ĐỒ ÁN MÔN HỌC LƯỚI ĐIỆN Giáo viên hướng dẫn NGUYỄN VĂN ĐẠM (Đề 5)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.79 MB, 68 trang )
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
ĐỀ BÀI (ĐỀ SỐ 5)
I.
SƠ ĐỒ LƯỚI ĐIỆN:
6
N§
5
4
1
2
II.
eBook for You
3
THƠNG SỐ ĐẦU VÀO:
Các số liệu
Các hộ tiêu thụ
1
Phụ tải cực đại(MW)
38
Hệ số công suất cosφ
2
17
3
4
5
6
25
25
38
17
0.9
Mức đảm bảo cung cấp điện
I
Yêu cầu điều chỉnh điện áp
KT
Điện áp danh định của lưới
điện thứ cấp
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
10 kV
-1-
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
NỘI DUNG .......................................................................................................- 1 LỜI MỞ ĐẦU ....................................................................................................- 3 CHƯƠNG 1 : CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ CÔNG SUẤT
PHẢN KHÁNG .................................................................................................- 4 1.1 Phân tích nguồn và phụ tải................................................................ - 4 1.2 Cân bằng công suất tác dụng ............................................................ - 4 1.3 Cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống ............................... - 5 CHƯƠNG 2 : DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG
ĐIỆN VÀ SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT ........................................- 8 2.1 Mở đầu .............................................................................................. - 8 2.2 Phương án nối dây 1 ......................................................................... - 8 2.2.1 Sơ đồ nối dây ............................................................................. - 8 2.2.2 Tính điện áp vận hành của mạng điện ...................................... - 9 2.2.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn trên mỗi đoạn đường dây của phương
án đã chọn ......................................................................................... - 10 2.2.4 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện trong trường hợp vận hành
bình thường và trong chế độ sự cố ................................................... - 12 2.2.5.Kiểm tra điều kiện phát nóng trong trường hợp sự cố ........... - 14 2.3 Phương án nối dây 2 ....................................................................... - 15 2.3.1 Sơ đồ nối dây ........................................................................... - 15 2.3.2 Tính điện áp vận hành của mạng điện .................................... - 16 2.3.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn trên mỗi đoạn đường dây của phương
án đã chọn ......................................................................................... - 17 2.3.4 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện trong trường hợp vận hành
bình thường và trong chế độ sự cố ................................................... - 19 2.3.5.Kiểm tra điều kiện phát nóng trong trường hợp sự cố ........... - 21 2.4 Phương án nối dây 3 ....................................................................... - 24 2.4.1 Sơ đồ nối dây ........................................................................... - 24 2.4.2 Chọn điện áp vận hành của mạng điện ................................... - 25 2.4.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn ....................................................... - 25 2.4.4 Tính tổn thất điện áp trong chế độ vận hành bình thường và trong
chế độ sự cố. ..................................................................................... - 26 2.4.5 kiểm tra điều kiện phát nóng. .................................................. - 27 2.5 Phương án nối dây thứ 4 ................................................................. - 28 2.5.1 Sơ đồ nối dây của phương án .................................................. - 28 2.5.2 Chọn điện áp vận hành của mạng điện ................................... - 29 2.5.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn ...................................................... - 29 2.5.4 Tính tổn thất điện áp trong chế độ vận hành bình thường và trong
chế độ sự cố. ..................................................................................... - 29 2.5.5 kiểm tra điều kiện phát nóng. .................................................. - 31 Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
