thiết kế mạng điện khu vực có 2 nguồn cung cấp và 9 phụ tải, chương 5 pdf

Chng 5:

Chọn tiết diện dây dẫn
Các mạng điện 110 kV đ-ợc thực hiện chủ yếu bằng các
đ-ờng dây trên không. Các dây dẫn đ-ợc sử dụng là dây nhôm lõi
thép (AC), đồng thời các dây dẫn th-ờng đ-ợc đặt trên các cột bê
tông ly tâm hay cột thép tùy theo địa hình đ-ờng dây chạy qua. Đối
với các đ-ờng dây 110 kV, khoảng cách trung bình hình học giữa
dây dẫn các pha bằng 5 m (D
tb
= 5m).
Đối với các mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn đ-ợc
chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện, nghĩa là:
kt
J
I
F
max

Trong đó:
I
max
- dòng điện chạy trên đ-ờng dây trong 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

= 5500h thì J
kt
= 1 A/mm
2
.
Dòng điện chạy trên đ-ờng dây trong các chế độ phụ tải cực
đại đ-ợc xác định theo công thức:
3
max
max
10.
.3.
dm
Un
S
I

,A
Trong đó:
n-số mạch của đ-ờng dây (đ-ờng dây một mạch n=1;
đ-ờng dây hai mạch n=2).
U
đm
- điện áp định mức của mạng điện, kV
S
max
- công suất chạy trên đ-ờng dây khi phụ tải cực đại,
MVA
Dựa vào tiết diện dây dẫn tính đ-ợc theo công thức trên, tiến
hành chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện

về sự tạo thành vầng quang, độ bền cơ của đ-ờng dây và phát nóng
dây dẫn trong các chế độ sau sự cố.
Đối với đ-ờng dây 110 kV, để không xuất hiện vầng quang
các dây nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F

70 mm
2
.
Độ bền cơ của đ-ờng dây trên không th-ờng đ-ợc phối hợp
về vầng quang của dây dẫn, cho nên không cần phải kiểm tra điều
kiện này.
Để đảm bảo cho đ-ờng dây vận hành bình th-ờng 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 đ-ờng dây trong chế độ sự cố.
I
CP
- dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn.
Khi tính tiết diện các dây dẫn cần sử dụng các dòng công
suất ở bảng 3.1.
* Chọn tiết diện các dây dẫn của đ-ờng dây NĐ-2:
Dòng điện chạy trên đ-ờng dây khi phụ tải cực đại bằng:
I

N2
=
40,9510.
110.32
15,199,30
10.
.32
3
22
3
2



dm
N
U
S
A
Tiết diện dây dẫn:
F
N2
= 40,95
1
40,95
2

kt
N
J

I
,mm
2
Để không xuất hiện vầng quang trên đ-ờng dây, cần chọn
dây AC có tiết diện F=95 mm
2
và dòng điện I
CP
= 330 A.
Sau khi chọn tiết diện tiêu chuẩn cần kiểm tra dòng điện
chạy trên đ-ờng dây trong các chế độ sau sự cố. Đối với đ-ờng dây
liên kết NĐ-2-HT, sự cố có thể xảy ra trong hai tr-ờng hợp sau:
- Ngừng một mạch trên đ-ờng dây.
- Ngừng một tổ máy phát điện.
Nếu ngừng một mạch của đ-ờng dây thì dòng điện chạy trên
mạch còn lại bằng:
I
1sc
= 2I
N2
= 2.95,40 = 190,80 A
Nh- vậy I
sc
< I
cp
.
Khi ngừng một tổ máy phát điện thì ba máy phát còn lại sẽ
phát 100 % công suất. Do đó tổng công suất phát ra của NĐ bằng:
P
F

= 3

60 = 180 MW
Công suất tự dùng của nhà máy bằng:
P
td
= 10%.180 = 18 MW
Công suất chạy trên đ-ờng dây bằng:
P
N2
= P
F
-P
td
-P
N
-

P
N
Trong mục (2.1.1.a) đã tính đ-ợc:
P
N
= 142 MW,

P
N
= 7,10 MW
Do đó:
P

N2
= 180-18-142-7,10 = 12,9 MW
Q
N2
= 12,9.0,6197 = 8,00 MVAr
Vì vậy dòng điện chạy trên đ-ờng dây NĐ-2 sẽ không lớn
hơn tr-ờng hợp đứt một mạch.
* Chọn tiết diện cho đ-ờng dây 2-HT
Dòng điện chạy trên đ-ờng dây trong chế độ phụ tải cực đại
bằng:
80,610.
110.32
76,19,1
3
22
2



