đồ án môn học mạng lưới điện, chương 8 pps

DHBKHN
Chng 8:
tính toán các trạng thái vận
hành của l-ới điện
Trong quá trình thiết kế mạng l-ới điện , để đảm bảo an toàn
cho hệ thống và các yêu cầu kĩ thuật. Cần phải tính toán xác định sự
phân bỗ các dòng công suât, tổn thất công suất,tổn thất điện năng và
tổn thất điện áp của mạng điện trong các chế độ vận hành. Tính chế
độ vận hành có thể biết đ-ợc điện áp tại từng nút của phụ tải từ đó
xem xét cách giải quyết cho phù hợp nhằm đảm bảo chất l-ợng điện
năng cho các phụ tải đồng thời kiểm tra chính xác sự cân bằng công
suất phản kháng trong mạng điện, nếu thiếu hụt cần tiến hành bù
c-ỡng bức.
I. chế độ phụ tải cực đại
ở chế độ này phải vận hành cả hai MBA trong trạm. Điện áp định
mức tren thanh cái cao áp của nhà máy điện khi phụ tải cực đại bằng
110% điện áp định mức của mạng điện.
U
N
= 110%.U
đm
= 110%.110 = 121 (KV)
Bảng thông số của đ-ờng dây.
Đoạn
đ-ờng
dây
F
TC

(mm
2

)
L
(km)
R
(

)
X
(

)
B.10
-4

(S)
N - 1 AC - 95 50 8,25 10,725 2,65
N 2 AC 95 72,11 11,89 15,46 3,82
N 3 AC 70 80,62 18,54 17,74 4,16
N 4 AC 70 58,31 13,41 12,83 3,0
N 5 AC 95 63,24 10,43 13,56 3,35
N 6 AC 95 50,99 8,41 10,94 2,70
(Có hình vẽ)
DHBKHN
1. Nhánh phụ tải 1
Các thông số của MBA
U
đ
m
U
hd

U
n%

Pn(pw
)
(kw)

P
0
I
0
% R(n
)
X(

)

Q
0
(kw
)
11
5
33,
5
10,
5
145 35 0,7
5
1,8

7
43,5 240
Sử dụng ph-ơng pháp gần đúng một b-ớc lặp để tính toán. Lấy
điện gáp tại các nút bằng điện áp định mức hệ thống(trừ nút N).
Tổng trở t-ơng đ-ơng của đoạn d-ờng dây N-1:
Z
d1
= 8,25+j10,725 (

)
Tổng trở t-ơng đ-ơng của đoạn N-1:
Y
1
=G
1
+jB
1
Vì tổng tổn thất vầng quang trên đ-ờng dây 110kv rất nhỏ nên
không xét đến điện dẫn tác dụng
Điện dẫn phản kháng: B
1
=2,65.10
-4
(S)
Tổng trở t-ơng đ-ơng của các MBA trong trạm
Z
b1
=
2
5,4387,1 j

=0,935+j21,75( )

*XĐ các dòng công suất
Coi điện áp các nút gần đúng bằng điện áp danh địch của mạng
điện ( trừ nút nguồn)
U
đm
=110(KV)
Tổn thất cs trong các cd của MBA

S
oi
=2(
00
QjP ) = 2(0,035+j0,24)=0,07+j0,48 (MVA)
Tổn thất cs trong các cd của MBA

S
b1
=
2
2
1
dm
U
S
.Z
b1
=

2
22
110
591,1830
(0,935+j0,48)

S
b1
=0,0935+j2,175(MVA)
Công suất tr-ớc tổng trở của MBA
S
b1
=S
1
+

S
b1
=30+j18,591+0,0935+j2,175
= 30,0935+j20,766(MVA)
Công suất trên thanh cái cao áp của trạm
S
C1
=S
b1
+

S
oi
=30,0935+j0,48

DHBKHN
S
C1
=30,1635+j21,246(MVA)
CS do điện dung cuối đoạn N-1 gây ra
Q
cc
=1/2.U
2
đm
.B
1
=1/2.110
2
.2,65.10
-4
=1,603(MVAR)
CS sau tổng trở của dd
S
1

=S
C1
j Q
CC
=30,1635+j21,246-j1,603
S
1

=30,1635+j19,642(MVA)

Tổn thất cs trên tổng trở đd

S
d1
=
2
"
1
dm
U
S
.Z
d1
=
2
22
110
643,191635,30
.(8,25+j10,725)

