đồ án hệ thống điện

Đồ án môn học lưới điện



CHƢƠNG I: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI

1.1 Sơ đồ mặt bằng

Tỷ lệ:1 đơn vị =10 km

15

13
6

11


NÐ















9






1


5

7









5

3






4



2











3

1









1
2
4
6
8
10
12
14
16


Nguồn cung cấp cho các phụ tải là nhà máy điện hoặc trạm biến áp khu
vực có công suất đảm bảo cung cấp đủ cho các phụ tải theo yêu cầu.

1.2 Bảng số liệu phụ tải

Các số liệu

Các hộ tiêu thụ















1

2

3

4
5
6

Phụ tải cực đại(MW)
32

24

35

25
32
28

Hệ số công suất cosφ

0,90


















Mức đảm bảo cung cấp điện
1

1

1

3
1
1











Yêu cầu điều chỉnh điện áp
Khác thường

Điện áp danh định lưới điện thứ

10







cấp(kV)

1
Đồ án môn học lưới điện


CHƢƠNG II. CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG

VÀ PHẢN KHÁNG TRONG HỆ THỐNG

2.1 Bảng số liệu phụ tải

Các số liệu

Các hộ tiêu thụ















1

2

3

4
5

6












Phụ tải cực đại(MW)
32

24

35

25
32
28

Hệ số công suất cosφ

0,90

















Mức đảm bảo cung cấp điện
1

1

1

3
1
1











Yêu cầu điều chỉnh điện áp
Khác thường

Điện áp danh định lưới điện thứ

10







cấp(kV)

2.2 Cân bằng công suất tác dụng

Một đặc điểm quan trọng của hệ thống điện là truyền tải tức thời điện
năng từ nguồn điện đến các hộ tiêu thụ mà không thể tích luỹ được. Tính
chất này thể hiện sự đồng bộ trong quá trình sản xuất điện năng.

Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống, các nhà máy phát
điện trong hệ thống phải phát công suất điện đúng bằng công suất tiêu thụ
của các phụ tải trong hệ thống đồng thời cộng thêm các tổn thất phát sinh
trong quá trình truyền tải.

Ngoài ra để đảm bào hệ thông vận hành ổn định trong các điều kiện khác
nhau, hệ thống phát điện của nhà máy phải có dự trữ công suất tác dụng
nhất định. Mức dự trữ công suất tuỳ thuộc vào yêu cầu của hệ thống và
mức độ phát triển sau này.

∑P
F
=∑P
YC
= m∑P
pt
+∑∆P +∑P
td
+∑P
dt
(1.21)

Ta có phương trình cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống:

Trong đó : ∑P
F
:Tổng công suất tác dụng phát ra từ nguồn phát.



2
Đồ án môn học lưới điện


∑P

pt
:Tổng công suất tác dụng của các phụ tải trong chế độ
phụ tải

∑∆P :Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện, khi
tính sơ bộ có thể lấy ∑∆P = 5%∑∆P
max


∑P
td
:Tổng công suất tự dùng của nhà máy điện

∑Pdt :Tổng công suất dự trữ trong mạng điện,khi cân bằng
sơ bộ có thể lấy : ∑∆P
dt
= 10%∑∆P
max


m : hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại
Một cách gần đúng ta có thể thay bằng công thức:
∑P
F
= ∑P
pt
+ 15%∑P
pt.
(1.2.2)

Theo bảng số liều vê phụ tải đã cho ở trên ta có :

∑P
F
=∑P
yc
= 1,15.(32+24+35+25+32+28)=202,4 (MW)

Việc cân bằng công suất tác dụng giúp cho tần số của lưới điện luôn
được giữ ổn định.

2.3 Cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống.

Cân bằng công suất phản kháng có quan hệ tới điện áp.Hệ thống không
cân bằng công suất phản kháng sẽ dẫn tới thay đổi điện áp trong hệ thống
điện. Nếu công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng
tiêu thụ thì điện áp trong hệ thống sẽ tăng, ngược lại nếu công suất phản
kháng phát ra nhỏ hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì sẽ dẫn tới sự sut
áp. Vì vậy để đảm bảo chất lượng của hệ thống điện ta cần phải cân bằng
công suất phản kháng trong hệ thống.

Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống: ∑Q
F
=
∑Q
yc
=m∑Q
pt
+∑∆Q
b

+∑Q
L
-∑Q
c
+∑Q
td
+∑Q
dt
(1.3.1)

Trong đó:

∑Q
F
:Tổng công suất phản kháng do nguồn điện phát
ra ∑Q
yc
: Tổng công suất yêu cầu của hệ thống

∑Q
pt
:Tổng công suất phản kháng của các phụ tải ở chế độ
cực đại

3
Đồ án môn học lưới điện


∑Q
L

:Tổng công suất phản kháng trong cảm kháng của các


đường dây trong mạng điện.








