cân bằng công suất trong hệ thống điện
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (483.16 KB, 74 trang )
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
LỜI NÓI ĐẦU
Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, ngành công nghiệp
điện lực giữ vai trò đặc biệt quan trọng, bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được
dùng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân.
Khi ta xây dựng một nhà máy, khu dân cư, thành phố…Trước tiên ta phải xây
dựng một hệ thống lưới điện để cung cấp điện nhằm mục đích phục vụ cho sinh hoạt
và sản xuất.
Khi xây dựng một hệ thống lưới điện thì vấn đề thiết kế đóng vai trò rất quan
trọng, người thiết kế phải làm sao mạng lưới mà mình thiết kế đạt yêu cầu về mặt
kinh tế lẫn kỹ thuật, và chọn ra những phương án tối ưu nhất đạt yêu cầu về mặt kỹ
thuật và đảm bảo tính kinh tế. Để đạt được điều đó thì môn học: MẠNG LƯỚI
ĐIỆN giúp chúng ta những kiến thức không nhỏ trong lĩnh vực hệ thống điện.
Sau một thời gian tìm tòi nghiên cứu, cùng với kiến thức truyền đạt của thầy
cô giáo bản thân em đã hoàn thành đồ án môn học MẠNG LƯỚI ĐIỆN mà thầy đã
giao. Tuy nhiên với những kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm chưa có, thực tiễn ít.
Chắc chắn đồ án môn học không thể nào tránh sót khỏi một số sai sót.
Vậy em rất mong sự quan tâm, chỉ bảo của các thầy cô để sau này làm đồ án
tốt nghiệp, cũng như ứng dụng trong thực tế.
Quy Nhơn, ngày 14/02/2009
Sinh viên thiết kế
Nguyeãn Quang Hieån
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 1
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
CHƯƠNG 1
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
Đảm bảo chất lượng điện năng là một trong những yêu cầu quan trọng của truyền
tải và cung cấp điện. Yếu tố quyết định đến chất lượng điện năng là tần số và điện
áp. Vậy muốn một hệ thống vận hành và cung cấp điện năng đạt chất lượng tốt thì
nhất thiết phải cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng
1.1.Phân tích nguồn phụ tải :
1.1.1. Nguồn cung cấp điện.
Là nhà máy điện khu vực có đủ công suất cung cấp cho các phụ tải làm việc
trong mọi chế độ của mạng có:
Hệ số công suất trung bình trên thanh góp cao áp của nhà máy điện khu vực
cosφ = 0,85.
Điện áp trên thanh cái cao áp của nhà máy điện khi phụ tải cực đại bằng 110%.
Điện áp trên thanh cái cao áp của nhà máy điện khi phụ tải cực tiểu bằng 105%.
Khi phụ tải nặng nề là 110% điện áp danh định.
1.1.2. Các phụ tải
Mạng được thiết kế với 6 phụ tải loại một là những hộ tiêu thụ điện quan trọng, vì
vậy ta thiết kế mạng điện bằng đường dây hai mạch cosφ = 0,9
→
tgφ=0,484
Thời gian sử dụng công suất cực đại T
max
= 5000
h
;
P
min
= 70% P
max
Điện áp danh định của lưới điện thứ cấp U
đm
= 10 kV
Phụ tải 1: P
1max
= 38 MW
Q
1max
= P
1max
×
tgφ = 38
×
0,484 = 18,392 MVAr
P
lmin
= 70% P
1max
=
6,26
100
3870
=
×
MW
Q
1min
= 70% Q
1max
=
874,12
100
392,1870
=
×
MVAr
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
Tính toán các đường dây còn lại ta có bảng sau :
Hộ tiêu
thụ
S
•
max
= P
max
+ jQ
max
,
MVA
S
max
,
MVA
S
•
min
= P
min
+ jQ
min
,
MVA
S
min
,
MVA
1
2
3
4
5
6
38 + j18,392
40 + j19,36
49 + j23,716
38 + j18,392
40+ j19,36
49 + j23,716
42,216
44,438
54,437
42,216
44,438
54,437
26,6 + j12,874
28,0 + j13,552
34,30 + j16,601
26,6 + j12,874
28,0 + j13,552
34,30+ j16,601
29,551
31,107
38,106
29,551
31,107
38,106
Tổng 254+j122,936 282,282 177,8+ j85,344 197,528
Bảng 1.1: Thông số các phụ tải
1.2. Cân bằng công suất :
1.2.1Cân bằng công suất tác dụng :
P
F
= P
yc
P
F
- tổng công suất do nguồn cung cấp phát ra.
