêu cầu cho hệ
thống cung cấp điện cũng cần được thiết kế và xây dựng. Cùng với đó là việc phân bổ
nguồn điện sao cho hợp lý để tránh có nơi thừa điện, có nơi lại thiếu điện, qua đó đảm
bảo cung cấp đủ công suất cho các phụ tải cũng là bài toán được đặt ra. Từ bối cảnh thực
tế đó, và những kiến thức đã được học, em đã được nhận đề tài đồ án II: “ Thiết kế lưới
điện khu vực”.
Cùng với những cố gắng, nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của cơ Lê Thị Minh
Châu, em đã hoàn thành xong những yêu cầu của đồ án này.
Trong q trình hồn thiện đồ án khơng tránh khỏi có những sai sót nhất định mặc dù đã
rất cố gắng, mong các thầy( cơ) góp ý thêm.
Cuối cùng, em xin gửi đến cô Lê Thị Minh Châu lời cảm ơn chân thành nhất.
Hà Nội, ngày 11 tháng 8năm 2021.
Sinh viên
Nguyễn Vũ Nhật Nam
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
4
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CƠNG SUẤT
1. Phân tích nguồn và phụ tải
Trong đề tài yêu cầu thiết kế từ thanh góp cao áp của trạm tăng áp của nhà máy điện trở đi, nên
cũng khơng cần phân tích về nguồn cung cấp điện. Nguồn điện được giả thiết cung cấp đủ công
suất tác dụng theo nhu cầu của phụ tải với một hệ số công suất được quy định. Điều này cho thấy
nguồn có thể khơng cung cấp đủ u cầu về công suất kháng và việc đảm bảo nhu cầu điện năng
phản kháng có thể thực hiện trong quá trình thiết kế bằng cách bù cơng suất kháng tại các phụ tải
mà không cần phải tải đi từ nguồn
Phụ tải điện là số liệu ban đầu để giải quyết những vấn đề tổng hợp kinh tế kỹ thuật phức tạp khi
thiết kế mạng điện. Xác định phụ tải điện là giai đoạn đầu tiên khi thiết kế hệ thống nhằm mục
đích vạch ra sơ đồ, lựa chọn và kiểm tra các phần tử của mạng điện như máy phát đường dây, máy
biến áp và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Vì thế cơng tác phân tích phụ tải chiếm một vị trí hết sức
quan trọng cần được thực hiện một cách chu đáo.
Căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện, phụ tải phân ra làm ba loại:
Loại một: bao gồm các phụ tải quan trọng. Việc ngưng cung cấp điện cho các phụ tải này có thể
nguy hiểm cho tính mạng con người, thiệt hại đến sản xuất, ảnh hưởng đến an ninh quốc phịng.
Vì phải đảm bảo liên tục cung cấp điện nên các đường dây phải bố trí sao cho vẫn đảm bảo cung
cấp ngay cả khi có sự cố trong mạng điện. Chú ý rằng không nhất thiết tất cả các thành phần tiêu
thụ điện trong phụ tải yêu cầu phải cung cấp điện liên tục vì vậy có thể cắt bớt một phần nhỏ các
thành phần không quan trọng của phụ tải để đảm bảo cung cấp trong các trường hợp sự cố nặng
nề trong mạng điện.
Loại hai: bao gồm những phụ tải tuy quan trọng nhưng việc mất điện chỉ gây giảm sút về số lượng
sản phẩm. Vì vậy mức độ đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên tục cho các phụ tải này cần được
cân nhắc mới có thể quyết định được.
Loại ba: bao gồm các phụ tải không quan trọng, việc mất điện không gây rahậu quả nghiêm trọng.
Trong trường hợp này không cần phải xét đến các phương tiện dữ trự để đảm bảo cung cấp
Ở đề tài này chúng ta xét yêu cầu cung cấp điện cho phụ tải loại một
Sơ đồ mặt bằng nguồn theo đề bài thiết kế
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
5
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
Thông số phụ tải
Các thông số
Phụ tải cực đại (MW)
Hệ số công suất
Mức đảm bảo cung cấp điện
Yêu cầu điều chỉnh điện áp
Thời gian sử dụng công suất cực đại
Điện áp định mức lưới hạ áp
Các hộ tiêu thụ
3
4
5
6
30
28
30
32
0,9
I
I
I
I
I
I
𝛿𝑈 𝑚𝑎𝑥 = 5%, 𝛿𝑈 𝑚𝑖𝑛 = 0%,𝛿𝑈 𝑠𝑐 = 5%
5100
22
1
20
2
25
Phụ tải cực tiểu bằng 60% phụ tải cực đại.
Hệ số cơng suất trung bình trên thanh góp cao áp của nguồn điện bằng 0,85.
Hệ số đồng thời m = 1.
Điện áp vận hành trên thanh góp cao áp của nguồn điện khi phụ tải cực đại bằng 110%, khi phụ
tải cực tiểu bằng 105%, khi sự cố bằng 110% điện áp định mức.