-1-
eBook for You
NỘI DUNG
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
2.6 Phương án nối dây 5. ...................................................................... - 32 2.6.1 Sơ đồ nối dây của mạng điện .................................................. - 32 2.6.2 Tính các dịng cơng suất chạy trên các đoạn đường dây ........ - 32 2.6.3 Lựa chọn điện áp định mức của mạng điện : .......................... - 33 2.6.4 Lựa chọn tiết diện dây dẫn : .................................................... - 34 2.6.5 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện : .................................. - 34 2.6.6 kiểm tra điều kiện phát nóng. .................................................. - 36 CHƯƠNG 3 : SO SÁNH KINH TẾ CÁC PHƯƠNG ÁN. ............................- 38 3.1 Đặt vấn đề ....................................................................................... - 38 3.2 Tính tốn các phưong án ................................................................. - 40 3.2.1 Phương án 1 ............................................................................. - 40 3.2.2 Phương án 2 ............................................................................. - 42 3.2.3. Phương án 3 ............................................................................ - 44 CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP TRONG CÁC TRẠM HẠ ÁP
SƠ ĐỒ NỐI DÂY HỢP LÝ CỦA TRẠM BIẾN ÁP VÀ MẠNG DIỆN. ......- 47 4.1. Xác định số lượng và công suất MBA :......................................... - 47 4.1.1.Xác định số lượng của các MBA: ............................................ - 47 4.1.2.Xác định công suất của các MBA :.......................................... - 47 4.2.Sơ đồ trạm ....................................................................................... - 48 4.3. Sơ đồ thay thế chi tiết của mạng điện: ........................................... - 49 CHƯƠNG 5 : TÍNH CÔNG SUẤT BÙ TỐI ƯU CỦA CÁC THIẾT BỊ BÙ
TRONG MẠNG ĐIỆN. ...................................................................................- 50 5.1. Ngun tắc tính tốn bù công suất kinh tế : .................................. - 50 5.2. Xác định công suất bù kinh tế cho các phụ tải : ............................ - 52 CHƯƠNG 6 : TÍNH CHÍNH XÁC MẠNG ĐIỆN & CHỌN PHƯƠNG
THỨC ĐIỀU CHỈNH PHÙ HỢP CHO TRẠM BIẾN ÁP...........................- 53 6.1.Tính phân bố cơng suất & Tính chính xác ĐA tại các nút : ........... - 53 6.1.1. Chế độ phụ tải cực đại: ........................................................... - 53 6.1.2. Chế độ phụ tải cực tiểu :......................................................... - 57 6.1.3. Chế độ sau sự cố :................................................................... - 59 6.2. Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp cho mạng điện........... - 60 6.2.1. Chọn các đầu điều chỉnh cho MBA trạm 1 : .......................... - 61 6.2.2. Chọn các đầu điều chỉnh cho MBA của các trạm còn lại : .... - 62 CHƯƠNG 7 : TÍNH GIÁ THÀNH TẢI ĐIỆN VÀ CÁC CHỈ TIÊU
KINH TẾ , KĨ THUẬT ...................................................................................- 63 7.1.Tính giá thành tải điện : .................................................................. - 63 7.1.1.Tính tổng điện năng phụ tải yêu cầu A : .................................. - 63 7.1.2.Tính chi phí hàng năm Y :........................................................ - 63 7.1.3.Giá thành tải điện : ............................................................. - 64 7.2.Bảng tổng kết các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện : .......... - 65 TÀI LUỆU THAM KHẢO ...........................................................................- 66 -
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
-2-
eBook for You
Đồ án môn học
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
LỜI MỞ ĐẦU
Là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các lĩnh vực
hoạt động kinh tế và đời sống của con người ,Điện năng trở thành nguồn
năng lượng không thể thiếu. Điều này đã đặt ra những nhiệm vụ quan trọng
đối với các kỹ sư Hệ Thống Điện.Một trong những nhiệm vụ đó là thiết kế
các mạng và hệ thống điện.
Thiết kế là một lĩnh vực quan trọng và khó khăn trong cơng việc của
người kỹ sư nói chung, đặc biệt với các kỹ sư Hệ Thống Điện.
Đồng thời cần phải xác định rằng công việc thiết kế mạng lưới điện là
công việc cơ bản mà bất kỳ kỹ sư hệ thống điện nào cũng phải biết và biết
về nhiều phương diện.