P
yc
- tổng công suất yêu cầu của mạng điện.
P
yc
=m.
∑
P
imax
+
∑
∆
P
m- hệ số đồng thời ; chọn m =1.
∑
P
imax
- tổng công suất ở chế độ S
max
.
∑
∆
P - tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện thiết kế.
Trong khi tính toán có thể lấy:
∑
∆
P = (5%
÷
10%)
maxi
P
∑
= 5%
×
254=12,7 MW
P
F
= P
yc
= 254+12,7=266,7 MW
1.2.2. Cân bằng công suất phản kháng :
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 3
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
Việc cân bằng công suất phản kháng giữ cho điện áp trên lưới luôn bằng điện
áp vận hành.
Q
F
= Q
yc
Q
F
- tổng công suất phản kháng của nguồn cung cấp
Q
F
= P
F
×
tgφ
F
cosφ
F
= 0,85
Q
yc
- tổng công suất mạng điện yêu cầu.
Q
yc
= m
∑
Q
imax
+
∑
∆
Q
L
-
∑
∆
Q
C
+
∑
∆
Q
b
Chọn m=1
∑
∆
Q
L
- tổng công suất phản kháng của các phụ tải ở chế độ cực đại.
∑
∆
Q
C
- tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây sinh ra.
Trong khi tính toán sơ bộ :
∑
∆
Q
L
=
∑
∆
Q
C
Do đó:
∑
∆
Q
L
-
∑
∆
Q
C
= 0
∑
∆
Q
b
: tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm hạ áp.
Trong tính toán sơ bộ:
∑
∆
Q
b
=
∑
∑
im
ipt
Q
S
%15
%10
Q
F
= 266,7
×
0,62 = 165,354 MVAr
∑
Q
imax
= Q
1max
+ …+ Q
6max
= 122,936 MVAr
∑
∆
Q
b
= 15%
×
122,936 = 18,440 MVAr
Q
yc
= 122,936 + 18,440 = 141,376 MVAr
Kiểm tra: Q
F
= Q
yc
⇒
công suất phản kháng trong các ngồn cung cấp lớn
hơn công suất phản kháng tiêu thụ nên không cần bù Q.
CHƯƠNG 2
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 4
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
Theo yêu cầu của đồ án ta xét đến 5 phương án nối dây. Vì các phụ tải là các
hộ tiêu thụ loại một, là các hộ rất quan trọng nên ta sử dụng đường dây 2 mạch song
song. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật phụ thuộc vào sơ đồ nối dây. Nối dây của sơ đồ
phải đảm bảo tin cậy, chi phí nhỏ, thuận tiện và an toàn khi vận hành và dự kiến sự
phát triển của phụ tải trong tương lai.
Sau khi phân tích 5 sơ đồ nối dây ta so sánh các phương án và chọn một
phương án hiệu quả nhất.
2.1. Dự kiến các phương án
Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ của
nó. Vì vậy các sơ đồ mạng điện cần phải có các chi phí nhỏ nhất đảm bảo độ tin cậy
cung cấp điện cần thiết và chất lượng điện năng yêu cầu của các hộ tiêu thụ, thuận
tiện và an toàn trong vận hành, khả năng phát triển trong tương lai và tiếp nhận các
phụ tải mới.
Tất cả các phụ tải là phụ tải loại 1 nên dùng đường dây 2 mạch.