∑Q
c
: tổng công suất phản kháng do điện dung của các


đường dây sinh ra,khi tính sơ bộ lấy : ∑Q
c
= ∑Q
L



∑∆Q
b
: tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm


biến áp ,khi tính sơ bộ có thể lấy ∑∆Q

b
= 15%∑∆Q
max



∑Q
td
: tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy


điện.











∑Q
dt
: Tổng công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống.


m :hệ số đồng thời

Trong tính toán sơ bộ ta có thể tính tổng công suất phản kháng yêu


cầu trong hệ thống bằng công thức sau đây:







∑Q
yc
= ∑Q
pt
+ 15%∑Qpt

(1.3.2)

Công suất phản kháng của các phụ tải được tính theo công thức sau



Q
pt
=P
pt
. tgφ (1.3.3)








Từ cosφ= 0,9 ta suy ra tgφ= 0,484









Ta có bảng số liệu sau:

Các hộ phụ tải
1

2

3

4

5

6














Q(MVAr)
15,498

11,624
16,951

12,108


15,498

13,561

Bảng 2.1:công suất phản kháng của các phụ
tải


Áp dụng công thức 1.3.2 ta có

∑Q
yc
= 1,15.(15,498+11,624+16,951+12,108+15,498+13,561)=


= 98,027
MVAr










Từ cosφ= 0,85 ta suy ra tgφ= 0,62

Ta lại có :

∑Q
F
= ∑P
F
.tgφ = 202,4 .0,62=125,436 MVAr > ∑Q
yc
= 98,027 MVAr

Như vậy công suất phản kháng phát ra lớn công suất phản kháng tiêu thụ
của hệ thống do vậy ta không phải bù công suất phản kháng.



4
Đồ án môn học lưới điện


KẾT LUẬN

Sau khi tính toán ta có số liệu của các phụ tải được cho trong bảng

1.3.2



Các hộ tiêu
1
2
3
4
5
6

thụ

P
max
(MW)
32
24
35
25
32
28

Q
max
(MVAr)
15,498
11,624
16,951
12,108
15,498
13,561









S
max
(MVA)
35,556
26,667
38,889
27,778
35,556
31,111

cosφ
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9











Bảng 2.2 Số liệu tính toán của các hộ phụ tải

5
Đồ án môn học lưới điện





CHƢƠNG III

DỰ KIẾN CÁC PHƢƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN

VÀ SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT


3.1 Mở đầu

Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuất phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ nối dây
của nó.Vì vậy ta phải có các phương án nối dây khác nhau trong mạng
lưới điện để từ đó so sạnh tìm ra phương án tối ưu nhât:vừa bảo đảm các
chỉ tiêu kĩ thuật đồng thời bảo đảm chi phí nhỏ nhất, độ tin cậy cần thiết,
thuận lợi cho vận hành, sửa chữa, đồng thời bảo đảm khả năng phát triển
tương lai tiếp nhận thêm phụ tải mới.

Từ sơ đồ mặt bằng nguồn điện và các phụ tải đã cho ta có thể đưa
ra các phương án nối dây cho mạng lưới điện trên. Sau đây là 5 phương
án và tính toán đánh giá các chỉ tiêu kĩ thuật của các phương án này.

3.2 Dự kiến các phương án






3.2.1 Phƣơng án I






15









13

6

















11


NÐ

9






1


5

7









5


3







4

2











3









1

1
2
4
6
8
10
12
14
16

Hình 3.1:Sơ đồ nối dây phương án I





6



Đồ án môn học lưới điện


3.2.2 Phƣơng án II

15









13
6

11


NÐ















9






1

5

















7









5

3







4



2











3

1









1
2
4
6
8
10
12
14
16


Hình 3.2 : Sơ đồ nối dây phương án II

3.2.3 Phƣơng án III







15










13

6

11



NÐ

9






1


5

7









5



3






4



2

3









1









1
2

4
6
8
10
12
14
16

Hình 3.3 : Sơ đồ nối dây phương án III








7



Đồ án môn học lưới điện


3.2.4 Phƣơng án IV

15









13
6

















11

NÐ
















9






1


5

7









5

3







4



2











3

1









1
2
4
6
8
10
12
14
16

Hình 3.4 : Sơ đồ nối dây phương án IV




3.2.5 Phƣơng án V

15









13
6

11


NÐ
















9

1


5

















7

5



3







4



2

3









1









1
2
4
6
8

10
12
14
16

Hình 3.5 : Sơ đồ nối dây phương án V







8




Đồ án môn học lưới điện


3.3 Phƣơng án nối dây 1






3.3.1 Sơ đồ nối dây

15









13
6

11


NÐ















9





1

5

















7

5



3






4



2











3

1









1
2
4
6
8
10
12
14
16

Hình 3.6 : Sơ đồ nối dây phương án I

3.3.2 Tính điện áp vận hành của mạng điện

Điện áp vận hành ảnh hưởng đến các đặc trưng kĩ thuật, các chỉ tiêu

kĩ thuật của mạng lưới điện.