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
6
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
Xét phụ tải 1:
-
-
Chế độ cực đại:𝑃𝑚𝑎𝑥 = 20𝑀𝑊, 𝑐𝑜𝑠𝜑1 = 0.9
𝑄𝑚𝑎𝑥 = 𝑃𝑚𝑎𝑥 . 𝑡𝑎𝑛𝜑1 = 9,686𝑀𝑉𝐴𝑟
𝑆𝑚𝑎𝑥 = √𝑃𝑚𝑎𝑥 2 + 𝑄𝑚𝑎𝑥 2 = 22.222𝑀𝑉𝐴
𝑆𝑚𝑖𝑛 = √𝑃𝑚𝑖𝑛 2 + 𝑄𝑚𝑖𝑛 2 = 13.333𝑀𝑉𝐴
Chế độ cực tiểu: 𝑃𝑚𝑖𝑛 = 60%𝑃𝑚𝑎𝑥 = 12𝑀𝑊
𝑄𝑚𝑖𝑛 = 60%𝑄𝑚𝑎𝑥 = 5.812𝑀𝑉𝐴𝑟
Áp dụng tương tự cho các phụ tải còn lại, ta được bảng sau
Phụ tải
Pmax (MW)
Qmax (MVAr)
𝑆𝑚𝑎𝑥
(MVA)
Smax (MVA)
Pmin (MW)
Qmin (MVAr)
𝑆𝑚𝑖𝑛 (MVA)
Smin (MVA)
1
20
9.686
20+j9.686
22.222
12
5.812
12+j5.812
13.333
2
25
12.108
25+j12.108
27.778
15
7.265
15+j7.265
16.667
3
30
14.53
30+j14.53
33.333
18
8.718
18+j8.718
20
4
28
13.561
28+j13.561
31.111
16.8
8.137
16.8+j8.137
18.667
5
30
14.53
30+j14.53
33.333
18
8.718
18+j8.718
20
6
32
15.498
32+j15.498
35.555
19.2
9.299
19.2+j9.299
21.333
2. Cân bằng công suất
Cân bằng công suất trong hệ thống điện nhằm xét khả năng cung cấp của các nguồn phụ tải thông
qua mạng điện. Tại mỗi thời điểm, luôn phải đảm bảo cân bằng giữa lượng điện năng sản xuất và
tiêu thụ. M ỗi mức cân bằng công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q xác định một giá trị
tần số và điện áp. Quá trình biến đổi cơng suất và các chỉ tiêu chất lượng điện năng khi cân bằng
công suất bị phá hoại, xảy ra rất phức tạp vì giữa chúng có quan hệ tương hỗ. Để đơn giản bài toán,
ta coi sự thay đổi công suất tác dụng P ảnh hưởng chủ yếu đến tần s ố, cịn sự cân bằng cơng suất
phản kháng Q ảnh hưởng chủ yếu đến điện áp. Cụ thể là khi nguồn phát không đủ công suất P cho
phụ tải thì tần số bị giảm đi, và ngược lại. Khi thiếu công suất Q điện áp bị giảm thấp và ngược
lại.
a. Cân bằng công suất tác dụng
Việc cân bằng công suất tác dụng trong nhà máy được thực hiện trong nhà máy điện bằng các bộ
điều tốc thay đổi tốc độ tuabin. Cân bằng công suất cần thiết để giữ tần số trong hệ thống. Cân
bằng công suất tác dụng trong hệ thống được biểu diễn bằng công thức sau:
∑ 𝑃𝐹 = ∑ 𝑃𝑦𝑐
Với
∑ 𝑃𝐹 : Công suất tác dụng phát ra từ nguồn
∑ 𝑃𝑦𝑐 : Công suất tác dụng yêu cầu của phụ tải
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
7
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
Trong đó ∑ 𝑃𝑦𝑐 = 𝑚. ∑ 𝑃𝑝𝑡 + ∆𝑃𝑚đ + 𝑃𝑡𝑑 + 𝑃𝑑𝑡
Với:
∑𝑃𝑝𝑡 : Tổng phụ tải tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ trong chế độ cực đại
•
•
•
•
•
m: hệ số đồng thời (đề tải giả thiết m=1)
∆𝑃𝑚đ : Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện, tính sơ bộ lấy ∑∆𝑃𝑚đ =5%∑ 𝑃𝑝𝑡
∑𝑃𝑡𝑑 : Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp. ∑𝑃𝑡𝑑 = 0
∑𝑃𝑑𝑡 : Tổng công suất dự trữ. ∑𝑃𝑑𝑡 =0
Áp dụng công thức trên ta được:
∑ 𝑃𝐹 =∑ 𝑃𝑦𝑐 = 𝑚. ∑ 𝑃𝑝𝑡 + ∆𝑃𝑚đ + 𝑃𝑡𝑑 + 𝑃𝑑𝑡 = 165+5%.165=173,25(MW)
b. Cân bằng công suất phản kháng
Cân bằng công suất phản kháng nhằm giữ điện áp bình thường trong hệ thống. Cân bằng công suất
phản kháng được biểu diễn bằng công thức sau:
∑QF + Qbu∑ =∑ 𝑄𝑦𝑐 = m∑Qpt + ∑ΔQB + ∑ΔQL - QC + Qtd + Qdt
Trong đó:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
∑QF: tổng công suất phát ra của các máy phát điện
Qbu∑: tổng công suất phản kháng cần bù
∑ 𝑄𝑦𝑐 : tổng tổn thất công suất phản kháng yêu cầu phụ tải
m∑Qpt: tổng phụ tải phản kháng của mạng điện có xét đến hệ số đồng thời.
∑ΔQMBA: tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp, ∑ΔQMBA=15%∑ΔQmax
∑ΔQL: tổng tổn thất công suất phản kháng trên các đường dây của mạng điện.