Có 5 phương án được dự kiến như ở hình dưới:
• Sơ đồ mạch điện phương án 1:
• Sơ đồ mạch điện phương án 2:
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 5
3
S
MĐ
2
S
1
S
•
5
S
MĐ
1
S
2
S
5
S
3
S
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
• Sơ đồ mạch điện phương án 3
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 6
1
S
2
S
5
S
4
S
MĐ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
• Sơ đồ mach điện phương án 4 :
• Sơ đồ mạch điện phương án 5 :
2.2. Phương án 1
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 7
MĐ
1
S
2
S
3
S
5
S
4
S
5
S
1
S
2
S
3
S
MĐ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
• Sơ đồ mạng điện của phương án 1 cho ở hình dưới:
Sơ đồ mạng điện phương án 1
l
1
=
22
5040 +
= 64,031 km
2.2.1. Chọn điện áp định mức của mạng điện
Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh nghiệm
sau:
U
đm
= 4,34
Pl .16+
, kV
Trong đó:
l - Khoảng caùch truyền tải, km
P - công suất truyền tải trên đường dây, MW
l
1
=
22
5040 +
= 64,031 km
U
MĐ-1
=
3816031,6434,4 ×+
= 112,508 kV
Các đường dây còn lại được tính tương tự ta có kết quả tính điện áp định mức
của các đường dây trong phương án I cho trong bảng 2.1.
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 8
1
S
2
S
5
S
3
S
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
Đường
dây
Công suất
truyền tải,
MVA
Chiều dài
đường dây l,
km
Điện áp tính
toán U, kV
Điện áp định mức
của mạng U
đm
, kV
MĐ-1
MĐ-2
MĐ-3
MĐ-4
MĐ-5
MĐ-6
38 + j18,392
40 + j19,36
49 + j23,716
38 + j18,392
40 + j19,36
49 + j23,716
64,031
50,99
67,082
64,031
60,827
53,851
112,508
114,084
126,612
112,508
114,893
125,624
110
Bảng 2.1. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện
Từ các kết quả nhận được trong bảng 3.1, chọn điện áp định mức của mạng điện
U
đm
= 110 kV
2.2.2. Chọn tiết diện dây dẫn
Các mạng điện 110 kV được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên
không. Các dây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC). Đối với các đường
dây 100 kV, khoảng cách trung bình hình học giữa dây dẫn các pha bằng 5m
(D
tb
= 5m).
Đối với các mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ
kinh tế của dòng điện, nghĩa là: F=
kt
J
I
max
Trong đó:
I
max
- dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ phụ tải cực đại A .
J
kt
- mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm
2
. Với dây AC vàT
max
=5000h thì .
J
kt
= 1,1 A/mm
2
.
Dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ phụ tải cực đại được xác
định theo công thức:
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 9
ĐỒ ÁN MƠN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
I
max
=
dm
U3n
S
max
.10
3
, A
n - số mạch của đường dây (đường dây một mạch n =1; đường dây hai
mạch n = 2).
U
đm
- điện áp định mức của mạng điện, kV.
S
max
– cơng suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại, MVA.
Đối với đường dây 110 kV, để khơng xuất hiện vầng quang các dây nhơm lõi
thép cần phải có tiết diện F
≥
70 mm
2
.
Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố,
cần phải có điều kiện sau:
I
sc
≤
I
cp
Trong đó:
I
sc
- dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố.
I
cp
- dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn.
* Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây MĐ - 1.
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại bằng:
I
MĐ-1
=
ÐM
U
S
3n
MÐ-1
×
10
3
=
3
22
10
11032
392,1838
×
××
+
= 110,79 A
Tiết diện dây dẫn:
F
MĐ-1
=
-1
kt
J
MÐ
I
=
1,1
79,110
= 100,71mm
2
Chọn dây AC có tiết diện 95 mm
2
có I
cp
= 330 A , r
o
= 0,33
Ω
/km,
x
o
= 0,429
Ω
/km, b
o
= 2,65.10
6−
S/km
Tính các thơng số đường dây MĐ-1:
Điện trở tác dụng của đường dây có độ dài S
1
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 10
ĐỒ ÁN MƠN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
R =
n
1
.r
o
.l =
2
1
×
0,33
×
64,031 = 10,565
Ω
Điện kháng của tổng đường có giá trò :
X =
n
1
.x
o
.l =
2
1
×
0,429
×
64,031 = 13,734
Ω
Điện dẫn của cả đường dây :
2
B
=
2
1
.n.b
o
.l =
2
1
×
2
×
2,65
×
10
6−
×
64,031 = 1,696.10
4−
S
Nếu ngừng một mạch của đường dây thì dòng điện chạy trên mạch còn lại:
I
1sc
= 2I
MĐ-1
= 2
×
110,79= 221,58 A
Như vậy:
I
sc
< I
cp
Các đường dây còn lại được tính tốn tương tự ta có kết quả tính tốn các
thơng số của tất cả các đường dây trong mạng điện cho ở bảng 2.2.