Qua đồ án này ,sinh viên chúng em đã có được những kiến thức cơ bản
vật lý của các hiện tượng sảy ra trong các phần tử của đường dây truyền tải
điện năng; phương pháp xác định các thông số của các phần tử và sơ đồ thay
thế của chúng, cũng như sơ đồ thay thế của mạng và hệ thống điện cùng các
phương pháp tính thơng số chế độ của mạng và hệ thống điện các biện pháp
giảm tổn thất; nâng cao độ tin cậy và chất lượng điện năng.
Đồ án môn học “Thiết kế các mạng và hệ thống điện” này được hồn
thành dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy gio NGUYỄN VĂN ĐẠM. Em
xin chân thành cảm ơn sự chỉ dẫn của thầy giáo.
Người thiết kế
Hồ Nguyễn Thanh
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
-3-
eBook for You
về qúa trình sản xuất ,truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng; bản chất
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
CHƯƠNG 1 : CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ CƠNG
SUẤT PHẢN KHÁNG
1.1 Phân tích nguồn và phụ tải
Bảng số liệu phụ tải
Các số liệu
Các hộ tiêu thụ
1
Phụ tải cực đại(MW)
2
3
4
5
6
38
17
25
25
38
17
Hệ số công suất cosφ
0.9
Mức đảm bảo cung cấp điện
I
Yêu cầu điều chỉnh điện áp
KT
Điện áp danh định của lưới
10 KV
1.2 Cân bằng công suất tác dụng
Một đặc điểm quan trọng của các hệ thống điện là truyền tải tức thời
điện năng từ các nguồn điện đến các hộ tiêu thụ và khơng thẻ tích luỹ điện
năng thành số lượng nhìn thấy được.Tính chất này xác định sự đồng bộ của
quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng.
Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống, các nhà máy của
hệ thống cần phải phát công suất bằng công suất của các hộ tiêu thụ,kể cả
tổn thất công suất trong các mạng điện,nghĩa là cần thực hiện đúng sự cân
bằng giữa công suất phát và công suất tiêu thụ.
Ngoải ra để hệ thống vận hành bình thường ,cần phải có sự dự trữ nhất
định của cơng suất tác dụng trong hệ thống..Dự trữ trong hệ thống điện là
một vấn đề quan trọng ,liên quan đến vận hành cũng như phát triển của hệ
thống điện.
Ta có phương trình cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống:
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
-4-
eBook for You
điện thứ cấp
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
∑PF =∑PYC = m∑Ppt +∑∆P +∑Ptd+∑Pdt
(1.2.1)
Trong đó :
∑PF:Tổng cơng suất tác dụng phát ra từ nguồn phát.
∑Ppt: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
∑Ptd :Tổng công suất tự dùng của nhà máy điện
∑Pdt :Tổng công suất dự trữ trong mạng điện
m
:hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại
Một cách gần đúng ta có thể thay bằng cơng thức:
∑PF = ∑Ppt +5%∑Ppt. (1.2.2)
∑PF =∑Pyc = 1,05.( 38+17+25+25+38+17 )= 168 (MW)
Việc cân bằng công suất tác dụng giúp cho tần số của lưới điện luôn
được giữ ổn định.
1.3 Cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống
Sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi sự cân
bằng giữa điện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm.Sự
cân bằng địi hỏi khơng những chỉ đối với cơng suất tác dụng ,mà cịn đối với
cả cơng suất phản kháng.
Sự cân bằng cơng suất phản kháng có quan hệ với điện áp.Phá hoại sự
cân bằng công suất phản kháng sẽ dẫn đến sự thay đổi điện áp trong mạng
điện.Nếu công suất phản kháng phát ra lớn hơn cơng suất phản kháng tiêu
thụ thì điện áp trong mạng điện sẽ tăng ,ngược lại nếu thiếu công suất phản
kháng điện áp trong mạng sẽ giảm.Vì vậy để đảm bảo chất lượng của điện áp
ở các hộ tiêu thụ trong mạng điện và trong hệ thống ,cần tiến hành cân bằng
sơ bộ công suất phản kháng.