QC: tổng công suất phản kháng do điện dung đường dây cao áp sinh
Qtd, Qdt: tổng công suất kháng tự dùng và dự trữ của nhà máy điện. Qtd = Qdt=0
Nếu ∑QF ≥ ∑ 𝑄𝑦𝑐 thì khơng cần phải bù cơng suất phản kháng
Áp dụng công thức trên ta được:
∑ 𝑄𝑦𝑐 = m∑Qpt + ∑ΔQB + ∑ΔQL - QC + Qtd + Qdt = 1.79,913+15%.79,913=91,9(MVAr)
∑QF= ∑ 𝑃𝐹 . 𝑡𝑎𝑛𝜑𝐹 = 173,25. tan(arccos(0,85)) =107,371(MVAr)
Ta thấy ∑QF > ∑ 𝑄𝑦𝑐 nên ta không cần bù công suất phản kháng.
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
8
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ VỀ KINH TẾ - KỸ THUẬT
2.1 Các phương án dự kiến sẽ thực hiện
Việc lựa chọn các phương án cung cấp điện hợp lý phải đảm bảo các yếu tố và một số yêu cầu
nhất định trong đó hai yếu tố chiếm phần quan trọng nhất là cũng cấp điện kinh tế với chất lượng
và độ tin cậy cao. Tính tốn thiết kế lưới điện nhằm mục đích đưa ra các phương án và lựa chọn
phù hợp cân bằng giữa yếu tố kinh tế và kĩ thuật. Bước đầu của việc tính tốn là đưa ra các sơ đồ
cung cấp điện hợp lý đảm bảo các điều kiện chọn theo yêu cầu.
Trong các phương án cần chú ý các nguyên tắc như đảm bảo cung cấp điện liên tục và phụ thuộc
vào hộ tiêu thụ. Với các phụ tải loại I cần đảm bảo cấp điện liên tục trong mọi tình huống vì đây
là các phụ tải quan trọng điển hình như: bệnh viện, các khu cơng nghiệp, nhà máy …. Vì vậy
phương án đi dây cho các phụ tải này phải có các đường dây dự phịng cố định như (2 đường dây
độc lập: mạch kép hoặc mạch vịng kín). Ngồi ra phải đảm bảo chất lượng điện năng, các chỉ
tiêu về kinh tế như: vốn đầu tư, chi phí vận hành và tổn thất nhỏ và đảm bảo an tồn khi vận hành
có khả năng phát triển lưới khi nhu cầu phụ tải tăng…. Từ yêu cầu đề bài là các phụ tải loại 1 ta
có các phương án:
a. Phương án 1:
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
9
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
b. Phương án 2:
c. Phương án 3:
d. Phương án 4:
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
10
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
e. Phương án 5:
2.2. Tính tốn thơng số kỹ thuật
2.2.1. Phương án 1:
a. Tính phân bố công suất trên các nhánh đường dây
𝑆𝑁−1 = 𝑆1 = 20 + 𝑗9.68 𝑀𝑉𝐴
𝑆N−2 = 𝑆2 = 25 + 𝑗12.11 𝑀𝑉𝐴
𝑆𝑁−3 = 𝑆3 = 30 + 𝑗14.53 𝑀𝑉𝐴
𝑆N−4 = 𝑆4 = 28 + 𝑗13.56 𝑀𝑉𝐴
𝑆𝑁−5 = 𝑆5 = 30 + 𝑗14.53 𝑀𝑉𝐴
𝑆N−6 = 𝑆6 = 32 + 𝑗15.5 𝑀𝑉𝐴
Từ đó ta có bảng tổng kết phân bố cơng suất trên từng nhánh trên đường dây như sau:
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
11
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
N-1
N-2
N-3
N-4
Đường
dây
50
56.566
28.284
Chiều dài 41.231
(km)
P(MW)
20
25
30
28
Q(MVAr) 9.686
12.108
14.53
13.561
S (MVA) 22.222
27.778
33.333
31.111
b. Tính chọn điện áp định mức
Chọn điện áp định mức theo cơng thức: Ui= 4.34 ∗ √𝐿𝑖 + 16𝑃
N-5
N-6
50
50
30
14.53
33.333
32
15.498
35.555
Trong đó
P: công suất đường dây cần truyền tải (MW)
L: khoảng cách cần truyến tải công suất (km)
U: điện áp định mức của mạng điện (kV)
Áp dụng cho đường dây có L < 220 km và P ≤ 60 MW. Nếu 70 kV < mọi Ui < 187 kV thì chọn
Uđm = 110 kV.
Với đường dây N-1: 𝑈𝑡𝑡𝑁𝐷1= 4.34 ∗ √41,231 + 16 ∗ 20 = 82.486 𝑉. Tương tự với các đường
dây khác ta có bảng:
Đường
dây
Chiều dài
(km)
P(MW)
Ui(kV)
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
41.231
50
56.566
28.284
50
50
20
82.486
25
92.065
30
100.532
28
94.716
30
99.914
32
102.886
Theo điện áp tính tốn đường dây so sánh với điều kiện L < 220 km và P ≤ 60 MW, 70 kV < mọi
Ui < 187 chọn điện áp truyền tải là 𝑈𝑑𝑚 = 110 𝐾𝑉
c. Tính tốn chọn kết cấu đường dây và tiết diện dây dẫn
Thiết kế lưới 110kV: đường dây trên không, dây AC sử dụng cột bê tông cốt thép
Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế, Tính chọn dịng điện chạy trên dây dẫn với chế
độ phụ tải cực đại ta có cơng thức tính:
𝐼𝑚𝑎𝑥 =
Trong đó:
2
2
+ 𝑄𝑚𝑎𝑥
√𝑃𝑚𝑎𝑥
𝑛 ∗ 𝑈𝑑𝑚 ∗ √3
n: số mạch đường dây, đường dây kép thì n = 2 cịn đường dây đơn thì n=1
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
12
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
𝑈𝑑𝑚 : điện áp định mức của mạng điện, kV
𝑃𝑚𝑎𝑥 , 𝑄𝑚𝑎𝑥 : dòng CSTD và CSPK trên đường dây, [MW, MVAr]
Từ dòng điện cực đại( 𝐼𝑚𝑎𝑥 ) ta tính chọn tiết diện dây dẫn theo cơng thức tính mật độ dịng kinh
tế:
𝐹𝑘𝑡 =
Trong đó:
𝐼𝑚𝑎𝑥
𝐽𝑘𝑡
𝐹𝑘𝑡 : tiết diện kinh tế của dây dẫn
𝐽𝑘𝑡 : mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm2
𝐽𝑘𝑡 : chọn chung cho tồn lưới điện theo 𝑇𝑚𝑎𝑥 và dây AC
𝐼𝑚𝑎𝑥 : dịng điện chạy trên đường dây cho chế độ phụ tải cực đại.