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 11
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
Bảng 2.2. Thông số của các đường dây trong mạng điện
B/2.10
- 4
,S
1,696
1,371
1,804
1,696
1,637
1,448
X,Ω
13,734
10,784
14,187
13,734
12,874
11,389
R,Ω
10,565
6,883
9,056
10,565
8,217
7,269
b
0
.10
-6
,S/Km
2,65
2,69
2,69
2,65
2,69
2,69
x
0
,Ω
0,429
0,423
0,423
0,429
0,423
0,423
r
0
,Ω
0,33
0,27
0,27
0,33
0,27
0,27
l,Km
64,031
50,99
67,082
64,031
60,872
53,851
I
sc
,A
221,58
233,24
258,72
221,58
233,24
258,72
I
cp
,A
330
380
380
330
380
380
F
tc
,mm
2
95
120
120
95
120
120
F
tt
,mm
2
100,71
106,01
129,87
100,71
106,01
129,87
I
bt
,A
110,79
116,62
142,86
110,79
116,62
142,86
S,MVA
38+j18,392
40+ j19,36
49+j23,716
38+j18,392
40+ j19,36
49+j23,716
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 12
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
Đường dây
MĐ-1
MĐ-2
MĐ-3
MĐ-4
MĐ-5
MĐ-6
2.2.3. Tính tổn thất ñieän aùp trong maïng ñieän :
Để đánh giá chất lượng điện năng dựa trên hai chỉ tiêu là tần số và điện áp.Trong
thiết kế nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng nên không xét đến chỉ tiêu tần số. Vì
vậy chỉ tiêu chất lượng của điện năng là giá trị của độ lệch điện áp ở các hộ tiêu thụ
so với điện áp định mức ở mạng điện thứ cấp.
Khi chọn sơ bộ các phương án cung cấp điện có thể đánh giá chất lượng điện năng
theo các giá trị của tổn thất điện áp.
Khi tính sơ bộ:
∆
U
max bt
% = 10
÷
15 %
∆
U
max sc
% = 10
÷
20 %
Đối với những mạng điện phức tạp, có thể chấp nhận các tổn thất điện áp:
∆
U
max bt
% = 15
÷
20 %
∆
U
max sc
% = 20
÷
25 %
Tổn thất điện áp trên đường dây thứ i nào đó khi vận hành bình thường được
xác định theo công thức:
∆
U
ibt
=
2
i i i i
dm
PR Q X
U
+
.100
Trong đó:
P
i
, Q
i
- công suất chạy trên đường dây thứ i;
R
i
, X
i
- điện trở và điện kháng của đường dây thứ i;
Đối với đường dây hai mạch, nếu ngừng một mạch thì tổn thất điện áp trên
đường dây bằng:
∆
U
i sc
% = 2
∆
U
i bt
%
• Tính tổn thất điện áp trên đường dây MĐ- 1
Trong chế độ làm việc bình thường, tổn thất điện áp trên đường dây bằng:
∆
U
1 bt
% =
100
110
734,13392,18565,1038
2
×
×+×
= 5,405%
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 13
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
Khi một mạch của đường dây ngừng làm việc, tổn thất điện áp trên đường dây có
giá trị:
∆
U
1 sc
% = 2
∆
U
1 bt
% = 2
×
5,404 = 10,808 %
Tính toán các đường dây còn lại tương tự như trên ta có kết quả tính tổn thất
điện áp trên các đường dây cho trong bảng 2.3
Đường dây
∆
U
bt
, %
∆
U
sc
, % Đường dây
∆
U
bt
, %
∆
U
sc
, %
MĐ-1
MĐ-2
MĐ-3
5,405
4,00
6,447
10,808
8,00
12,894
MĐ-4
MĐ-5
MĐ-6
5,405
5,779
5,56
10,808
11,588
11,12
Bảng 2.3Các giá trị tổn thất điện áp trong mạng điện
Từ các kết quả trong bảng 3.3 nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất của mạng
điện trong phương án 1 có giá trị:
∆
U
max bt
% =
∆
U
M-3 bt
% = 6,447 %
∆
U
max sc
% =
∆
U
M-3 sc
% = 12,894 %
2.3. Phương án 2
Sơ đồ mạng điện của phương án 2 cho ở hình dưới:
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 14
3
S
MĐ
2
S
1
S
5
S
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
Sơ đồ phương án 2
2.3.1. Chọn điện áp định mức của mạng điện
Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây MĐ- 1có giá trị:
S
•
M-1
=
1
S
•
+
2
S
•
= 38 +j 18,392 +40 +j19,36 =78 +j37,752MVA
Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây 1-2 có giá trị:
1 2
S
•
−
=
2
S
•
= 40 + j19,36 MVA
Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây MĐ- 4 có giá trị:
4M
S
•
−
=
4
S
•
+
5
S
•
= 38 + j18,392 +40 + j19,36 = 78+j37,752 MVA
Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây 4-5có giá trị:
4 5
S
•
−
=
5
S
•
= 40 + j19,36 MVA
Chiều dài đường dây l
1-2
=
22
1040 +
= 41,231 km
Chiều dài đường dây l
4-5
=
22
1030 +
= 31,622 km
Các dòng công suất và chiều dài các đường dây còn lại tương tự như phương án 1
Kết quả tính điện áp trên các đường dây và chọn điện áp định mức của mạng
điện cho ở bảng 2.4.
Đường
dây
Công suất truyền
tải,
S
•
(MVA)
Chiều dài
đường dây, km
Điện áp tính toán,
kV
U
đm
,
kV
MĐ-1
1-2
MÑ-3
MĐ-4
4-5
MĐ-6
78 + j37,752
40 + j19,36
49 + j23,716
78 + j37,752
40 + j19,36
49 + j23,716
64,031
41,231
67,082
64,031
31,622
53,851
157,203
113,257
126,612
157,203
112,474
125,624
110
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 15
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
Bảng 2.4: Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện
2.3.2. Chọn tiết diện dây dẫn
a. Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây MĐ-1
Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
I
M-1
=
3
1
10
32
×
××
−
dm
M
U
S
=
3
22
10
11032
752,3778
×
××
+
= 227,412 A
Tiết diện của đường dây có giá tr ị:
F
M-1
=
kt
M
J
I
1−
=
1,1
412,227
= 206 mm
2
Chọn dây AC-185 có I
cp
= 510A
Khi ngừng một mạch của đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:
I
M-1sc
= 2I
M-1
= 2
×
227,412= 454,824 A
Vậy: I
M-6sc
< I
cp
b. Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây 1-2:
Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
I
1-2
=
3
21
10
32
×
××
−
dm
U
S
=
3
22
10
11032
36,1940
×
××
+
= 116,621A
Tiết diện của đường dây có giá tr ị:
F
1-2
=
kt
J
I
21
−
=
1,1
621,116
= 106,2 mm
2
Chọn dây AC-120 có I
cp
= 380 A
Khi ngừng một mạch của đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:
I
1-2sc
= 2I
1-2
= 2
×
106,2 = 212,4 A
Vậy: I
1-2sc
< I
cp
c. Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây MĐ:4
Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
I
M-4
=
3
4
10
32
×
××
−
dm
M
U
S
=
3
22
10
11032
752,3778
×
××
+
= 227,412A
Tiết diện của đường dây có giá tr ị:
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 16
ĐỒ ÁN MƠN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
F
M-4
=
kt
M
J
I
4−
1,1
412,227
= 206,738 mm2
Chọn dây AC-185 có I
cp
= 510 A
Khi ngừng một mạch của đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:
I
M-4sc
= 2I
M-4
= 2
×
227,412= 454,824 A
Vậy: I
M-4sc
< I
cp
d. Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây 4-5:
Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
I
4-5
=
3
54
10
32
×
××
−
dm
U
S
=
3
22
10
11032
36,1940
×
××
+
= 116,621 A
Tiết diện của đường dây có giá trò:
F
4-5
=
4 5
kt
I
J
−
=
1,1
621,116
= 106,2 mm
2
Chọn dây AC-120 có I
cp
= 380 A
Khi ngừng một mạch của đường dây,thì dòng điện chạy trong mạch còn lại bằng
: I
4-5sc
=2
×
I
4-5
=2
621,116×
=233,242 A
e. Chọn tiết diện các dây dẫn của các đường dây còn lại tính tương tự như phương
án 1đã tính ở trên :
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 17
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
Kết quả tính caùc thoâng số của tất cả các đường dây trong mạng điện cho trong
bảng 2.5.
