đề tài thiết kế mạng lưới điện khu vực

BÁO CÁO TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI
ĐIỆN KHU VỰC
1
MỤC LỤC :
Chương 1 : Phân tích nguồn và phụ tải- cân bằng công suất trong hệ thống điện. -3-
Chương 2 Dự kiến các phương án và tính toán sơ bộ. -7-
Chương 3 So sánh kinh tế các phương án. -34-
Chương 4 Tính toán lựa chọn MBA và sơ đồ nối dây -39-
Chương 5 Tính toán chế độ xác lập trong mạng điện. -44-
Chương 6 Lựa chọn phương pháp điều chỉnh điện áp trong mạng điện. -69-
Chương 7 Tính toán bù công suất phản kháng. -77-
Chương 8 Tính toán các chỉ tiêu kinh tế của mạng điện. -85-
2
THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
Lời nói đầu
MỞ ĐẦU
Ngày nay, điện năng là một phần vô cùng quan trọngtrong hệ thống năng lượng của một
quốc gia. Trong điều kiện nước ta hiện nay đang trong thời kì công nghiệp hoá và hiện đại
hoá thì điện năng lại đóng vai trò vô cùng quan trọng. Điện năng là điều kiện tiên quyểt cho
việc phát triển nền nông nghiệp cũng như các ngành sản xuất khác. Do nền kinh tế nước ta
còn trong giai đoạn đang phát triển và việc phát triển điện năng còn đang thiếu thốn so với
nhu cầu tiêu thụ điện nên việc truyền tải điện, cung cấp điện cũng như điện phân phối điện
cho các hộ tiêu thụ cần phải được tính toán kĩ lưỡng để vừa đảm bảo hợp lý về kĩ thuật cũng
như về kinh tế.
Đồ án môn học này đã đưa ra phương án có khả năng thực thi nhất trong việc thiết kế
mạng lưới điện cho một khu vực gồm các hộ tiêu thụ điện loại I và loại III. Nhìn chung,
phương án đưa ra đã đáp ứng được những yêu cầu cơ bản của một mạng điện.
Dù đã cố gắng song đồ án vẫn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế, em rất
mong nhận được sự chỉ bảo và giúp đỡ của các thầy, để em có thể tự hoàn thiện thêm kiến

thức của mình trong các lần thiết kế đồ án sau này.
Trong quá trình làm đồ án, em xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo, đặc biết cám ơn
thầy giáo TS Trần Thanh Sơn đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.

Sinh viên

3
Nguyễn Quang Tùng
Chương 1: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
Sơ đồ địa lí nguồn và phụ tải của mạng lưới điện thiết kế:
1

N

1.1 Phân tích nguồn và phụ tải.
1.1.1 Nguồn:
- Nguồn có công suất vô cùng lớn.
- Công suất nguồn vô cùng lớn so với công suất phụ tải ( từ 5  7 lần)
4
- Mọi biến đổi của phụ tải thì điện áp trên thanh góp của nguồn không thay đổi.
1.1.2 Phụ Tải:
Bảng 1.1: Thông số dữ kiện ban đầu.
Phụ
Tải
Thuộc hộ
loại
S
max
(MVA)

S
min
(MVA)
cosφ T
max
(h)
U
H
(KV)
Yêu cầu điều chỉnh điện
áp
I 50 24
0.85 5000 22 KT
2 I 43 25
3 I 31 20
4 I 39 26
5 III 28 17
6 I 48 23
Ta có
.P jPtg
S
ϕ
∗
=
+
.cosP S
ϕ
→
=
Ta có bảng sau:

Bảng 1.2: Bảng các thông số của các phụ tải ở các chế độ cực đại và cực tiểu
Phụ tải P
max
+jQ
max
(MVA)
S
max
P
min
+ jQ
min
(MVA)
S
min
Loại hộ
1 42.5+ j26.35 50 20.4 + j12.65 24 I
2 36.55 + j22.66 43 21.25 + j13.18 25 I
3 26.36 + j16.34 31 17 + j10.54 20 I
4 33.15 + 20.55 39 22.1 + j13.7 26 I
5 23.8 + j14.76 28 14.45 + j8.96 17 III
6 40.8 + j25.3 48 19.55 + j12.12 23 I
Tổng 203.15 +j125.96 239 114.75+j71.15 135