Dây tiêu chuẩn sử dụng cho lưới 110kV trên không bảo gồm là AC-70, AC-95, AC-120, AC-150,
AC-185, AC-240.
Theo yêu cầu có thời gian sử dụng cơng suất lớn nhất của phụ tải là 𝑇𝑚𝑎𝑥 = 5100 (h), với 𝑇𝑚𝑎𝑥 >
5000 chọn chung 𝐽𝑘𝑡 = 1.
Tính tốn với đoạn N-1:
𝐼𝑚𝑎𝑥 =
2
2
√𝑃𝑚𝑎𝑥
+ 𝑄𝑚𝑎𝑥
𝑛 ∗ 𝑈𝑑𝑚 ∗ √3
= 𝐼𝑚𝑎𝑥 =
√202 + 9.6862 ∗ 10 3
𝐼𝑠𝑐=2. Imax = 116.636 (A)
𝐹𝑘𝑡 = 𝐼𝑚𝑎𝑥 = 58 .318
Chọn dây dẫn AC-70
Icp=275A
2 ∗ 110 ∗ √3
= 58.318 (𝐴)
Tương tự với các đoạn khác ta có bảng chọn tiết diện cho các dây như sau:
Đường
dây
𝑆𝑚𝑎𝑥
(MVA)
Imax(A)
Isc(A)
FKT (mm2)
Chọn dây
Icp(A)
N-1
N-2
N-4
N-5
N-6
20+j9.686 25+j12.108 30+j14.53
28+j13.561
30+j14.53
32+j15.498
58.318
116.636
58.318
AC-70
275
81.645
163.29
81.645
AC-70
275
87.476
174.952
87.476
AC-95
335
93.308
186.616
93.308
AC-95
335
72.898
145.796
72.898
AC-70
275
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
N-3
87.476
174.952
87.476
AC-95
335
13
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
Bảng các thông số đường dây cho các phương án vừa chọn được
Đường
dây
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
Chiều
dài
(km)
41.231
50
56.569
28.284
50
50
𝐹𝑡𝑐
(𝑚𝑚2 )
𝑟0
(Ω/km)
𝑥0
(Ω/km)
AC-70
AC-70
AC-95
AC-70
AC-95
AC-95
0.46
0.46
0.34
0.46
0.34
0.34
0.44
0.44
0.429
0.44
0.429
0.429
𝑏0
𝑅 (Ω)
(10−6 Ω/km)
2.58
2.58
2.65
2.58
2.65
2.65
9.483
11.5
9.6165
6.5055
8.5
8.5
𝑋 (Ω)
9.071
11
12.134
6.2225
10.725
10.725
𝐵/2
(10−6 Ω)
106.376
129
149.907
72.973
132.5
132.5
d. Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật
• Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây
Khi có dịng điện đi qua, dây dẫn và cách điện sẽ bị nóng lên do hiệu ứng Jun-lenso. Khi nhiệt độ
tăng cao quá và tồn tại lâu sẽ làm giảm độ bền cơ học của dây dẫn hoặc làm già hóa cách điện. Để
làm đảm bảo cho dây dẫn làm việc lâu dài mà không bị hư hại, nhiệt độ của dây dẫn trong chế độ
làm việc không được vượt quá nhiệt độ dịng điện cho phép của dây
Phát nóng dây dẫn do dòng điện sự cố: 𝐼𝑠𝑐 ≤ 𝐼𝑐𝑝 (𝐼𝑠𝑐 = 2 ∗ 𝐼𝑏𝑡 )
Icp xác định theo điều kiện tiêu chuẩn và cho trong các cataloge
Theo bảng chọn tiết diện dây đã tính:
Đường
dây
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
20+j9.686
25+j12.108
30+j14.53
28+j13.561
30+j14.53
32+j15.498
Imax(A)
58.318
72.898
87.476
81.645
87.476
93.308
Isc(A)
116.636
145.796
174.952
163.29
174.952
186.616
FKT (mm2)
58.318
72.898
87.476
81.645
87.476
93.308
Chọn dây
AC-70
AC-70
AC-95
AC-70
AC-95
AC-95
𝑆𝑚𝑎𝑥
(MVA)
Icp(A)
275
275
335
275
335
335
So sánh giá trị dịng sự cố trong bảng và giá trị dòng điện cho phép sau khi chọn dây thỏa mãn
điều điện phát nóng của dây
•
Kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang và độ bền cơ học
Chọn tiết diện dây cho đường dây đã xét đến việc loại bỏ tổn thất vầng quang bằng cách chọn tiết
diện dây F≥ 70 𝑚𝑚2 .