S
d1
=0,883+j1,148(MVA)
CS tr-ớc tổng trở của đ-ờng đây
S
1

= S
1

+

S
d1
=30,1635+j19,643+0,883+j1,148
S
1

=31,0465+j20,791(MVA)
CS do điện dung đầu đd N1 sinh ra
Q
CĐ
=Q
CC
=1,603(MVAR)
Công suất yêu cầu từ nguồn
S
N1
= S
1

j Q
CĐ
=31,0465+j20,791-j1.603
S
N1
=31,0465+19,188(MVA)
Xác định điện áp các nút:
Tổn thất điện áp trên đ-ờng dây N1
1N

U = )(95.3
121
725,10.791,2025,8.0465,31

1
'
11
'
1
Kw
U
XQRP
n




Điện áp trên thanh cái cao áp của MBA ở trạm 1:
1N
U = )(4
05,117
75,21.766,200935.0935,30

1111
Kw
U
XQRP
k
bbbb

Điện áp thanh góp hạ áp của trạm 1 quy đổi về phía thanh
góp cao áp đ-ợc xác định theo công thức sau:
U
1h
'
=U
1c
-

U
b1
= 117,05 4 = 113,05(Kw)
Điện áp thực trên thanh góp hạ áp :
U
1h
= )(81,10
115
11
.05,113
'
1
Kw
K
U
h

2. Các nhánh đến phụ tải 2.3.4.5 tính t-ơng tự kết quả ghi trong

bảng sau:
Phụ tải I Phụ tải II Phụ tải III
DHBKHN
S
i
(MVA) 30+j18,591 32+j19,83 28+j14,873

S
Oi
(MVA) 0,07+j0,48 0,07+j0,48 0,058+j50,4

S
bi
(MVA) 0,0935+j2,175 0,1+ j2,54 0,1+j2,32
S
bi
(MVA) 30,0935+j20,766 32,1+j2,37 28,1+j17,193
S
Ci
(MVA) 30,1635+j21,246 32,17+j22,85 28,158+j17,593
Q
cci
(MVAr) 1,603 2,31 2,52
S
i
’’
(MVA) 30,1635+j19,643 32,17+j20,54 28,158+j15,073

S
di

(MVA) 0,883+j1,148 1,43+j1,86 1,563+j1,49
S
'
Ni
(MVA) 31,0465+j20,791 33,6+j22,4 29,721+j16,563
S
Ni
(MVA) 31,0465+19,188 33,6+j20,09 29,721+j14,043

U
Ni
(Kv) 3,95 5,87 6,98
U
Ci
(Kv) 117,05 115,13 114,04

U
bi
(Kv) 4 4,49 4,53

U
H
'
i
(Kv) 113,05 110,64 109,49
U
Hi
(Kv) 37,8 37,04 36,65
Phô t¶i IV Phô t¶i V Phô t¶i VI
S

i
(MVA) 24+j17,352 30+j18,591 32+j19,83

S
Oi
(MVA) 0,058+j0,4 0,07+j50,48 0,07+j0,48

S
bi
(MVA) 0,092+j2,03 0,0935+j2,175 0,11+j2,55
S
bi
(MVA) 24j092+j19,382 30,0935+j20,766 32,11+j22,38
S
Ci
(MVA) 24,15+j19782 30,1635+j21,246 32,18+j22j86
Q
cci
(MVAr) 1,815 2,03 1j63
S
i
’’
(MVA) 24,15+j17,967 30,1635+j17,967 32j18+j21,23

S
di
(MVA) 1+j0,96 1,043+j1,356 1,033+j1,344
S
'
Ni

(MVA) 25,15+j18,927 31,2065+j20,572 33,213+j22,574
S
Ni
(MVA) 25,15+j17,112 31,2065+j18,542 33,213+j20,944

U
Ni
(Kv) 4,79 2,8 4,35
U
Ci
(Kv) 116,21 118,2 116,65

U
bi
(Kv) 4,66 4,06 4,43

U
H
'
i
(Kv) 111,55 114,14 112,22
U
Hi
(Kv) 37,3 38,21 37,57
DHBKHN
4.Cân bằng CSPK trong MĐ.
- Dòng CS tại đầu các nhánh:
S
N1
= 31,0465 +j19,188 (MVA); S

