[Đồ Án Điện Học] Điện Lưới - Thiết Kế Lưới Điện phần 2 pps

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
10
4
1
,
2
3
1
0
k
m
4
4
,
7
2
1
4
k
m
60,0000km
6
4
,
0
3
1
2
k
m

3
6
,
0
5
5
5
k
m
7
0
,
7
1
0
7
k
m
5
0
,
0
0
0
0
k
m
3
6
,

0
5
5
5
k
m
3
1
,
6
2
2
8
k
m

Hình3.1.b. Sơ đồ mạch điện phương án 2.

Hình 3.1.c. Sơ đồ mạch điện phương án 3
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
11

Hình 3.1.d. Sơ đồ mạch điện phương án 4.

Hình 3.1.e. Sơ đồ mạch điện phương án 5.
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
12
3.2. Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật của các phương án.

3.2.1. Phương án 1
Phương án 1 có sơ đồ mạng điện như sau:


Hình 3.2. Sơ đồ mạng điện phương án 1

a. Chọn điện áp định mức của mạng điện
Điện áp định mức của đường dây được tính theo công thức kinh
nghiệm:
PU 16.34,4
dm
+= l
kV (3.1)
trong đó:

l
- khoảng cách truyền tải, km
P – công suất truyền tải trên đường dây, MW
Tính điện áp định mức trên đường dây NĐ - 2 – HT:
Công suất tác dụng từ NĐ truyền vào đường dây NĐ - 2 được xác
định như sau:
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
13
P
N2
=P
kt
– P
td

– P
N
-
Δ
P
N

trong đó:
P
kt
– tổng công suất phát kinh tế của NĐ
P
td
– công suất tự dùng trong nhà máy điện
P
N
– tổng công suất các phụ tải nối với NĐ (1, 3, 4,6)
P
N
= P
1
+ P
3
+ P
4
+ P
6
Δ P
N
– tổn thất công suất trên các đường dây do nhà máy cung

cấp

Δ
P
N
= 5%P
N

Theo kết quả tính toán trong phần (1.2) ta có:
P
kt
= 204 MW, P
td
= 24 MW
Từ sơ đồ mạng điện (3.2) ta có:
P
N
= P
1
+ P
3
+ P
4
+ P
6
= 142 MW
Δ
P
N
= 5%P

N
= 7,10 MW
Do đó: P
N2
= 204- 24- 142- 7,10 = 30,9 MW
Công suất phản kháng do NĐ truyền vào đường dây NĐ - 2 có thể
tính gần đúng như sau:
Q
N2
= P
N2

×
tg
2
ϕ
= 30,9.0,6197 = 19,1487 MVAr
Như vậy:
2N
S
&
= 30,9+ j19,1487 MVAr
Dòng công suất truyền tải trên đường dây2- HT là:
222
SSS
NHT
&&&
−=
= 30,9 + j19,15– (29 +j17,97) = 1,9 + j1,1761
Điện áp tính toán trên đoạn đường dây NĐ-2 là:

77,1009,301672,44.34,4
2
=×+=
N
U
kV
Đối với đường dây HT-2:
00,429,11625,6334,4
2
=×+=
H
U kV
Tính điện áp trên các đường dây còn lại được tiến hành tương tự như
đối với các đường dây trên. Kết quả tính toán cho trong bảng 3.1:
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
14





Đờng
dây
Công suất truyền
tải
Chiều dài đ-
ờng dây
l
,

km
Điện áp
tính toán U,
kV
Điện áp định mức
của mạng U
đm
,
kV
NĐ-1 38 + j18,40 41,23 110,5833
110
NĐ-2 30,9 + j19,15 44,72 100,7404
2-HT 1,9 + j1,18 63,25 42,0000
NĐ-3 30 + j18,59 60,00 100,8525
NĐ-4 38 + j23,55 85,44 114,2863
HT-5 29 + j14,05 50,00 98,3946
NĐ-6 36 + j17,44 64,03 109,7970
HT-7 38 + j18,40 36,06 110,1416
HT-8 28 + j17,35 41,23 95,9946
HT-9 30 + j14,53 70,71 101,8478

Bảng 3.1. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện
Từ kết quả tính toán trên ta chọn điện áp định mức cho mạng điện ở
tất cả các phương án là U
đm
= 110 kV
b. 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), đồng thời
các dây dẫn thường được đặt trên các cột bê tông ly tâm hay cột thép tùy theo

địa hình đường dây chạy qua. Đối với các đường dây 110 kV, khoảng cách
trung bình hình học giữa dây dẫn các pha bằng 5 m (D
tb
= 5m).
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
15
Đối với các mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn được chọn theo
mật độ kinh tế của dòng điện, nghĩa là:
kt
J
I
F
max
=

Trong đó:
I
max
- dòng điện chạy trên đường 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 đường dây trong các chế độ phụ tải cực đại được
xác định theo công thức:
3
max
max
10.
.3.
dm
Un
S
I
=
,A
Trong đó:
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
- công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại, MVA
Dựa vào tiết diện dây dẫn tính được 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 đường dây và phát nóng dây dẫn trong các chế độ
sau sự cố.
Đối với đường dây 110 kV, để không xuất hiện vầng quang các dây

nhôm lõi thép cần phải có tiế
t diện F ≥ 70 mm
2
.
Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp về vầng
quang của dây dẫn, cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này.
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
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
16
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.
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 đường dây NĐ-2:
Dòng điện chạy trên đường 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 đường 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
đường dây trong các chế độ sau sự cố. Đối với đường dây liên kết NĐ-2-HT,
sự cố có thể xảy ra trong hai trường hợp sau:
- Ngừng một mạch trên đường dây.
- Ngừng một tổ máy phát điện.
Nếu ngừng một mạch của đường dây thì dòng điện chạy trên mạch
còn lại bằng:
I
1sc
= 2I
N2
= 2.95,40 = 190,80 A
Như 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 đường dây bằng:
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
17
P
N2
= P
F
-P
td
-P
N
-
Δ
P
N

Trong mục (2.1.1.a) đã tính được:
P
N
= 142 MW,
Δ
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 đường dây NĐ-2 sẽ không lớn hơn trường
hợp đứt một mạch.
* Chọn tiết diện cho đường dây 2-HT
Dòng điện chạy trên đường 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 đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn
lại có giá trị:
I
1sc
=2.6,80 = 13,6 A
Như vậy I
1sc
< I
CP
.
Trường hợp ngừng một tổ máy phát, hệ thống phải cung cấp cho phụ
tải 5 lượng 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
Như vậy I
2sc
< I
CP

* Chọn tiết diện của đường dây NĐ-1
Dòng điện chạy trên đường dây bằng:
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lưới điện
Khoa Sư phạm kỹ thuật Phan Thành Trung
18
8046,11010.
110.32
4042,1838
3
22
1
=
+
=I
A
Tiết diện của đường 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 đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn
lại bằng:
I
sc
=2.110,8046 = 331,6092 A
Như vậy I
sc
< I
CP

Sau khi chọn các tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn, cần xác định các thông
số đơn vị của đường 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
Π
của các đường dây theo công thức
sau:
R=
l
1

0
r
n
; X=
l
1
0
x
n
;
l
2
1
2
0
bn
B
=
(2.2)
trong đó n là số mạch đường dây.
Tính toán đối với các đường dây còn lại được tiến hành tương tự như
đối với đường dây NĐ-1.
Kết quả tính các thông số của tất cả các đường dây trong mạng điện
cho ở bảng 3.2.