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
14
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
Đường dây trên không bao gồm dãy các cột điện, trên đó có các xà và dây dẫn được treo vào các
xà qua các xứ cách điện. Cột điện được chơn xuống đất bằng các móng vững chắc, làm nhiệm vụ
ỡ dây ở trên cao so với mặt đất, do đó gọi là đường dây trên khơng. Trên cột cịn có thể treo dây
chống sét để sét không đánh trực tiếp vào dây dẫn.
Dây dẫn được làm bằng nhôm lõi thép (AC), dây vặn xoắn nhôm lõi thép, để tăng độ bền người ta
làm lõi thép ở trong, các sợi nhơm ở bên ngồi
•
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp lớn nhất cho phép trong lưới điện
Để đảm bảo cung cấp điện và chất lượng điện năng, điện áp trên lưới điện phải luôn lớn hơn hoặc
bằng giá trị nhất định. Để đạt được các giá trị này tổn thất điện áp từ đầu nguồn đến mọi điểm trên
lưới điện phải nhỏ hơn hoặc bằng giá trị cho phép trong chế độ bình thường và sự cố.
∆U𝑚𝑎𝑥𝑏𝑡 % ≤ 10%
∆U𝑚𝑎𝑥𝑠𝑐 % ≤ 20%
- Chế độ bình thường:
Cơng thức tính tổn thất điện áp trên đoạn N-1:
∆𝑈N−1𝑏𝑡 % =
PN−1 ∗RN−1 +Q N−1 ∗XN−1
=
2
Uđm
20 ∗ 9.483 + 9.686 ∗ 9.071
∗ 100 = 2.294 %
1102
Tương tự tính tốn cho các mạch đường dây ta có bảng tổng hợp tổn thất điện áp trên lưới điện là:
Đường
dây
Chiều
dài
𝐹𝑡𝑐
𝑅 (Ω)
𝑋 (Ω)
𝐵/2
(10−6 Ω)
P
Q
∆𝑈𝑏𝑡 %
(km)
(𝑚𝑚2 )
N-1
41.231
AC-70
9.483
9.071
106.376
20
9.686
2.294
N-2
50
AC-70
11.5
11
129
25
12.108
3.477
N-3
56.569
AC-95
9.6165
12.134
149.907
30
14.53
3.841
N-4
28.284
AC-70
6.5055
6.2225
72.973
28
13.561
2.203
N-5
50
AC-95
8.5
10.725
132.5
30
14.53
3.395
N-6
50
AC-95
8.5
10.725
132.5
32
15.498
3.622
Từ bảng trên ta thấy tổn thất điện áp trên đường dây N-3 là lớn nhất, ∆𝑈N−3𝑏𝑡 =∆𝑈𝑚𝑎𝑥𝑏𝑡 =
3.841 % ≤10%
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
15
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
Thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp lớn nhất
- Chế độ sự cố:
Trong chế độ sự cố chỉ xét đến đường dây bị đứt một mạch và sự cố chỉ xảy ra trên từng đoạn
khơng có sự cố xếp chồng:
∆𝑈N−1 𝑠𝑐 % = 2 ∗ ∆𝑈N−1𝑏𝑡 % = 2 ∗ 2.294 % = 4.588 %
Tương tự với các mạch đường dây còn lại ta có bảng:
Đường
dây
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6
Từ bảng
7.682 %
Chiều
dài
𝐹𝑡𝑐
(𝑚𝑚 )
2
𝑅 (Ω)
𝑋 (Ω)
𝐵/2
(10−6 Ω)
(km)
41.231 AC-70 9.483
9.071
1.29
50
AC-70
11.5
11
1.29
56.569 AC-95 9.617 12.134
1.325
28.284 AC-70 6.506 6.2225
1.29
50
AC-95
8.5
10.725
1.325
50
AC-95
8.5
10.725
1.325
trên ta thấy tổn thất điện áp trên đường dây N-3
≤ 20%
P
20
25
30
28
30
32
là lớn
Q
∆𝑈𝑏𝑡 %
∆𝑈𝑠𝑐 %
9.686
2.294
4.588
12.108 3.477
6.954
14.53
3.841
7.682
13.561 2.203
4.406
14.53
3.395
6.79
15.498 3.622
7.244
nhất, ∆𝑈N−3𝑠𝑐 =∆𝑈𝑚𝑎𝑥𝑠𝑐 =
Thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp lớn nhất
2.2.2. Phương án 2:
a. Tính phân bố công suất trên các nhánh đường dây
𝑆1−3
= 𝑆3 = 30 + 𝑗14 ,53 𝑀𝑉𝐴
𝑆N−1 = 𝑆1 + 𝑆3 = 50 + 𝑗24 .216 𝑀𝑉𝐴
𝑆𝑁−2 = 𝑆2 = 25 + 𝑗12.108 𝑀𝑉𝐴
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
16
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
𝑆N−4 = 𝑆4 = 28 + 𝑗13.56 𝑀𝑉𝐴
= 𝑆5 = 30 + 𝑗14.53 𝑀𝑉𝐴
𝑆𝑁−5
𝑆N−6 = 𝑆6 = 32 + 𝑗15.5 𝑀𝑉𝐴
Từ đó ta có bảng tổng kết phân bố công suất trên từng nhánh trên đường dây như sau:
Đường
1-3
N-1
N-2
N-4
dây
Chiều dài
30
41.231
50
28.284
(km)
P(MW)
30
50
25
28
Q(MVAr) 14.53
24.216
12.108
13.561
S(MVA)
33.333
55.556
27.778
31.111
b. Tính chọn điện áp định mức
Chọn điện áp định mức theo công thức: Ui= 4.34 ∗ √𝐿𝑖 + 16𝑃
N-5
N-6
50
50
30
14.53
33.333
32
15.498
35.555
Trong đó
P: cơng suất đường dây cần truyền tải (MW)
L: khoảng cách cần truyến tải công suất (km)
U: điện áp định mức của mạng điện (kV)
Áp dụng cho đường dây có L < 220 km và P ≤ 60 MW. Nếu 70 kV < mọi Ui < 187 kV thì chọn
Uđm = 110 kV.