N4
= 25,15 +j17,112
(MVA)
S
N2
= 33,6 +j20,09 (MVA); S
N5
= 31,2065+j18,542
(MVA)
S
N3
= 29,721 + j14,043 (MVA); S
N6
= 33,213 +j20,944
(MVA)
- Tổng CS yêu cầu tại thanh cái của nguồn :
S
N
= S
N1
+ S
N2 +
S
N3
+ S
N4
+ S
N5
+ S
N6

= 183,937 + j109,919
(MVA)
- Tổng SC phản kháng yêu cầu :

Q
Yc
= 109,919 (MVAr)
- Tổng SCPK do nguồn phát ra :

Q
F
=

P
F
.tg
F

(cos
F

=0,85

tg
F

= 0,62)


Q

F
= 183,937.0,62 = 114,04 (MVAr)
Ta nhận thấy:

Q
F
>

Q
Yc
Vì vậy không phải bù kĩ thuật cho mạng điện khi xuất
hiện ở chế độ phụ tải cực đại.
II. chế độ phụ tải cực tiểu
Điện áp trên thanh cái cao áp của nguồn :
U
N
= 105%.U
đm
= 115,5 (Kv)
ở chế độ phụ tải cực tiểu thì CS của các phụ tải là:
S
MIN
= 50%S
MAX
Vì phụ tải nhỏ nên để xuất hiện kinh tế phải xem xét có thể cắt
bớt một số MBA ở các trạm hay không. Điều kiện để có thể cắt bớt 1
MBA trong trạm là:
S
MIN
< S

C
= S
ĐM
n
O
P
P


2
Trong đó :
S
MIN
: Công suất phụ tải ở chế độ cực tiểu
DHBKHN
S
ĐM
: Công suất ĐM của MBA.

P
O
: Tổn thất công suất khi không tải.

P
n
: Tổn thất công suất khi ngắn mạch.
*. Xét trạm 1: S
MIN
= )(65,17
2

591,1830
22
MVA

S
C
= )(33,22
145,0
035,0.2
MVA
Vậy trạm 1 không đ-ợc cắt bớt MBA
*. Các trạm còn lại : Tính t-ơng tự kết quả trong bảng sau:
Trạm S
Min
S
C
Số máy
1 17,65 22,23 2
2 18,82 22,23 2
3 15,85 17,38 2
4 14,8 17,38 2
5 17,65 22,23 2
6 18,82 22,23 2
Vậy ở chế độ phụ tải cực tiểu không trạm nào đ-ợc cắt bớt MBA.
Tính dòng công suất tổn thất điện áp và điện áp tại các nút t-ơng
tự nh- ở chế độ phụ tải cực tiểu nh- thay U
N
= 115,5(Kv) và S
Min
=

1/2S
MAX
DHBKHN
KÕt qu¶ tæng kÕt:
Phô t¶i I Phô t¶i II Phô t¶i III Phô t¶i IV Phô t¶i V Phô t¶i VI
Si
(MVA)
15+j9,29 16+j9,915 14+j7,44 12+j8,697 15+j9,29 16+j9,915

S
Oi
(MVA)
0,07+j0,48 0,07+j0,48 0,058+j0,4 0,058+j0,4 0,07+j0,48 0,07+j0,48

S
bi
(MVA)
0,024+j0,56 0,027+j0,637 0,023+j0,5 0,024+j0,56 0,024+j0,56 0.027+j0,637
S
bi
(MVA)
15,024+j9,85 16,027+j10,552 14,0264+j8.02 12,023+j9,176 15,024+j9,85 16,027+j10,552
S
Ci
(MVA)
15,094+j10,33 16,097+j11,032 14,08+j8,42 12,081+j9,576 15,094+j10,33 16,097+j11,032

Q
CCi
MVAr)

1,603 2,31 2,52 1,815 2,03 1,63
S
i
’’

(MVA)
15,094+j8,727 16,097+j8,722 14,08+j5,9 12,081+j7,761 15,094+j8,3 16,097+j9,402

S
di
(MVA)
0,207+j0,269 0,33+j0,428 0,357+j0,336 0,23+j0,219 0,256+j0,332 0,24+j0,314
S
i
’

(MVA)
15,301+j8,996 16,427+j9,15 14,437+j6,236 12,311+j7,98 15,35+j8,632 16,337+j9,716
S
Ni
(MVA)
15,301+j7,393 16,427+j6,84 14,437+j3,716 12,311+j6,165 15,35+j6,602 16,337+j8,086
DHBKHN