1.2 Cân bằng công suất trong hệ thống điện
Để hệ thống làm việc ổn định đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải thì nguồn điện phải đảm bảo cung
cấp đủ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q cho các họ tiêu thụ và cả tổn thất công suất trên
các phần tử hệ thống. Nếu sự cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng phát ra với công suất
tiêu thụ bị phá vỡ thì các chỉ tiêu chất lượng điện năng bị giảm dẫn đến thiệt hại kinh tế hoặc làm phá vỡ
hệ thống. Vì vậy cần phải cân bằng công suất.

5
1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng
Cân bằng sơ bộ công suất tác dụng được thực hiện trong chế độ phụ tải cực đại của hệ thống.
Phương trình cân bằng công suất tác dụng:


6
1
PT
F
i
m
p
i
P P
=
= + ∆
∑
Trong đó:
m là hệ số đồng thời ra, ở đây m=1
P
F là
công suất tác dụng phát ra từ nguồn về các phụ tải
P
pt
i là công suất tác dụng của phụ tải thứ i
∆P là tổn thất công suất tác dụng trong mạng lưới điện.
Trong tính toán sơ bộ ta lấy
6
1

5%
i
P P
=
∆ =
∑
=>
5%.203.15 10.15( )P MW
∆ = =
Như vậy :
P
F
= 203.15 + 10.15 = 213.3 (MW)
1.2.2 Cân bằng công suất phản kháng .
Trong hệ thống, chế độ vận hành ổn định chỉ tồn tại khi có sự cân bằng công suất phản kháng và tác
dụng.
Cân bằng công suất tác dụng , trước tiên cần thiết để giữ được tần số bình thường trong hệ thống, còn
để giữ được điện áp bình thường thì cần phải có sự cân bằng công suất phản kháng ở hệ thống nói chung
và ở từng khu vực nói riêng. Sự thiếu hụt công suất phản kháng sẽ làm điện kháng giảm. Mặt khác sự thay
đổi điện áp ảnh hưởng tới tần số và ngược lại. Như vậy giảm điện áp sẽ làm tăng tần số trong hệ thống và
giảm tần số sẽ làm tăng điện áp.
Sự cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống được biểu diễn bằng biểu thức sau:
6

6
1i
pt
bu
F
Q

Q Q Q
m i
=
∑
+ = +
∆
∑
Trong đó :

F
Q
là công suất phản kháng phát ra từ nguồn tới các phụ tải.

bu
Q
∑
là công suất phản kháng cần bù.

pt
Q
i
là công suất phản kháng cực đại của phụ tải thứ i của mạng có xét đến hệ số đồng thời ra ở
đây m=1.

Q
∆
tổn thất công suất phản kháng trong mạng lưới điện.

6
1

15% 15%*125.96 18.894( )
i
MVAr
pt
Q
Q
i
=
= = =
∆
∑

( )
bu
pt
F
Q Q Q Q
∑
⇒ = + −
∆
Nếu
0
bu
Q
∑
≥
⇒
cần bù
Nếu
0

bu
Q
∑
<
⇒
không cần bù

(125.96 18.894) 144.854( )MVAr
bu
Q
∑
= + =
CHƯƠNG 2
DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN SƠ BỘ LỰA
CHỌN PHƯƠNG ÁN
2.1 Tính điện áp vận hành của mạng điện
7
Điện áp vận hành của cả mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật ,cũng như
các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện.
Điện áp định mức của cả mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố :công suất của phụ tải ,khoảng cách
giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp điện,vị trí tương đối giữa các phụ tải với nhau,sơ đồ mạng điện
Điện áp định mức của mạng điện 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 của công suất trên mỗi đoạn đường dây trong mạng điện.
Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh nghiệm sau:
U
vhi
= 4.34*
Pili *16
+
(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 của sơ đồ hình tia như sau:
Đoạn
đường dây
Công suất truyền tải,
S
max
(MVA)
Công suất truyền tải
P
max
(MW)
Chiều dài
đoạn đường
dây (km)
Điện áp
vận hành
(KV)
Điện áp
định mức
của cả
mạng điện
N-1 50 42.5 45.89 116.93