Điện áp định mức của mạng lưới điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công

suất của phụ tải, khoảng cách từ nguồn đến các phụ tải, vị trí tương đối

giữa các phụ tải trong mạng lưới…

Điện áp định mức có thể được chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp điện.

Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị công

suất trên mỗi đoạn đường dây điện.

Điện áp định mức trên của đường dây có thể được tính theo công thức

kinh nghiêm sau:

U
vhi
= 4,34. li 16.Pi (2.1)
Trong đó :

l

i
: khoảng cách truyền tải trên đoạn đường dây thứ i (km)
P
i
:Công suất truyền tải trên đoạn đường dây thứ i (MW)

Dựa vào sơ đồ mặt bằng của các nguồn điện và các phụ tải ta có điện
áp vận hành trên các đoạn đường dây như sau:



9
Đồ án môn học lưới điện



Cống
suất
Chiều
dài

Điện áp định

Đoạn đường
Điện áp vận
mức
của cả

dây
truyền

tải
đoạn
đường
hành, kV
mạng

điện,


,MVA

dây, km

kV










N-1
32+j15,498
63,246
104,092

N-2
24+j11,624
78,102
93,295



N-3
35+j16,951
50,000
107,190



N-4
25+j12,108
72,111
94,300
110


N-5
32+j15,498
53,852
103,238

N-6
28+j13,561
63,246
98,131




Bảng 3.1 Điện áp vận hành trên các đoạn đường dây và điện áp vận
hành của cả mạng điện

Điện áp vận hành tính trong phương án này có thể dùng làm điện áp
vận hành chung cho các phương án tiếp theo.

3.3.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn trên mỗi đoạn đƣờng dây của

phƣơng án đã chọn.

Các mạng điện 110 kV chủ yếu được thực hiện bằng các đường dây

trên không, các dây dẫn chủ yếu được dùng là dây nhôm lõi thép ( dây

AC). Đối với các mạng điện khu vực tiết diện dây dẫn được chọn theo

mật độ dòng kinh tế của dòng điện:
F

I
max

(2.2)

kt




J
kt

Trong đó :



I
max
: dòng điện chạy trên đường dây ở chế độ phụ tải cực



đại(A);

J
kt
: mật độ kinh tế của dòng điện,A/mm
2

Với dây AC và T
max
=5000h ta tra bảng có được :
J
kt
= 1,1A/mm
2


Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được
tính bằng công thức :
I
max

S
max



.10
3

A (2.3)

nU.
dm

3










Trong đó :

n: số mạch của đường dây

10
Đồ án môn học lưới điện


Uđm : điện áp định mức của mạng điện , kV

S
max
: công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực
đại,MVA

Đối với các đường dây trên không , để không xuất hiện vầng quang
các dây nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F  70 mm

2

Sau đây ta sẽ tính toán trên từng đoạn đường dây trong phương án 1

Đoạn N-1

S =32+j15,498 MVA

35,556.10
3




I max 93,309kA
2. 3.110


F
kt
=
93,309
1,1
 84,826mm
2


Ta chọn theo tiết diện tiêu chuẩn gần nhất : AC-95
I
sc

= 2.I
max
= 2.93,309 = 186,618 A < I
cp
= 330 A (thỏa mãn điều
kiện phát nóng)

Tính toán tương tự cho các đoạn còn lại ta được bảng số liệu sau:

Đoạn





*-6


đường
Kiểu
Icp
Smax
r0
x0
b
0
10

dây dẫn
(A)
(MVA)
(Ω/km)
(Ω/km)
(S/km)

dây














N-1
AC-70
265
35,556
0,46
0,44
2,58

N-2
AC-70
265
26,667
0,46
0,44
2,58

N-3
AC-95
330
38,889
0,33
0,429
2,65

N-4
AC-150
445
27,778
0,21
0,416
2,74

N-5
AC-95
330
35,556
0,33
0,429

2,65

N-6
AC-95
330
31,111
0,33
0,429
2,65


Bảng 3.2 Dòng điện cho phép lâu dài chạy trên mỗi đoạn đường dây và
điện trở và điện kháng đơn vị tương ứng với mỗi đoạn đường dây.