H
I A
Tiết diện dây dẫn bằng:
F
H2
= 80,6
1
80,6
A
Chọn dây AC-70, I
CP

= 265 A
Khi ngừng một mạch trên đ-ờng dây, dòng điện chạy trên
mạch còn lại có giá trị:
I
1sc
=2.6,80 = 13,6 A
Nh- vậy I
1sc
< I
CP
.
Tr-ờng hợp ngừng một tổ máy phát, hệ thống phải cung cấp
cho phụ tải 5 l-ợng công suất là:
222 NH
SSS



=29 +j17,97 -(12,9 + j8,00) = 16,1 + j9,97MVAr
Dòng điện chạy trên HT-2 khi đó là:
7077,4910.
110.3.2
9779,91,16
3
22
2



sc

I A
Nh- vậy I
2sc
< I
CP
* Chọn tiết diện của đ-ờng dây NĐ-1
Dòng điện chạy trên đ-ờng dây bằng:
8046,11010.
110.32
4042,1838
3
22
1


I
A
Tiết diện của đ-ờng dây có giá trị:
8046,110
1
8046,110
1
F mm
2
Chọn dây AC-120, có I
CP
= 380 A
Khi ngừng một mạch của đ-ờng dây, dòng điện chạy trên
mạch còn lại bằng:
I

sc
=2.110,8046 = 331,6092 A
Nh- vậy I
sc
< I
CP
Sau khi chọn các tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn, cần xác định
các thông số đơn vị của đ-ờng dây là r
0
, x
0
, b
0
và tiến hành tính
các thông số tập trung R, X và B/2 trong sơ đồ thay thế hình

của
các đ-ờng dây theo công thức sau:
R=

1
0
r
n
; X=
1
0
x
n
;

2
1
2
0
bn
B
(2.2)
trong đó n là số mạch đ-ờng dây.
Tính toán đối với các đ-ờng dây còn lại đ-ợc tiến hành
t-ơng tự nh- đối với đ-ờng dây NĐ-1.
Kết quả tính các thông số của tất cả các đ-ờng dây trong
mạng điện cho ở bảng 3.2.
B/2
(10
-
4
),S
1,11
1,17
1,63
1,59
2,30
1,33
1,70
0,97
1,09
1,87
X,Ω
8,65
9,52

13,9
12,9
17,9
3
10,7
5
13,7
6
7,58
8,86
15,2
0
R,Ω
5,56
7,31
14,5
4
9,90
11,5
3
8,25
10,5
6
4,87
6,80
11,6
7
0
0
-6

).
Ω/
m
2,69
2,65
2.58
2,65
2,69
2,65
2,65
2,69
2,65
2,65
x
0
,
Ω/
km
0,4
2
0,4
3
0,4
4
0,4
3
0,4
2
0,4
3

0,4
3
0,4
2
0,4
3
0,4
3
r
0
,
Ω/k
m
0,
2
7
0,3
3
0,4
6
0,3
3
0,2
7
0,3
3
0,3
3
0,2
7

0,3
3
0,3
3
l,
km
41,
2
44,
3
63,
2
60,
0
85,
4
50,
0
64,
0
36,
1
41,
2
70,
7
B¶ng 3.2. Th«ng sè cña c¸c ®-êng d©y trong
I
SC
,

A
221,6
0
190,8
0
13,6
185,2
4
231,9
2
169,1
4
209,9
6
221,6
0
172,8
9
174,9
6
I
CP
,
A
38
0
33
0
26
5

33
0
38
0
33
0
33
0
38
0
33
0
33
0
F
tc
,
m
m
2
120
95
70
95
120
95
95
120
95
95

F
tt
,
mm
2
110,8
0
95,40
6,80
92,62
115,9
6
84,57
104,9
8
110,8
0
86,44
87,48
I
BT
,
A
110,8
0
95,40
6,80
92,62
115,9
6

84,57
104,9
8
110,8
0
86,44
87,48
S, MVA
38+j18,40
30,9+j19,1
5
1,9 +j1,18
30+j18,59
38+j22,55
29+j14,05
36+j17,44
38+j18,40
28+j17,35
30+j14,53
§-êng
d©y
N§-1
N§-2
2-HT
N§-3
N§-4
HT-5
N§-6
HT-7
HT-8

HT-9