110
(KV)
N-2 43 36.55 48.47 109.22
N-3 31 26.35 52.48 94.50
N-4 39 33.15 36 103.29
N-5 28 23.8 56.92 90.80
N-6 48 40.8 32.45 113.61
Bảng 2.1: Điện áp vận hành của từng đoạn đường dây và điện áp vận hành của cả mạng điện.
Như vậy ta chọn điện áp định mức cho toàn mạng điện là U
dm
= 110 kv

2.2 Dự kiến các phương án
Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ của nó. Vì vậy các sơ đồ mạng điện cần
phải có chi phí nhỏ nhất, đảm bảo độ tin cậy 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 phụ tải mới.
8
Từ sơ mặt bằng nguồn điện và các phụ tải đã cho ta có thể đưa ra các phương án nối dây cho các mạng
điện nói trên. Các hộ phụ tải loại I được cấp điện bằng đường dây 2 mạch, các hộ loại III được cấp điện
bằng đường dây 1 mạch.
Các yêu cầu chính đối với mạng điện:
- Cung cấp điện liên tục.
- Đảm bảo chất lượng điện.
- Đảm bảo tính linh hoạt cao.
- Đảm bảo an toàn.
Để thực hiện yêu cầu cho các hộ cung cấp điện loại I cần đảm bảo dự phòng 100% trong mạng điện,
đồng thời phải dự phòng tự động. Vì vậy để cung cấp điện cho các hộ loại I cần sử dụng đường dây 2
mạch hay mạch vòng.
Trên cơ sở phân tích có sơ đồ nối dây các phương án như sau:
2.2.1 Phương án 1

6
5
N
4
3
1 2
9
Đoạn đường dây N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6
Chiều dài L (km) 45.89 48.47 52.48 36 56.92 32.45
2.2.2 Phương án 2
6
5
N
4
3
1 2
Đoạn đường dây N-1 N-2 N-4 3-4 N-6 6-5
Chiều dài L (km) 45.89 48.47 36 28.46 32.45 37.2
2.2.3 Phương án 3
10
6
5
N
4
3
1 2
Đoạn đường dây N-1 N-2 1-2 N-3 N-4 4-5 N-6
Chiều dài L (km) 45.89 48.47 27 52.48 36 25.46 32.45
2.2.4 Phương án 4
6

5
11
N
4
3
1 2
Đoạn đường dây N-1 N-2 2-3 N-4 4-5 N-6
Chiều dài L (km) 45.89 48.47 32.45 36 25.46 32.45
2.2.5 Phương án 5
6
5
N
4
12
3
1 2
Đoạn đường dây N-1 1-2 N-4 4-3 4-5 N-6
Chiều dài L (km) 45.89 27 36 28.46 25.46 32.45
2.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn và tổn thất điện áp trên mỗi đoạn đường dây trong từng phương
án.
Các mạng điên 110kv thường 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 mạng điện khu vực, các tiết diện được chọn theo mật độ
kinh tế của dòng điện nghĩa là:

kt
kt
J
I
F
max

=
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 Tmax =5000h ta có : J
kt
= 1.1A/mm
2
Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được tính bằng công thức :
3
max
max
10.
3.
dm
Un
S
I
=
A (2.3)
Trong đó :
n: số mạch của đường dây( n=1: đường dây 1 mạch; n=2 đường dây 2 mạch).
13
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
Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự cố cần phải có điều kiện
sau :

.
sc cp
I k I
=
trong đó : Isc là dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố ;
Icp là dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn ;
k là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ ; k = 0,8 ;
Sau đây ta sẽ tính toán trên từng đoạn đường dây trong từng phương án:
2.3.1 Phương án 1

2.3.1.1: sơ đồ
6
5
N
4
3
1 2

14
2.3.1.2: Tính toán tiết diện dây dẫn
-Đoạn N-1

*
S
= 42.5 + j26.35 MVA
I
N-1max
=
50
2 3*110
*10
3
= 131,22 (A)