U
Ni
(KV)
1,93 2,91 3,27 2,31 2,4 2,1

U

Ci
(KV)
113,57 112,59 112,23 113,19 113,1 113,4

U
bi
(KV)
2 2,17 2,156 2,4 2,02 2,156
U
H
'
i

(KV)
111,57 110,42 110,074 110,79 111,08 111,244
U
Hi

(KV)
10,67 10,56 10,53 37,09 37,19 37,24
Đồ án môn học mạng l-ới điện
DHBKHN
3. Cân bằng công suất phản kháng trong MĐ
- Dòng cs tại đầu các nhánh:
S
N1
= 10,301+j 7,393
S
N2
= 16,427+j 6,840

S
N3
= 14,437+j 3,716
S
N4
= 12,311+j 6,165
S
N5
= 15,35+j 6,602
S
N6
= 16,337+j 8,086
- Tổng cs yêu cầu tại thanh cái của nguồn
S
N
= S
N1
+ S
N2
+ S
N3
+ S
N4
+ S
N5
+ S
N6
=85,163+j38,802
- Tổng cs pk yêu cầu

Q
F
=38,802
- Giả sử nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng yêu cầu

P
F
=

P
Yc
=85,163
- Tổng cspk do nguồn phát ra

Q
F
=

P
F
.tg
F

(cos
F

=0,85

tg
F

= 0,62)
= 85,163.0,62=52,8(MAVR
- Nhận thấy:

Q
F
>

Q
YC
Vì vậy không phải bù kĩ thuật cho MĐ khi vận hành ở chế độ
phụ tải cực tiểu
chế độ sự cố
Ta chỉ xét sự cố nặng nề nhất, tức là đứt một đ-ờng dây điện
mạch kín khi hệ thống vận hành ở chế độ phụ tải cực đại, ở chế độ
sự cố điện áp trên thanh cái cao áp cuả nguồn là 110% điện áp định
mức của mạch điện.
Khi đó điện trở và điện kháng của đ-ờng dây gặp sự cố sẽ tăng
lên 2 lần, còn điện đầu giảm 2 lần.
Khi đó:
Z
d1
=4,125+j5,3625 Z
d4
=6,705+j6,415
Z
b1
=0,935+j21,75 Z
b4

=1,270+j27,25
Z
d2
=5,945+j5,78 Z
d5
=5,215+j6,780
Z
b2
=0,935+j21,75
Đồ án môn học mạng l-ới điện
DHBKHN
Z
d3
=0,927+j8,870 Z
d6
=4,205+j5,47
Z
b3
=1,27+j27,95 Z
b6
=0,935+j21,75
T-ơng tự nh- các tr-ờng hợp trên ta có kết quả ở bảng sau:
§å ¸n m«n häc m¹ng l-íi ®iÖn
DHBKHN
Phô t¶i I Phô t¶i II Phô t¶i III Phô t¶i IV Phô t¶i V
Phô t¶i VI
30+j18,591 32+j19,83 28+j14,873 24+j17,352 30+j18,591
28+j14,873
(MVA)
0,07+j0,48 0,07+j0,48 0,058+j0,4 0,058+j0,4 0,07+j0,48

0,07+j0,48
(MVA)
0,0935+j2,175 0,1+j2,540 0,100+j2,32 0,092+j2,32 0,0935+j2,173
0,11+j2,55
30,0935+j20,766 32,1+j22,37 28,1+j17,193 24,092+j19,382 30,0935+j20,766
32,117+j22,38
30,1635+j21,246 32,17+j22,850 28,158+j17,593 24,15+j19,782 30,1635+j21,246
32,18+j22,86
(MVAR)
0,8 1,155 1,26 0,9 1,015
30,1635+j20,446 32,17+j21,695 28,158+j16,333 24,15+j18,882 30,1635+j20,231
32,18+j22,045
(MVA)
0,453+j0,588 0,74+j0,72 0,81+j0,78 0,52+j0,5 0,542+j0,678
0,529+j0,687
30,6165+j21,034 32,917+j22,415 28,97+j17,113 24,67+j19,382 30,6835+j20,909
32,709+j22,723
30,6165+j20,234 32,91+j21,26 28,97+j15,853 24,67+j18,482 30,6835+j19,894
32,709+j21,908
3,95 6,1 6,95 4,79 4,98
117,05 114,9 114,05 116,21 116,02
4,1 4,49 4,526 4,92 4,135
(KV)
112,95 110,41 109,524 111,29 111,885
37,8 36,96 36,66 37,258 37,46