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
-5-
eBook for You
Theo bảng số liệu vê phụ tải đã cho ở trên ta có :
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
Phương trình cân bằng cơng suất phản kháng trong hệ thống:
∑QF = ∑Qyc =m∑Qpt +∑∆Qb +∑QL -∑Qc +∑Qtd +∑Qdt (1.3.1)
Trong đó:
∑QF :Tổng cơng suất phản kháng do nguồn điện phát ra
∑Qyc: Tổng công suất yêu cầu của hệ thống
∑Qpt :Tổng công suất phản kháng của các phụ tải ở chế độ cực đại
∑QL :Tổng công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường
dây trong mạng điện.
∑Qc : tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây
sinh ra
∑∆Qb : tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp
∑Qtd: tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện.
m
:hệ số đồng thời
Trong tính tốn sơ bộ ta có thể tính tổng cơng suất phản kháng yêu cầu
trong hệ thống bằng công thức sau đây:
∑Qyc = ∑Qpt + 15%∑Qpt (1.3.2)
Công suất phản kháng của các phụ tải được tính theo cơng thức sau
Q =P* tgφ (1.3.3)
Từ cosφ= 0.9 ta suy ra tgφ= 0.48
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
-6-
eBook for You
∑Qdt : Tổng công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống.
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
Ta có bảng số liệu sau:
bảng 1.3.1:cơng suất phản kháng của các phụ tải
Các hộ phụ
1
2
3
4
5
6
tải
Q(MVAr
18.404
8.2335
12.108
12.108
18.404
8.2335
)
Áp dụng công thức 1.3.2 ta có
∑Qyc=1.05*(18.404+8.2335+12.108+12.108+18.404+8.2335)
=89.1153MVAr
Ta lại có :∑QF = ∑PF *tgφ = 168 *0.62=104.117 MVAr
Từ các kết quả tính tốn trên ta nhận thấy tổng công suất phản kháng do
nguồn phát ra lớn hơn lượng công suất phản kháng yêu cầu của hệ
eBook for You
thống.Vây ta không phải tiến hành bù công suất phản kháng.
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
-7-
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
CHƯƠNG 2 : DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG
ĐIỆN VÀ SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT
2.1 Mở đầu
Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng diện phụ thuộc rất nhiều vào sơ
đồ của nó.Vì vậy các sơ đồ mạng điện cần phải có các 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 các phụ tải mới.
Từ sơ đồ mặt bằng của nguồn điện và các phụ tải đã cho chúng ta có thể
đưa ra các phương án nối dây cho mạng điện trên.Qua tiến hành đánh giá sơ
bộ chúng ta có thể giữ lại 4 phương án sau và tiến hành tính tốn các thông
eBook for You
số cơ bản của các phương án này..
2.2 Phương án nối dây 1
2.2.1 Sơ đồ nối dây
6
N§
5
4
1
2
3
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
-8-
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
2.2.2 Tính điện áp vận hành của mạng điện
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 cơng 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:
(2.1)
Trong đó :
li : khoảng cách truyền tải trên đoạn đường dây thứ i (km)
Pi :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:
Xét đường dây ND1:
Uvh1=4,34.
l1 +16.P1 =4,34. 70,711+16.38=113,07 (kV)
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
-9-
eBook for You
Uvhi = 4,34. li 16.Pi
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
Tương tự ta có bảng sau:
Chiều dài
đoạn đường
dây
truyền tải
dây ,km
Đoạn đường
Công suất
Điện áp định
,MVA
Điện áp vận
mức của cả
hành,kv
mạng diện
,kv
N-1
70.711
38
113.07
N-2
56.569
17
78.669
N-3
58.31
25
92.911
N-4
86.023
25
95.679
N-5
72.801
38
113.24
N-6
90.554
17
82.637
110
hành chung cho các phương án tiếp theo.