 F
kt
=
131.22
1.1
= 119,29 mm
2
Ta chọn F
tc
= 120 mm
2
.
-Đoạn N-2

*
S
= 36.55 + j22.66 (MVA)

I
max
=
43
2 3*110
. 10
3
= 112,85 A
 F
kt
=
112,85
1.1
= 102.59 mm
2
Ta chọn F
tc
= 95 mm
2
- Đoạn N-3

*
S
=26.35 + j16.34 ( MVA)
I
max

=
31
2 3*110
. 10
3
= 81.35 A
15
 F
kt
=
81.35
1.1
= 73.95 mm
2
Ta chọn F
tc
= 70 mm
2

- Đoạn N- 4
*
S
= 33.15 + j20.55 (MVA)

I
max
=
39
2 3*110
. 10

3
= 102,35 A-
 F
kt
=
102,35
1.1
= 93,05 mm
2
Ta chọn F
tc
= 95 mm
2

- Đoạn N-5
*
S
= 23.8 +14.76 ( MVA)
I
max
=
28
3*110
.10
3
= 146,96 A
 F
kt
=
146,96

1.1
= 133,6 A
Ta chọn F
tc
= 150 mm
2

- Đoạn N-6
*
S
= 40.8 + j25.30 (MVA)
I
max
=
48
2 3*110
.10
3
= 125,97 (A)
 F
kt
=
125,97
1.1
= 114,52 mm
2
Từ tiết diện tiêu chuẩn của các đoạn đường dây đã chọn ,tra bảng 33 trong sách mạng lưới điện 1 ta có
dòng điện lâu dài cho phép chạy trên các đoạn đường dây và tra bảng 6 cho ta điện trở và điện kháng đơn
vị tương ứng với mỗi đoạn đường dây đã chọn
16

Với điện trở của đường dây: R=
n
l
r
.
0
(Ω)
Điện kháng của đường dây: X =
n
lx
.
0
( Ω )
Đoạn
đường dây
Kiểu dây dẫn I
cp
(A)
∗
S
MVA
R
0
(Ω/m) X
0
(Ω/m)
N-1 AC-120 380 42.5 + j26.35 0.27 0.423
N-2 AC-95 330 36.55+j22.66 0.33 0.429
N-3 AC-70 265 26.35+j16.34 0.45 0.44
N-4 AC-95 330 33.15+j20.55 0.33 0.429

N-5 AC-150 445 23.8+j14.76 0.21 0.416
N-6 AC-120 380 40.8+j25.30 0.27 0.423
Bảng 2.2 Dòng điện cho phép chạy lâu dài trên mỗi đoạn đường dây và điện trở và điện kháng đơn vị
tương ứng với mỗi đoạn đường dây.
2.3.1.3 Tổn thất điện áp trong mạng điện
Điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ được đặc trưng bằng tần số của dòng điện và độ chênh lệnh
điện áp so với điện áp định mức trên các cực của thiết bị dùng điện. Khi thiết kế các mạng điện thường giả
thiết rằng hệ thống hoặc các nguồn cung cấp có đủ công suất tác dụng để cung cấp cho các phụ tải do đó
không xét đến vấn đề duy trì tấn số. Vì vậy chỉ tiêu chất lượng điện năng là giá trị của độ chênh 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.
Tổn thất điện áp trong mỗi đường dây trong chế độ vận hành bình thường được tính bằng công thức :

( )
%100
*
**
2
U
x
Q
r
p
U
dm
ibt
i
i
i

i
∑ ∑
∆
+
=
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
17
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 trong phương án này đều đường dây 2 mạch nên tổn thất điện
áp trong chế độ sự cố (đứt một đoạn đường dây) được tính theo công thức :
∆Uisc =2*∆U
ibt
Đối với đoạn đường dây N-1
( )
2
*

*
1
42.5*6.2 26.35 9.71
100 4.29 %
110
N bt
U
=
−
+
∆
=

Trong trường hợp ngừng một mạch trên đoạn đường dây N-1, ta có:
( )
%58.829.4*2
1
==
∆
−
U
scN
Tính toán tương tự đối với các đường dây còn lại ta có bảng số liệu sau:
Đường dây ∆U
bt
(%) ∆U
sc
(%) Đường dây ∆U
bt
(%) ∆U

sc
(%)
N-1 4.29 8.58 N-4 2.94 5.88
N-2 4.36 8.72 N-5 5.24 0
N-3 4.13 8.26 N-6 2.91 5.82
Như vậy tổn thất lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường là :