Với đường dây N-2: 𝑈𝑡𝑡𝑁2 = 4.34 ∗ √50 + 16 ∗ 25 = 92,065 𝑉 Tương tự với các đường dây khác
ta có bảng:
Đường
dây
Chiều dài
(km)
P(MW)
Ui(kV)
1-3
N-1
N-2
N-4
N-5
N-6
30
41.231
50
28.284
50
50
30
98.011
50
125.877
25
92.065
28
94.716
30
99.914
32
102.886
Theo điện áp tính tốn đường dây so sánh với điều kiện L < 220 km và P ≤ 60 MW, 70 kV < mọi
Ui < 187 chọn điện áp truyền tải là 𝑈𝑑𝑚 = 110 𝐾𝑉
c. Tính tốn chọn kết cấu đường dây và tiết diện dây dẫn
Thiết kế lưới 110kV: đường dây trên không, dây AC sử dụng cột bê tông
Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dịng kinh tế, Tính chọn dịng điện chạy trên dây dẫn với chế
độ phụ tải cực đại ta có cơng thức tính:
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
17
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
𝐼𝑚𝑎𝑥
Trong đó:
2
2
+ 𝑄𝑚𝑎𝑥
√𝑃𝑚𝑎𝑥
= 𝑛 ∗ 𝑈𝑑𝑚 ∗ √3
n: số mạch đường dây, đường dây kép thì n = 2 cịn đường dây đơn thì n=1
𝑈𝑑𝑚 : điện áp định mức của mạng điện, kV
𝑃𝑚𝑎𝑥 , 𝑄𝑚𝑎𝑥 : dòng CSTD và CSPK trên đường dây, [MW, MVAr]
Từ dịng điện cực đại( 𝐼𝑚𝑎𝑥 ) ta tính chọn tiết diện dây dẫn theo cơng thức tính mật độ dịng kinh
tế:
𝐹𝑘𝑡 =
Trong đó:
𝐼𝑚𝑎𝑥
𝐽𝑘𝑡
𝐹𝑘𝑡 : tiết diện kinh tế của dây dẫn
𝐽𝑘𝑡 : mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm2
𝐽𝑘𝑡 : chọn chung cho toàn lưới điện theo 𝑇𝑚𝑎𝑥 và dây AC
𝐼𝑚𝑎𝑥 : dòng điện chạy trên đường dây cho chế độ phụ tải cực đại.
Dây tiêu chuẩn sử dụng cho lưới 110kV trên không bảo gồm là AC-70, AC-95, AC-120, AC-150,
AC-185, AC-240.
Theo yêu cầu có thời gian sử dụng công suất lớn nhất của phụ tải là 𝑇𝑚𝑎𝑥 = 5100 (h), với 𝑇𝑚𝑎𝑥 >
5000 chọn chung 𝐽𝑘𝑡 = 1
Tính toán với đoạn N-1:
𝐼𝑚𝑎𝑥 =
2
2
+ 𝑄𝑚𝑎𝑥
√𝑃𝑚𝑎𝑥
𝑛 ∗ 𝑈𝑑𝑚 ∗ √3
= 𝐼𝑚𝑎𝑥 =
𝐼𝑠𝑐=2. Imax = 145,795 (A)
𝐹𝑘𝑡 = 𝐼𝑚𝑎𝑥 = 72 .898
Chọn dây dẫn AC-70
Icp=275A
√252 + 12.1082 ∗ 103
2 ∗ 110 ∗ √3
= 72.898(𝐴)
Tương tự với các đoạn khác ta có bảng chọn tiết diện cho các dây như sau:
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
18
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
Đường dây
1-3
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
N-1
N-2
N-4
P(MW)
30
50
25
28
Q(MVAr)
14.53
24.216
12.108
13.561
Imax(A)
87.478
145.795
72.898
81.645
Isc(A)
174.956
291.59
145.796
163.29
FKT (mm2)
87.478
145.795
72.898
81.645
Chọn dây
AC-95
AC-150
AC-70
AC-70
Icp(A)
335
445
275
275
Bảng các thông số đường dây cho các phương án vừa chọn được
Đường
dây
Chiều dài
(km)
1-3
N-1
N-2
N-4
N-5
N-6
30
41.231
50
28.284
50
50
𝐹𝑡𝑐
(𝑚𝑚2 )
𝑟0
(Ω/km)
AC-95
AC-150
AC-70
AC-70
AC-95
AC-95
0.34
0.21
0.46
0.46
0.34
0.34
𝑥0
𝑏0
(Ω/km) (10−6 Ω/km)
0.429
0.415
0.44
0.44
0.429
0.429
2.65
2.74
2.58
2.58
2.65
2.65
N-5
N-6
30
14.53
87.478
174.956
87.478
AC-95
335
32
15.498
93.309
186.618
93.309
AC-95
335
𝑅 (Ω)
𝑋 (Ω)
5.1
4.3295
11.5
6.5055
8.5
8.5
6.435
8.5555
11
6.2225
10.725
10.725
𝐵/2
(10−6 Ω)
112.973
129
79.5
72.973
132.5
132.5
d. Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật
• Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây
Khi có dịng điện đi qua, dây dẫn và cách điện sẽ bị nóng lên do hiệu ứng Jun-lenso. Khi nhiệt độ