3.3.4 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện trong các trƣờng hợp

vận hành bình thƣờng và chế độ sự cố

Tổn thất điện áp trên mỗi đoạn đường dây trong chế dộ vận hành bình

thường được tính bằng công thức




11
Đồ án môn học lưới điện


U

ibt



P
i
.
r
i
.
l
i



Q
i

. x
i

.l
i

.100(%)(2.4)

nU.

2

dm




Trong đó

∆U
ibt
: tổn thất điện áp trên đoạn đường dây thứ i,%

P
i
, Q
i
: Công suất tác dụng và công suất phản kháng chạy
trên đoạn đường dây thứ i
r
i
, x
i
: điện trở và điện kháng đơn vị của đoạn đường dây

thứ i

Trong chế độ sự cố , đối với mạng điện đường dây 2 mạch tổn thất
điện áp trong chế độ sự cố (đứt một đoạn đường dây ) được tính theo
công thức :

∆U
isc
=2.∆U
ibt

(2.5)

Đối với đoạn đường dây N-1




U
N

1bt


32.0,33.63, 246

11,624.0, 429.63, 246

 4, 497%

2.110
2



Trong trường hợp ngừng một mạch trên đoạn đường dây N-1 ,ta

có:
∆U
N-1sc
= 2.4,497 = 8,995 %

Tính toán tương tự đối với các đoạn đường dây còn lại ta có bảng số liệu
sau:

Đường dây
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
N-6

ΔU
bt
%
4,497
4,165
3,889
6,131
3,829
3,935









ΔU
sc
%
8,995
8,331
7,778
6,131
7,659
7,871

Bảng 3.3 Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây trong mạng điện

Từ các kết quả trên nhận thấy rằng ,tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ
vận hành bình thường là:
∆U
max bt
=6,131 %

Tổn thất điện áp trong chế độ sự cố
bằng : ∆U
max sc
= 8,995 %




12

Đồ án môn học lưới điện


3.4 Phương án nối dây 2.




3.4.1 Sơ đồ nối dây






15









13
6

11


NÐ

9






1


5

7









5



3







4

2











3









1

1
2
4
6
8
10
12
14
16


Hình 3.7 Sơ đố nối dây phương án II

3.4.2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn

Ở đây chú ý:









S max(1-2)
= S
max2
+ S
max1
= 56+j27,122 (MVA),









= 32+j15,498 (MVA)

S
max(N-1)























l21 =
10
2

 40
2

= 41,231 km







Tính toán tương tự như đối với phương án 1, ta có tiết diện của các đoạn dây dẫn:
















Đoạn

Uvh

Kiểu
Smax
Imax
Isc
Icp
r
0

x
0

*-6





b
0
10

dây


(kV)

dây dẫn
(MVA)
(A)
(A)
(A)
(Ω/km)
(Ω/km)
(S/km)

N-1


104,09


AC-95
35,556
93,31

186,62
330
0,33
0,429
2,65





















1-2


132,87

AC-150
62,222
163,29
326,58
445
0,21
0,416
2,74

N-3


107,19


AC-95
38,889
102,06
204,11
330
0,33
0,429
2,65

N-4


94,30


AC-150
27,778
145,80
145,80
445
0,21
0,416
2,74

N-5


103,24


AC-95
35,556
93,31
186,62
330
0,33
0,429
2,65

N-6


98,13


AC-150
31,111
81,65
163,29
265
0,46
0,44
2,58

Bảng 3.4.Thông số của các đường dây trong mạng điện

13
Đồ án môn học lưới điện


3.4.3 Tính tổn thất điện áp của các đoạn đƣờng dây trong mạng điện

Tính toán tương tự như đối với phương án I ta có bảng số liệu sau:


Đường dây

N-1


1-2

N-3

N-4
N-5
N-6








ΔU
bt
%

4,497
3,926

3,889
3,065
3,829
4,926


ΔU
sc
%

8,995
7,852

7,778
3,065
7,659
9,851



Bảng 3.5.Tổn thất điện áp trên các đường dây




Từ các kết quả ở bảng trên ta nhận thấy, tổn thất điện áp lúc làm việc


bình thường và khi sự cố có giá trị lớn nhất là:

ΔUmax bt% =
UN -bt% +
U
1-2bt
% = 4,497% + 3,926% = 8,423 %


Trong chế độ sự cố không xét sự cố xếp chồng mà chỉ xét sự cố đơn


giản (đứt một dây) nên:








Umax sc% =
U
N -2 sc
% +

U
2-1bt

% = 8,995%+7,852% = 16,847 %


3.5 Phương án nối dây 3







3.5.1 Sơ đồ nối dây








15

13
6























11

NÐ




















9






1

5























7

5



3








4

2

















3

1












1
2
4
6
8
10
12
14
16






Hình 3.8.Sơ đồ nối dây phương án III

3.5.2 Chọn cấp điện áp vận hành cho mạng lƣới điện

Tính toán tương tự phương án I ta có bảng sau:



14
Đồ án môn học lưới điện


Đường







dây
N-1
N-2
N-3
3-4
N-5
N-6

Pmax
32
24
60
25
32
28









l(km)
63,246

78,102
50,000
41,231
53,852
63,246











U
vh
(kV)
104,09
93,30
137,93
91,16
103,24
98,13

Bảng 3.6.Điện áp tính toán trên các đường dây

Vậy chọn điện áp định mức của mạng điện U
đm
= 110 kV

3.5.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn

Tính toán tương tự như đối với phương án 1, ta có tiết diện của các đoạn
dây dẫn được cho trong bảng 2.8:


Đường
Pmax
Qmax
I
max
(A)
Fkt
Ftc
I
SC
(A)
I
cp
(A)

dây
(MW)
(MVAr)
(mm
2
)
(mm
2
)









N-1
32
15,498
93,31
84,826
95
186,62
330

N-2
24

11,624
69,98
63,620
70
139,96
265

N-3
60
29,059
174,95
159,050
185
349,91
510

3-4
25
12,108
145,80
132,541
150
145,80
445

N-5
32
15,498
93,31
84,826

95
186,62
330

N-6
28
13,561
81,65
74,223
95
163,29
330


Bảng 3.7 .Thông số các đường dây trong mạng điện

Từ bảng số liệu trên ta nhận thấy tất cả các tiết diện tiêu chuẩn đã chọn
đều thoả mãn điều kiện phát nóng .

3.5.4 Tính tổn thất điện áp trong chế độ vận hành bình thƣờng và

trong chế độ sự cố.

Tính toán tương tự như đối với phương án 1 ta có bảng số liệu sau đây:

Đường dây
N-1
N-2
N-3
3-4

N-5
N-6











ΔU
bt
%
4,497
5,214
4,563
1,753
3,829
3,935

ΔU
sc
%
8,995
10,427
9,126
1,753
7,659
7,871









Bảng 3.8 Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây của mạng điện

15
Đồ án môn học lưới điện


Từ bảng số liệu trên ta có tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây đoạn
đường dây N-4-3:
∆U
bt
= 4,563+1,753= 6,316 %

∆U
sc
=9,126+1,753 =10,879 %

Từ kết quả tính toán trên ta nhận thấy

Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường là :

∆U
N-2-3bt
=6,316%

Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố
là : ∆U
N-2-3sc
= 10,879 %

Như vậy phương án này đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật


3.6 Phương án nối dây 4





3.6.1 Sơ đồ nối dây

15









13
6

11


NÐ
















9

1


5

















7

5



3






4



2











3

1









1
2
4
6
8
10
12
14
16


Hình 3.9.Sơ đồ nối dây phương án IV

3.6.2 Chọn cấp điện áp vận hành cho mạng lƣới điện

Tính toán tương tự phương án I ta có bảng sau:






16
Đồ án môn học lưới điện


Đường







dây
N-1
1-2
N-3
3-4
N-5
N-6

Pmax
32
56
60
25
32
28

l(km)
63,246
41,231
50,000
41,231
53,852
63,246











U
vh
(kV)
104,09
132,87
137,93
91,16
103,24
98,13

Bảng 3.9.Điện áp tính toán trên các đường dây




Vậy chọn điện áp định mức của mạng điện U
đm
= 110 kV

3.6.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn



Tính toán tương tự như đối với phương án 1, ta có tiết diện của các
đoạn dây dẫn được cho trong bảng 2.8:

Đường
Pmax
Qmax
I
max
(A)
Fkt

Ftc
I
SC
(A)
I
cp
(A)

dây
(MW)
(MVAr)
(mm
2
)
(mm
2
)









N-1
32
15,498
93,309

84,826
95
186,618
330

1-2
56
27,122
163,291
148,446
150
326,582
445

N-3
60
29,059
174,955
159,050
185
349,909
510

3-4
25
12,108
145,796
132,541
150
145,796

445

N-5
32
15,498
93,309
84,826
95
186,618
330

N-6
28
13,561
81,645
74,223
95
163,291
330


Bảng 3.10 .Thông số các đường dây trong mạng điện

Từ bảng số liệu trên ta nhận thấy tất cả các tiết diện tiêu chuẩn đã
chọn đều thoả mãn điều kiện phát nóng .

3.6.4 Tính tổn thất điện áp trong chế độ vận hành bình thƣờng và

trong chế độ sự cố.