( )
%36.4
2
=
∆
−
U
N
Tổn thất lớn nhất trong chế độ sự cố là:

( )
%72.8
2
=
∆
−
U
scN
2.3.1.4 Kiểm tra điều kiện phát nóng trong điều kiện sự cố
Sự cố nguy hiểm nhất là đứt một đoạn đường dây, khi đó dòng điện sự cố sẽ gấp đôi giá trị dòng điện
trong chế độ vận hành bình thường.
Tiết diện dây dẫn đã chọn sẽ thỏa mãn nếu dòng điện sự cố vẫn nhỏ hơn dòng điện cho phép
I

sc
≤ k*I
cp

Trong đó
I
sc
:Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố nặng nề nhất
I
cp
:Dòng điện cho phép ứng với kiểu dây dẫn đã chọn
Ta có bảng số liệu sau:
Đoạn đường dây Kiểu dây dẫn Dòng điện cho phép
I
cp
(A)
Dòng điện sự cố
I
sc
(A)
Kết luận
N-1 AC-120 380 262.44 Thỏa mãn
N-2 AC-95 330 225.7 Thỏa mãn
N-3 AC-70 265 162.7 Thỏa mãn
18
N-4 AC-95 330 204.7 Thỏa mãn
N-5 AC-150 445 293.92 Thỏa mãn
N-6 AC-120 380 251.94 Thỏa mãn
Từ bảng số liều trên ta nhận thấy tất cả các tiết diện của dây dẫn đã chọn đều thoả mãn điều kiện phát nóng
2.3.2 Phương án thứ 2

2.3.2.1 Sơ đồ nối dây.
6
5
N
4
3
1 2
2.3.2.2 Tính toán tiết diện dây dẫn:
-Ta chọn tiết diện dây dẫn cho đoạn N-1 va N-2 tương tự như ở phương án 1. Còn tiết diện dây dẫn
đoạn 6-5 và 4-3 tương tự như đoạn N-5 va N-3 ở phương án 1.
- Chiều dài đoạn 6-5 và 4-3 là:
L
6-5
= 32.7 km
L
4-3
= 28.46 km

- Đoạn N-4:
S
N-4
= S
4
+ S
3
= 70 (MVA)
19

( )
A

I
7.183
10
110*32
70
3
*
max
==
F
kt
=
167
1.1
7.183
=
mm
2
Ta chọn F
tc
= 150 mm
2
- Đoạn N-6
S
N-6
= S
6
+ S
5
= 76 = 64.4 +j40.06 ( MVA)

( )
A
I
45.199
10
110*32
76
3
*
max
==
F
kt
=
3.181
1.1
45.199
=
mm
2
Ta chọn T
tc
= 185 mm
2
Từ kết quả trên ta có bảng thông số đường dây của phương án 2
Đoạn
đường
dây
Kiểu dây dẫn L
(km)

I
cp
(A)
S
∗
(MVA)
R
0
(Ω/m)
X
0
(Ω/m)
N-1 AC-120 45.89 380 42.5+j26.35 0.27 0.423
N-2 AC-95 44.47 380 36.55+j22.66 0.33 0.429
4-3 AC-70 28.46 265 26.35+j16.34 0.45 0.44
N-4 AC-150 36 445 59.5+j36.89 0.21 0.416
6-5 AC-150 37.2 445 23.8+j14.76 0.21 0.416
N-6 AC-185 32.45 510 64.4+j40.06 0.17 0.409
2.3.2.3 Tính tổn thất điện áp
Tính toán tương tự phương án 1 theo công thức

( )
%100
*
**
2
U
x
Q
r

p
U
dm
ibt
i
i
i
i
∑ ∑
∆
+
=
Và ∆Uisc =2*∆U
ibt
Ta thu được bảng số liệu về tổn thất điện áp như sau:
Đường dây ∆U
bt
(%) ∆U
sc
(%) Đường dây ∆U
bt
(%) ∆U
sc
(%)
20
N-1 4.29 8.58 N-4 4.14 8.28
N-2 4.36 8.72 6-5 5.24 0
4-3 4.13 8.26 N-6 3.67 7.34