tăng cao quá và tồn tại lâu sẽ làm giảm độ bền cơ học của dây dẫn hoặc làm già hóa cách điện. Để
làm đảm bảo cho dây dẫn làm việc lâu dài mà không bị hư hại, nhiệt độ của dây dẫn trong chế độ
làm việc không được vượt quá nhiệt độ dòng điện cho phép của dây
Phát nóng dây dẫn do dịng điện sự cố: 𝐼𝑠𝑐 ≤ 𝐼𝑐𝑝 (𝐼𝑠𝑐 = 2 ∗ 𝐼𝑏𝑡 )
Theo bảng chọn tiết diện dây đã tính:
Đường dây
1-3
N-1
P(MW)
30
50
Q(MVAr)
14.53
24.216
Imax(A)
87.478
145.795
Isc(A)
174.956
291.59
FKT (mm2)
87.478
145.795
Chọn dây
AC-95
AC-150
Icp(A)
335
445
So sánh giá trị dịng sự cố trong bảng và
điều điện phát nóng của dây
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
N-2
N-4
N-5
N-6
25
28
30
32
12.108
13.561
14.53
15.498
72.898
81.645
87.478
93.309
145.796
163.29
174.956
186.618
72.898
81.645
87.478
93.309
AC-70
AC-70
AC-95
AC-95
275
275
335
335
giá trị dòng điện cho phép sau khi chọn dây thỏa mãn
19
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
•
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
Kiểm tra điều kiện tổn thất vầng quang và độ bền cơ học
Chọn tiết diện dây cho đường dây đã xét đến việc loại bỏ tổn thất vầng quang bằng cách chọn tiết
diện dây F≥ 70 𝑚𝑚2 .
Đường dây trên không bao gồm dãy các cột điện, trên đó có các xà và dây dẫn được treo vào các
xà qua các xứ cách điện. Cột điện được chơn xuống đất bằng các móng vững chắc, làm nhiệm vụ
ỡ dây ở trên cao so với mặt đất, do đó gọi là đường dây trên khơng. Trên cột cịn có thể treo dây
chống sét để sét khơng đánh trực tiếp vào dây dẫn.
Dây dẫn được làm bằng nhôm lõi thép (AC), dây vặn xoắn nhôm lõi thép, để tăng độ bền người ta
làm lõi thép ở trong, các sợi nhơm ở bên ngồi.
•
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp lớn nhất cho phép trong lưới điện
Để đảm bảo cung cấp điện và chất lượng điện năng, điện áp trên lưới điện phải luôn lớn hơn hoặc
bằng giá trị nhất định. Để đạt được các giá trị này tổn thất điện áp từ đầu nguồn đến mọi điểm trên
lưới điện phải nhỏ hơn hoặc bằng giá trị cho phép trong chế độ bình thường và sự cố
∆U𝑚𝑎𝑥𝑏𝑡 % ≤ 10%
∆U𝑚𝑎𝑥𝑠𝑐 % ≤ 20%
- Chế độ bình thường:
Cơng thức tính tổn thất điện áp trên đoạn N-1:
∆𝑈N−2𝑏𝑡 % =
PN−2 ∗RN−2 +QN−2 ∗XN−2
U2đm
=
25∗11,5+12.108∗11
1102
∗ 100 = 3.477%
Tương tự tính tốn cho các mạch đường dây ta có bảng tổng hợp tổn thất điện áp trên lưới điện là:
Đường
dây
Chiều
dài
𝐹𝑡𝑐
𝑅 (Ω)
𝑋 (Ω)
𝐵/2
(10−6 Ω)
P
Q
∆𝑈𝑏𝑡 %
(km)
(𝑚𝑚2 )
N-1
41.231
AC-70
9.483
9.071
112.973
50
24.216
3.501
1-3
30
AC-95
0.34
0.429
79.5
5.1
6.435
1.325
N-1-3
71,231
N-2
50
AC-70
11.5
11
129
25
12.108
3.477
N-4
28.284
AC-70
6.5055
6.2225
72.973
28
13.561
2.203
N-5
50
AC-95
8.5
10.725
132.5
30
14.53
3.395
N-6
50
AC-95
8.5
10.725
132.5
32
15.498
3.622
5.538
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
20
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
Từ bảng trên ta thấy tổn thất điện áp trên đường dây N-1-3 là lớn nhất, ∆𝑈N−1−3𝑏𝑡 =∆𝑈𝑚𝑎𝑥𝑏𝑡 =
5.538 % ≤10%
Thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp lớn nhất
- Chế độ sự cố:
Trong chế độ sự cố chỉ xét đến đường dây bị đứt một mạch và sự cố chỉ xảy ra trên từng đoạn
khơng có sự cố xếp chồng:
∆𝑈N−2 𝑠𝑐 % = 2 ∗ ∆𝑈N−2𝑏𝑡 % = 2 ∗ 3.477 % = 6.954 %
Tương tự với các mạch đường dây còn lại ta có bảng:
Đường
dây
Chiều
dài
(km)
41.231
30
N-1
1-3
N-13(đứt ở
71,231
N-1)
N-2
50
N-4
28.284
N-5
50
N-6
50
Từ bảng trên ta thấy
8,327 % ≤20%
𝐹𝑡𝑐
(𝑚𝑚 )
2
AC-70
AC-95
𝑅 (Ω)
𝑋 (Ω)
9.483
0.34
9.071
0.429
𝐵/2
P
Q
∆𝑈𝑏𝑡 %
∆𝑈𝑠𝑐 %
1.29
2.65
50
5.1
24.216
6.435
3.501
1.325
7.002
2.65
5.538
8.327
(10−6 Ω)
AC-70 11.5
11
1.29
AC-70 6.5055 6.2225
1.29
AC-95
8.5
10.725
1.325
AC-95
8.5
10.725
1.325
tổn thất điện áp trên đường dây N-1-3 là
25
12.108 3.477
6.954
28
13.561 2.203
4.406
30
14.53
3.395
6.79
32
15.498 3.622
7.244
lớn nhất, ∆𝑈N−1−3𝑠𝑐 =∆𝑈𝑚𝑎𝑥𝑠𝑐 =
Thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp lớn nhất
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
21
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
2.2.3. Phương án 3:
a. Tính phân bố công suất trên các nhánh đường dây
𝑆N−1 = 𝑆1 + 𝑆2 = 45 + 𝑗21 .794 𝑀𝑉𝐴
𝑆1−2
= 𝑆2 = 25 + 𝑗12 .108 𝑀𝑉𝐴
𝑆N−5 = 𝑆5 + 𝑆4 = 58 + 𝑗28.091 𝑀𝑉𝐴
𝑆5−4 = 𝑆4 = 28 + 𝑗13 .561 𝑀𝑉𝐴
𝑆N−6 = 𝑆6 + 𝑆3 = 62 + 𝑗30.028 𝑀𝑉𝐴
𝑆6−3 = 𝑆3 = 30 + 𝑗14 ,53 𝑀𝑉𝐴
Từ đó ta có bảng tổng kết phân bố cơng suất trên từng nhánh trên đường dây như sau:
Đường
N-1
1-2
N-5
5-4
dây
Chiều dài
(km)
41.231
40
50
36.056
P(MW)
45
25
58
28
Q(MVAr)
21.794
12.108
28.091
13.561
S(MVA)
49.999
27.778
64.445
31.111
b. Tính chọn điện áp định mức
Chọn điện áp định mức theo công thức: Ui= 4.34 ∗ √𝐿𝑖 + 16𝑃
N-6
6-3
50
62
30.028
68.889
41.231
30
14.53
33.333
Trong đó
P: cơng suất đường dây cần truyền tải (MW)
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
22
Đồ án II: Thiết kế lưới điện khu vực
GV hướng dẫn: Lê Thị Minh Châu
L: khoảng cách cần truyến tải công suất (km)
U: điện áp định mức của mạng điện (kV)
Áp dụng cho đường dây có L < 220 km và P ≤ 60 MW. Nếu 70 kV < mọi Ui < 187 kV thì chọn
Uđm = 110 kV.
Với đường dây 1-2: 𝑈𝑡𝑡1−2= 4.34 ∗ √40 + 16 ∗ 25 = 91.037 𝑉 Tương tự với các đường dây khác
ta có bảng:
Đường
N-1
1-2
N-5
5-4
N-6
6-3
dây
Chiều dài
41.231
40
50
36.056
50
41.231
(km)
P(MW)
45
25
58
28
62
30
Ui(kV)
119.742
91.037
135.725
95.485
140.095
99.084
Theo điện áp tính tốn đường dây so sánh với điều kiện L < 220 km và P ≤ 60 MW, 70 kV < mọi
Ui < 187 chọn điện áp truyền tải là 𝑈𝑑𝑚 = 110 𝐾𝑉
c. Tính toán chọn kết cấu đường dây và tiết diện dây dẫn
Thiết kế lưới 110kV: đường dây trên không, dây AC sử dụng cột bê tông
Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dịng kinh tế, Tính chọn dịng điện chạy trên dây dẫn với chế
độ phụ tải cực đại ta có cơng thức tính:
𝐼𝑚𝑎𝑥 =
Trong đó:
2
2
+ 𝑄𝑚𝑎𝑥
√𝑃𝑚𝑎𝑥
𝑛 ∗ 𝑈𝑑𝑚 ∗ √3
n: số mạch đường dây, đường dây kép thì n = 2 cịn đường dây đơn thì n=1
𝑈𝑑𝑚 : điện áp định mức của mạng điện, kV
𝑃𝑚𝑎𝑥 , 𝑄𝑚𝑎𝑥 : dòng CSTD và CSPK trên đường dây, [MW, MVAr]
Từ dòng điện cực đại( 𝐼𝑚𝑎𝑥 ) ta tính chọn tiết diện dây dẫn theo cơng thức tính mật độ dịng kinh
tế:
𝐹𝑘𝑡 =
Trong đó:
𝐼𝑚𝑎𝑥
𝐽𝑘𝑡
𝐹𝑘𝑡 : tiết diện kinh tế của dây dẫn
𝐽𝑘𝑡 : mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm2
𝐽𝑘𝑡 : chọn chung cho toàn lưới điện theo 𝑇𝑚𝑎𝑥 và dây AC
NGUYEN VU NHAT NAM 20181231
23