Tính toán tương tự như đối với phương án 1 ta có bảng số liệu sau đây:

Đường dây
N-1
1-2
N-3
3-4
N-5
N-6











ΔU
bt
%
4,497
3,926
4,563
1,753
3,829
3,935

ΔU
sc
%
8,995
7,852
9,126
1,753
7,659
7,871











17
Đồ án môn học lưới điện

Bảng 3.11 Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây của mạng điện

Từ bảng số liệu trên ta có tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây

đoạn đường dây N-2-1


Umax bt% =
UN -2bt% +
U
2-1bt
% = 4,497% + 3,926%
= 8,423 %
Umax sc% =
UN -2 sc% +
U
2-1bt
% = 8,995 %+7,852%
= 16,847 %
Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây đoạn đường dây N-4-3:

∆U
bt
= 4,563+1,753= 6,316 %

∆U
sc
=9,126+1,753 =10,879 %

Từ kết quả tính toán trên ta nhận thấy

Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường là :

∆U
N-2-1bt
=8,423%

Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố
là : ∆U
N-2-1sc
= 16,847 %

Như vậy phương án này đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật


3.7.Phương án nối dây 5







3.7.1.Sơ đồ nối dây

15









13
6

11


NÐ
















9






1

5

















7









5

3







4



2











3

1









1
2
4
6
8
10
12
14
16

Hình 3.10.Sơ đồ nối dây phương án V

18
Đồ án môn học lưới điện


3.7.2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn và kiểm tra điều kiện phát nóng

Do trong sơ đồ nối dây có mạch vòng nên ta phải tính dòng công suất
chạy trong các đường dây trong mạch vòng N-5-6-N. Giả thiết mạng điện
đồng nhất và tất cả các đoạn đường dây đều có cùng một tiết diện.

Gọi khoảng cách N-5 là l
1
, khoảng cách 5-6 là l
2,
khoảng cách N-6 là
l
3
. (l
1
= 53,852 km , l
2
= 41,231 km, l
3
= 63,246 km)

Dòng công suất chạy trên đoạn N-5 là:

*

*




S

N 5

S 5 .(l
2
 l
3
)  S 6 .l
3


(32  j15, 498).(41, 231 63, 246)  (28  j13,561).63, 246




l

1


l
2

 l
3



41, 231 63, 246  63, 246









= 32,3+j15,64 MVA

Do đó, S
max(N-1)
= 35,89 MVA









S max(5-6)
=
S

5

-

S
max(N-5)

= ( 32  j15, 498 ) – (32,3+j15,64 )








= - 0,3 - j0,15 MVA;

S

max(5-6)
= 0,334 MVA













S
max(N-6)

=
S

6
+
S

max(5-6)

=(28+j13,561) + (- 0,3 - j0,15 )

=27,70+j13,42 MVA

S
max(N-6)
= 30,777 MVA

Tiết diện các đoạn đường dây trong mạch vòng N-2-1-N:

I
maxN-5

=



35,890

.10
3

=188,372 A

;

F
kt(N-5)

=
188,372

=171,248 mm
2



















3.110




1,1

=> Chọn dây AC-185 có Icp = 510 A









Imax5-6

=

0,334


.10
3

= 1,754 A

;

F
kt(5-6)

=

1, 754

= 1,595 mm
2

















3.110





1,1

=> Chọn dây AC-70 có Icp = 265A









ImaxN-2=
30,

777
.10
3

=161,537 A

;

F
kt(4-6)

=

161,537

= 146,852 mm
2








1,1






3.110









=> Chọn dây AC-150 có Icp = 445 A

19
Đồ án môn học lưới điện


Kiểm tra sự cố : dòng điện chạy trên đoạn 5-6 lớn nhất khi có sự cố đứt
N-6: I
sc

35,556
.10
3
 186, 62A
3.110

Khi đó, I
sc(N-5)
=
66,667
.10
3
 349,91A
.

3.110

Khi sự cố đứt N-5 dòng điện chạy trên đoạn N-6 có giá trị :

Isc(N-5) = Isc(N-6) = 349,91 A

Với các đoạn khác làm tương tự như các phương án trên ta được bảng
sau:

Đoạn
Kiểu dây
Pmax
Qmax
Imax
Isc
Icp
r
0

x
0

*

10

-6

b0


dây
dẫn
(MW)
(MVAr)
(A)
(A)
(A)
(Ω/m)
(Ω/m)
(S/km)