Bảng 2.5. Thông số của các đường dây trong mạng điện
B/2.10
4
,S
1,818
1,109
1,804
1,,818
0,85063
1,448
X,Ω
13,094
8,720
14,187
13,094
6,688
11,389
R,Ω
5,442
5,566
9,056
5,442
4,268
7,269
b
0
.10
-6
,S/Km
2,84
2,69
2,69
2,84
2,69
2,69
x
0
,Ω
0,409
0,423
0,423
0,409
0,423
0,423
r
0
,Ω
0,17
0,27
0,27
0,17
0,27
0,27
l,Km
64,031
41,231
67,0 82
64,301
31,622
53,8 51
I
sc
,A
454,824
233,24
285,72
454,824
223,24
285,72
I
cp
,A
510
380
380
510
380
380
F
tc
,mm
2
185
120
120
185
120
120
F
tt
,mm
2
206,738
106,02
129,87
206,738
106,02
129,87
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 18
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
I
bt
,A
227,412
116,62
142,86
227,412
116,62
142,86
S,MVA
78+j37,752
40+j19,36
49+j23,716
78+j37,752
40+j19,36
49+j23,716
Đườg
dây
MĐ-1
1-2
MÑ-3
MĐ-4
4-5
MÑ-6
2.3.3. Tính tổn thất điện áp trong mạng điện
1. Tính tổn thất điện áp trên đường dâyMĐ-1-2 làm việc trong chế độ bình
thường:
Δ U
i
%
=
2
i i i i
P R Q X
U
× + ×
0
0
100×
Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây MĐ-1 có giá trị:
∆
U
M-1
% =
100
110
094,13752,37442,578
2
×
×+×
= 7,593%
Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 2-1 có giá trị:
∆
U
1-2bt
% =
100
110
720,836,19566,540
2
×
×+×
= 3,235%
Như vậy, tổn thất điện áp trên đường dây MĐ-2-1 bằng:
∆
U
M-1-2bt
% =
∆
U
M-1 bt
% +
∆
U
1-2 bt
% = 7,593% +3,235%
= 10,828 %
2. Tính tổn thất điện áp trên đường dây trong chế độ sau sư cố:
Khi tính tổn thất điện áp trên đường dây ta không xét các sự cố xếp chồng.
Đối với đường dây MĐ-1-2, khi ngừng một mạch trên đoạn MĐ-1 sẽ nguy hiểm hơn
so với trường hợp sự cố một mạch trên đoạn 2-1. Khi ngừng một mạch trên đường
MĐ-1, tổn thất điện áp trên điên áp trên đoạn dây này la:
∆
U
M-1-2sc
% = 2
×
7,593 %+3,235= 18,421%
Trường hợp ngừng một mạch trên đoạn 2-1 thì tổn thất điện áp trên đường
dây:
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 19
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
∆
U
M-1-2sc
% = 2
×
3,235% +7,593 = 14,063 %
Như vậy tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố đối với đường dây bằng:
∆
U
M-1-2sc
% = 18,421
3. Tính toán các đường dây còn lại tương tự như phương án 1ta có kết quả tính tổn
thất điện áp trên các đường dây cho trong bảng 2.6.