Từ bảng trên ta có:

Tổng tổn thất trên đoạn đường dây N-4-3 trong chế độ vận hành bình thường và sự cố là :
∆U
N-4-3bt
=4.13+ 4.14 = 8.27 %

Trên đoạn này ta nhận thấy sự cố đứt 1 mạch dây ở đoạn N-4 nguy hiểm hơn là đứt một mạch ở
đoạn 4-3. Do vậy tổn thất điện áp trong chế độ sự cố là:
∆U
N-4-3sc
=4.13 + 8.28 = 12.41%
Tương tự với đoạn N-6-5 ta có :
∆U
N-6-5bt
=3.67+ 5.24 =8.91%
∆U
N-6-5sc
=7.34+ 5.24 =12.58%
Như vậy tổn thất lớn nhất trong điều kiện làm việc bình thường là:
∆U
btMax
=∆U
N-6-5bt
= 8.91%
Tổn thất lớn nhất trong chế độ sự cố:
∆U
scMax
=∆U
N-6-5sc
=12.58%
2.3.2.4 kiểm tra điều kiện phát nóng trong điều kiện sự cố

Tương tự như ở phương án 1 ta sử dụng công thức

I
sc
≤ k*I
cp
Từ đó ta có bảng số liệu về điều kiện phát nóng của các đường dây:
Đoạn đường dây Kiểu dây dẫn Dòng điện cho phép
I
cp
(A)
Dòng điện sự cố
I
sc
(A)
Kết luận
N-1 AC-120 380 262.44 Thỏa mãn
N-2 AC-95 330 225.7 Thỏa mãn
4-3 AC-70 265 162.7 Thỏa mãn
N-4 AC-150 445 367.4 Thỏa mãn
6-5 AC-150 445 293.92 Thỏa mãn
N-6 AC-185 510 398.9 Thỏa mãn
Qua bảng ta thấy tất cả các đoạn đường dây thỏa mãn điều kiện phát nóng.
2.3.3 Phương án 3
21
2.3.3.1 sơ đồ nối dây:
6
5
N 4
3

1 2
2.3.3.2 Tính tiết diện dây dẫn
- Tính tiết diện đoạnN-3 và đoạn N-6 tương tự như ở phương án 1, tiết diện đoạn 4-5 tính toán tương
tự như của đoạn N-5 ở phương án 1.
Tiết diện đoạn N-4
S =S
4
+ S
5
= 39 + 28 = 67 (MVA)
I
max
=
3
67
*
2 3 *110
10
=175.83 (A).
 F
kt
=
175.86
1.1
= 159.85 mm
2
Ta chọn tiết diện dây dẫn là F
tc
= 150 mm
2

- Tính tiết diện đoạn mạch vòng N-1-2:
22
Để xác định công suất trên đoạn mạch vòng N-1-2 ta cần phải giả thiết rằng mạng điện đồng nhất và
tất cả các đoạn đường dây đều có cùng một tiết diện.
Như vậy
Công suất chạy trên đoạn N-1 là:

1 1 2 1 2 2
1
1 1 2 2
*( ) *
N N
N
N N
S l l S l
l l l
S
− − −
−
− − −
+ +
=
+ +

(42.5 26.35)*(27 45.89) (36.55 22.66)*44.47
40.25 24.95( )
45.89 27 44.47
j j
j MVA
+ + + +

= = +
+ +
Công suất trên đoạn N-2 là :

2 1 2 2 1 1
2
1 1 2 2
*( ) *
N N
N
N N
S l l S l
l l l
S
− − −
−
− − −
+ +
=
+ +


(36.55 22.66)*(44.47 27) (42.5 26.35)*45.89
38.88 24.1( )
44.47 27 45.89
j j
j MVA
+ + + +
= = +
+ +

Công suất trên đoạn 1-2 là:

1 1
1 2
(42.5 26.35) (40.25 24.95) 2.25 1.4( )
N
S S j j j MVA
S
−
−
= − = + − + = +
Như vậy:
- Tiết diện đoạn đường dây N-1 là:

2 2
3
1
40.25 24.95
*10 248.55( )
3*110
N
A
I
−
+
= =

2
248.55
225.96

1.1
kt
F mm
= =
Vậy ta chọn tiết diện F
tc
= 240mm
2
- Tiết diện đoạn đường dây N-2 là:

2 2
3
2
38.88 24.1
*10 240.09( )
3 *110
N
A
I
−
+
= =
23

2
240.09
218.26
1.1
kt
F mm

= =
Vậy chọn F
tc
= 240mm
2
- Tiết diện đoạn đường dây 1-2 là:

2 2
3 2
1 2
2.25 1.4
*10 36.86
3*110
mm
I
−
+
= =

2
36.86
33.51
1.1
kt
F mm
= =
Vậy chọn F
tc
= 70mm
2

Từ kết quả trên ta có bảng sau:
Đoạn
đường dây
Kiểu dây dẫn L
(km)
I
cp
(A)
S
∗
(MVA)
R
0
(Ω/m)
X
0
(Ω/m)
N-1 AC-240 45.89 600 40.25+j24.95 0.131 0.401
N-2 AC-240 44.47 600 38.88+j24.1 0.131 0.401
1-2 AC-70 27 265 2.25+j1.4 0.45 0.44
N-3 AC-70 52.48 265 26.35+j16.34 0.45 0.44
N-4 AC-150 36 445 59.5+j36.89 0.21 0.416
4-5 AC-150 25.46 445 23.8+j14.76 0.21 0.416
N-6 AC-120 32.45 380 64.4+j40.06 0.27 0.423
2.3.3.3 Tính tổn thất điện áp và điều kiện phát nóng.
Tính toán tổn thất điện áp tương tự như phương án 1 theo công thức

( )
%100
*

**
2
U
x
Q
r
p
U
dm
ibt
i
i
i
i
∑ ∑
∆
+
=
Và ∆Uisc =2*∆U
ibt
Và điều kiện phát nóng theo công thức:
I
sc
≤ k*I
cp
+ Kiểm tra dây dẫn khi có sự cố
Đối với mạch vòng đã cho ta xét các trường hợp sự cố như sau:
- Xét sự cố đứt đoạn N-1
24
Khi này dòng sự cố chạy trên đoạn 1-2 là:

1 2
3
50
*10 262.43( )
3*110
sc
cp
A I
I
−
=
= <
vậy tiết diện dây dẫn đã chọn phù hợp.
Dòng sự cố chạy trên dây N-2 là:

3
2
*10
93
488.12( )
3*110
cp
N sc
A I
I
−
= = <
vậy tiết diện dây dẫn phù hợp.
- Xét sự cố đoạn N-2

Dòng sự cố trên đoạn 1-2 là:

3
1 2
43
*10 225.69( )
3*110
cp
sc
A I
I
−
= = <
vây tiết diện dây dẫn phù hợp
Dòng sự cố trên đoạn N-1 là:

3
1
93
*10 488.12( )
3*110
cp
N sc
A I
I
−
= = <
vậy tiết diện dây dẫn phù hợp.
+ 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 2.Do đó tổn thất điện áp lớn

nhất trong mạng điện trong chế dộ vận hành bình thường là:

ax 1 2
40.25*6.01 24.95*18.4
% % *100 5.79%
110
m N
U U
−
+
= = =
∆ ∆
- Khi ngừng đoạn N-1
Tổn thất trên đoạn N-2 là:

2 2
79.05*5.83 24.95*17.83
% *100 11.03%
110
N
U
−
+
= =
∆
Tổn thất trên đoạn 1-2 là:

1 2
2
42.5*12.15 26.55*11.88

% *100 6.87%
110
U
−
+
= =
∆
- Khi ngừng đoạn đường dây N-2
Tổn thất điện áp trên đoạn N-1 là:

1
2
79.05*6.01 49.02*18.4
% *100 11.38%
110
N
U
−
+
= =
∆
Tổn thất điện áp trên đoạn dây 1-2 là:
25