N-1
AC-95
32
15,498
93,31
186,62
330
0,33
0,429
2,65

N-2
AC-70
24
11,624
69,98
139,96
265
0,46
0,44
2,58














N-3
AC-95

35
16,951
102,06
204,11
330
0,33
0,429
2,65














N-4
AC-150
25
12,108
145,80
291,59
445
0,21

0,416
2,74













N-5
AC-185
32,30
15,64
188,37
376,74
510
0,17
0,409
2,840

5-6
AC-70
0,30
0,15
1,75
3,51
265
0,46
0,440
2,580












N-6

AC-150
27,70
13,42
161,54
323,07
330
0,33
0,429
2,650














Bảng 3.12.Thông số đường dây phương án V

Các tiết diện dây dẫn được chọn đều thỏa mãn điều kiện phát nóng khi sự cố


Tính tổn thất điện áp trong mạch vòng đã xét
Bởi trong mạch vòng đã xét chỉ có một điểm phân chia công suất là nút 6

Do đó tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện trong chế độ vận hành
bình thường là:


U
max
%

U
N


6
%


27,70.0,33.63, 246

13, 42.0, 429.63, 246

.100%  7,786%



110
2

Khi ngừng đoạn N-5

- Tổn thất điện áp trên đoạn N-6 là:

U
N

6sc

%


60.0,33.63, 246  29,059.0, 429.63, 246
.100%

16,865%
110
2



20
Đồ án môn học lưới điện


- Tổn thất điện áp trên đoạn 5-6 là:


U
5


6sc
%



32.0, 46.41, 231

15, 498.0, 44.41, 231

.100%  7,340%






110
2




Khi ngừng đoạn đƣờng dây N-6




- Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây N-5 là


U
N

5sc
%




60.0,17.53,852

15, 498.0, 409.53,852

.100%

9,829%








110
2

- Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 5-6 là:



U
5

6sc
%



32.0, 46.41, 231

13,561.0, 44.41, 231

.100%  7,340%





110
2

Vậy tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố là tổn thất điện áp khi
đứt đoạn đường dây N-5 và bằng:
∆U
maxsc
= 16,865 + 7,340 = 24,205 %

Các tổn thất điện áp trên những đoạn khác tính tương tự như các phương
án trên ta có bảng sau:

Đường dây
N-1
N-2
N-3
N-4
N-5
5-6
N-6

ΔU
bt
%
4,497
5,214
3,889
6,131
5,291
0,069
7,786










ΔU
sc
%
8,995
10,427
7,778
6,131
9,829
7,340

16,865












Từ các kết quả ở bảng trên ta nhận thấy, tổn thất điện áp lúc làm việc
bình thường và khi sự cố có giá trị lớn nhất là:
U
max bt
% = U
N -2 bt
% = 7,786 %

Trong chế độ sự cố không xét sự cố xếp chồng mà chỉ xét sự cố đơn
giản (đứt một dây) nên:
U
max sc
% =24,205 %

Đó là trường hợp ngừng N-2 trong mạch vòng.

21
Đồ án môn học lưới điện


KẾT LUẬN

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.

Ta có thể chấp nhận là phù hợp nếu trong chế độ phụ tải cực đại các
tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện một cấp điện áp không vượt quá
10 ÷ 15% trong chế độ làm việc bình thường, còn trong chế độ sau sự cố
các tổn thất điện áp lớn nhất không vượt quá 15 ÷ 20% . Ở đây ta xét với
trường hợp:

∆U
maxbt
% ≤ 10%
∆U
maxsc
% ≤ 20%

Để thuận tiện cho việc so sánh về kĩ thuật các giá trị về tổn thất của các

phương án được tổng hợp ở bảng sau:

Tổn
thất
Phương án





điện áp








1
2
3
4
5

∆Umaxbt %
6,131
8,423
6,316
8,423
7,786








∆Umaxsc %
8,995
16,847
10,879
16,847
24,205

Như vậy sau khi tính toán so sánh các chỉ tiêu kĩ thuật ta thấy phương án

1,2,3,4 đảm bảo yêu cầu kĩ thuật.Do đó để so sánh kinh tế ,kĩ thuật ta
chọn các phương án 1,2,3,4.

22
Đồ án môn học lưới điện


CHƢƠNG IV

SO SÁNH KINH TẾ CÁC PHƢƠNG ÁN

4.1 Đặt vấn đề

Vì các phương án so sánh của mạng điện có cùng điện áp định
mức ,do đó để đơn giản ta không cần tính vốn đầu tư vào các trạm hạ áp.