Bảng 2.6: Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây trong mạng điện
Từ các kết quả trong bảng 3.6 nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện trong phương
án 2 có giá trị:
∆
U
max bt
% =
∆
U
M-1bt
% +
∆
U
1-2 bt
% = 7,593 % + 3,235% = 10,828%
∆
U
max sc
% = 7,593%
2
×
+ 3,235% = 18,421%
2.4. Phương án 3 :
Sơ đồ mạng điện của phương án 3 cho ở hình dưới:
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 20
Đường dây
∆
U
bt
, %
∆
U
sc
, % Đường dây
∆
U
bt
, %
∆
U
sc
, %
MĐ-1
1-2
MĐ-3
7,593
3,235
6,447
15,186
6,47
12,894
MĐ-4
4-5
MĐ-6
7,593
2,481
5,175
15,186
4,962
10,35
1
S
2
S
5
S
4
S
MĐ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
2.4.1. Chọn điện áp định mức của mạng điện
Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây MĐ- 3 có giá trị:
3M
S
•
−
=
3
S
•
+
2
S
•
= 49 +j23,716 + 40 +j19,36 = 89 +j 43,076 MVA
Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây 2-3 có giá trị:
3 2
S
•
−
=
2
S
•
= 40 + j19,36 MVA
Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây MĐ-6 có giá trị:
6M
S
•
−
=
6
S
•
+
5
S
•
= 49 +j23,716 + 40 + j19,36 = 89 +j43,076 MVA
Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây 6-5 có giá trị:
6 5
S
•
−
=
5
S
•
= 40 + j19,36 MVA
Chiều dài đường dây l
2-3
=
22
1040 +
= 41,23 km
Chiều dài đường dây l
5-6
=
22
1030 +
= 31,622 km
Các dòng công suất và chiều dài các đường dây còn lại tương tự như phương án 1
Kết quả tính điện áp trên các đường dây và chọn điện áp định mức của mạng điện
cho ở bảng 2.7.
Đường
dây
Công suất truyền
tải, (MVA)
Chiều dài đường dây,
km
Điện áp tính toán,
kV
U
đm
,
kV
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 21
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
MĐ-1
MĐ-3
3-2
MĐ- 4
6-5
MĐ-6
38 + j18,392
89 + j43,076
40 + j19,36
38 +j18,392
40+j19,36
89 +j43,076
64,031
67,082
41,23
64,031
31,622
53,851
110,583
156,42
126,612
109,716
157,011
125,624
110
Bảng 2.7: Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện
2.4.2. Chọn tiết diện dây dẫn :
Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây MĐ-3
* Tiết diện dây dẫn được xác định theo mật độdòng điện kinh tế:
F
kt =
j
I
kt
tt
Trong đó:-I
tt
dòng điện chạy trên các đoạn đường dây:A
-j
kt
Mật độ kinh tế của dòng điện có giá trị : j
kt
=1,1(A/mm
2
)
Dòng điên chạy trên đoạn đường dây M-3 :
I
M-3
=
3
3
10
32
×
××
−
dm
M
U
S
=
3
22
10
11032
076,4389
×
××
+
= 259,483 A
Tiết diện của đường dây có giá tr ị:
F
M-3
=
3M
kt
I
J
−
=
1,1
483,259
= 235,893 mm
2
Chọn dây AC-240 có I
cp
= 605 A
Khi ngừng một mạch của đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:
I
M-3sc
= 2I
M-3
= 2
×
259,483 = 518,966 A
Vậy: I
M-3sc
< I
cp
2.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây 2-3:
Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 22
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
I
2-3
=
3
32
10
32
×
××
−
dm
U
S
=
3
22
10
11032
36,1940
×
××
+
= 116,621 A
Tiết diện của đường dây có giá tr ị:
F
2-3
=
1,1
621,116
= 106,019 mm
2
Chọn dây AC-120 có I
cp
= 380A
Khi ngừng một mạch của đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:
I
2-3sc
= 2I
2-3
= 2
×
106,019 = 212,038 A
Vậy: I
2-3sc
< I
cp
3.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây MĐ-6:
Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
I
M-6
=
3
6
10
32
×
××
−
dm
M
U
S
=
3
22
10
11032
076,4389
×
××
+
= 259,482 A
Tiết diện của đường dây có giá tr ị:
F
M-6
=
kt
M
J
I
6
−
=
1,1
482,259
= 235,893 mm
2
Chọn dây AC-240 có I
cp
= 605 A
Khi ngừng một mạch của đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:
I
M-6sc
= 2I
M-6
= 2
×
259,483 = 518,966 A
Vậy: I
M-6sc
< I
cp
4.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây 5-6
Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
I
5-6
=
3
65
10
32
×
××
−
dm
U
S
=
3
22
10
11032
36,1940
×
××
+
= 116,621 A
Tiết diện của đường dây có giá tr ị:
F
5-6
=
kt
J
I
65−
=
1,1
621,116
= 106,019 mm
2
Chọn dây AC-120 có I
cp
= 380 A
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 23
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
Khi ngừng một mạch của đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:
I
5-6sc
= 2I
5-6
= 2
×
116,621 = 233,242 A
Vậy: I
5-6sc
< I
cp
4. Chọn tiết diện các dây dẫn của các đường dây còn lại tương tự phương án 1
Kết quả tính thông số của tất cả các đường dây trong mạng điện cho trong
bảng 2.8.
Bảng 2.8. Thông số của các đường dây trong mạng điện
B/2.10
-4
,S
1,696
1,109
1,918
1,696
0,850
1,540
X,Ω
13,734
8,72
13,081
13,734
6,688
10,5
R,Ω
10,565
5,566
4,360
10,565
4,269
3,5
b
0
.10
-6
,S/Km
2,65
2,69
2,86
2,65
2,69
2,86
x
0
,Ω
0,429
0,423
0,39
0,429
0,423
0,39
r
0
,Ω
0,33
0,27
0,13
0,33
0,27
0,13
l,Km
64,031
41,23
67,0 82
64,031
31,622
53,851
I
sc
,A
221,58
233,242
518,966
221,58
233,242
516,966
I
cp
,A
330
380
605
330
380
605
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 24
ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI ĐIỆN
F
tc
,mm
2
95
120
240
95
120
240
F
tt
,mm
2
100,71
106,019
235,893
100,71
106,019
235,893
I
bt
,A
110,79
116,621
259,483
110,79
116,621
259,483
S,MVA
38+j18,392
40+j19,36
89+j43,076
38+j18,392
40+j19,36
89+j43,076
Đường
dây
MĐ-1
2-3
MĐ-3
MĐ - 4
6-5
MĐ- 6
2.4.3 .Tính tổn thất điện áp trong mạng điện
1. Tính tổn thất điện áp trên đường dây MĐ-3-2 trong chế độ làm việc bình thường:
Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây MĐ-3 có giá trị:
∆
U
M-3 bt
% =
100
110
081,13076,4336,489
2
×
×+×
= 7,863%
Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 2-3 có giá trị:
∆
U
2-3 bt
% =
100
110
72,836,19566,540
2
×
×+×
= 3,235%
Như vậy, tổn thất điện áp trên đường dây MĐ-3-2 bằng:
∆
U
M-3-2bt
% =
∆
U
M-3 bt
% +
∆
U
3-2bt
% = 7,863% +3,235% = 11,098%
Như vậy tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố đối với đường dây
bằng:
∆
U
M-3-2 sc
% = 2
×
7,863% + 3,235% = 18,961%
2. Tính tổn thất điện áp trên đường dây MĐ-6-5 trong chế độ làm việc bình
thường:
Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây MĐ-6 có giá trị:
∆
U
M-6 bt
% =
100
110
5,10076,435,389
2
×
×+×
= 6,312%
Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 6-5 có giá trị:
SVTH:Nguyễn Quang Hiển Trang 25