Chỉ tiêu kinh tế được sử dụng để so sánh các phương án là các chi phí
tính toán hàng năm, được xác định theo công thức:
Z=(a
tc
+ a
vh
) K + ∆A.c

Trong đó :

Z:hàm chi phí tính toán hàng năm

a
tc
:hệ số hiệu quả của vốn đầu tư .a

tc
=0,125

a
vh
:hệ số vận hành đối với các đường dây trong mạng
điện. a
vh
=0,04 (Dùng cột bêtông cốt thép)

∆A:Tổng tổn thất điện năng hàng năm

C : giá 1kWh điện năng tổn thất :c=500 đ/kW.h)

K : tổng các vốn đầu tư về đường dây

-Tính K

Đối với các đường dây trên không 2 mạch đặt trên cùng một cột,tổng vốn
đầu tư để xây dựng các đường dây có thể xác định theo công thức sau:

K= ∑1,6.k
0i
.l
i

Trong đó :

k
0i

: giá thành 1 km đường dây thứ i , đ/km
li : chiều dài đoạn đường dây thứ i ,km
Với đường dây 1 mạch :K= k
0i
.l
i


-Tổn thất điện năng trong mạng điện được tính theo công
thức : ∆A = ∑∆P
imax
. τ

Trong đó :

τ : thời gian tổn thất công suất lớn nhất ,h



23
Đồ án môn học lưới điện


∆P
imax
:tổn thất công suất trên đoạn đường dây thứ i khi
công phụ

tải cực đại .Ta có công thức:

P
2

 Q
2

P

i max
i max
* R
i max



i

U
dm
2


Trong đó :

P
imax
,Q
imax

: công suất tác dụng và phản kháng chạy trên
đường dây ở chế độ phụ tải cực đại
R
i
: điện trở tác dụng của đoạn đưòng dây thứ i

U
dm
: điện áp định mức của mạng điện

- Thời gian tổn thất công suất lớn nhất có thể được tính theo công
thức: τ= (0,124+ T
max
.10
-4
)
2
.8760

Trong đó :

T
max
là thời gian sử dụng phụ tải cực đại trong
năm Với T
max
= 5000 h ta có τ = 3411 h

Sau đây ta sẽ tính toán hàm chi phí tính toán hàng năm đối với từng
phương án

4.2 Tính toán các phưong án

4.2.1 Phƣơng án 1

Tính K cho mỗi đoạn đường dây
Đoạn đường dây N-1(AC-95)
K
1
= 1,6.k
o1
.l
1


Tra bảng 8.39 sách “Thiết kế các mạng và hệ thống điện”
Ta có k
o1
= 283.10
6
đ/km

Suy ra K
1
= 1,6.283.10
6
.63,246 = 28637,587.10
6
đ

Tổn thất công suất:

P 
32
2


15, 498
2
.0,33.63, 246 = 1,09 MW
1
2.110
2


Tính toán tương tự ta có bảng sau:

24
Đồ án môn học lưới điện


Đường
Kí
L ,
R ,
P,
Q,
ΔP,
k0.10
6

K*10
6


hiệu

dây
km
Ω
MW
MVAr
MW
(đ/km)
(đ)

AC-

N-1
95
63,246
10,436
32
15,498
1,090
283
28637,586













N-2

70
78,102
12,887
24
11,624
0,757
208
25992,511













N-3
95
50,000
8,250
35
16,951
1,031
283
22640,000

N-4
150
72,111
15,143
25
12,108
0,966
354
40843,685

N-5
95
53,852
8,886
32
15,498
0,928
283
24384,026













N-6
95
63,246

10,436
28
13,561
0,835
283
17898,492













Tổng





5,608

160396,3

Ta có Z = (a
vh
+ a
tc
).K + A.c

= (0,125 + 0,04).160396,3.10
6
+ 3411.5,608.10
3
.500

= 36,029.10

9
(đ)
4.2.2 Phƣơng án 2

Tính toán tương tự như đối với phương án trên ta có bảng số liệu sau:

Đường
Kí hiệu
L ,
R ,
P,
Q,
ΔP,
k0*10
6

K*10
6


dây
km
Ω
MW
MVAr
MW
(đ/km)
(đ)

N-1
AC-95
63,246
10,436
32
15,498
1,090
283
28637,586

1-2
AC-
41,231
4,329
56
27,122
1,385
354
23353,270

150










N-3
AC-95
50,000
8,250
35
16,951
1,031
283
22640,000

N-4
AC-
72,111
15,143
25
12,108
0,966
354

40843,685

150










N-5
AC-95
53,852
8,886
32
15,498
0,928
283
24384,026

N-6
AC-70
63,246
14,546
28
13,561
1,164

208
13155,075

Tổng





6,564

153013,643

Ta có : Z = (a
vh
+ a
tc
).K + A.c

= (0,125 + 0,04).153013,643.10
6
+ 3411.6,564.10
3
.500

= 36,443.10
9
(đ)


4.2.3 Phƣơng án 3

Tính toán tương tự như trên ta có bảng sau:





25