2.2.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn trên mỗi đoạn đường dây của
phương án đã chọn
Các mạng điện 110kv 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 dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng
điện nghĩa là :
Fkt
I max
J kt
(2.2)
Trong đó :
Imax : dịng điện chạy trên đường dây ở chế độ phụ tải cực đại,A;
Jkt : mật độ kinh tế của dòng điện,A/mm2
Với dây AC và Tmax =5000h ta tra bảng có được :
Jkt = 1.1A/mm2
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
- 10 -
eBook for You
Điện áp vận hành tính trong phương án này có thể dùng làm điện áp vận
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được tính
bằng cơng thức :
Imax =
Smax
n.U dm
.103 A (2.3)
3
Trong đó :
n: số mạch của đường dây
Uđm : điện áp định mức của mạng điện,kv
Smax : 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 nhơm lõi thép cần phải có tiết diện F 70 mm2
Sau đây ta sẽ tính tốn trên từng đoạn đường dây trong phương án 1
Đoạn N-1
eBook for You
S =38+i*18.404 MVA
Im ax
382 18,4042
.103 110,8 A
2 3.110
110,8
Fkt
100,73mm2
1.1
Ta chọn Ftc= 95 mm2
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
- 11 -
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
Tương tự với các đoạn khác ta có bảng sau:
Đoạn Pmax Qmax
Smax
Imax
FktN
Ftc
kA
mm 2
mm 2
MVAR MVA
ND1
38
18.404
42.222 0.1108
100.73 95
ND2
17
8.2335
18.889 0.04957
45.064 70
ND3
25
12.108
27.778 0.072898 66.271 70
ND4
25
12.108
27.778 0.072898 66.271 70
ND5
38
18.404
42.222 0.1108
100.73 95
ND6
17
8.2335
18.889 0.04957
45.064 70
2.2.4 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện trong trường hợp
vận hành bình thường và trong chế độ sự cố
Ta có bảng sau:
DâyAC(mm 2 ) ro ( /Km) xo ( /Km) bo (10e-6 S/km)
70
0,46
0,44
2,58
95
0,33
0,429
2,65
120
0,27
0,423
2,69
150
0,21
0,416
2,74
185
0,17
0,409
2,84
Từ đó ta xác định được giá trị điện trở , điện kháng ,điện dẫn của từng
đường dây: RNDi =0,5. ro. Lni; XNDi =0,5. xo. Lni ; BNDi = 2. bo. LNi
Trong đó :LNi là chiều dài của đường dây thứ i được tính ở trên.
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
- 12 -
eBook for You
MW
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
RNDi, XNDi ,BNDi làĐiện trở, Điện kháng, Điện dẫn của daây.
Đoạn R( ) X( )
B(S)
ND1
11.667 15.167 0.00037477
ND2
13.011 12.445 0.00029189
ND3
13.411 12.828 0.00030088
ND4
19.785 18.925 0.00044388
ND5
12.012 15.616 0.00038585
ND6
20.827 19.922 0.00046726
Trong cheá độ phụ tải max: U%
P .R Q .X
i
i
U
i
2
i
eBook for You
Khi đó tổn thất điện áp được tính cho từng đoạn dường dây như sau:
.100
dm
Trong chế độ phụ tải sự cố đứt một mạch trong mạch kép:
U 1sc % =2. U 1 max %
Xét đường dây ND1:
ΔU1 % =
P1.R 1 +Q1.X1
100
U 2 dm
38.11,667+18,404.15,167
.100
1102
=5,9%
=
U 1sc % =2. U 1 max %=2.5,9=11,9%
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
- 13 -
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
Ta có bảng tổng kết:
Pmax
R
X
U i max
U isc
( )
( )
(% )
(%)
Qmax
Đoạn (MW) (MVAr)
ND1
38
18.404
11.667 15.167 5.9711 11.942
ND2
17
8.2335
13.011 12.445 2.6748 5.3496
ND3
25
12.108
13.411 12.828 4.0546 8.1091
ND4
25
12.108
19.785 18.925 5.9817 11.963
ND5
38
18.404
12.012 15.616 6.1476 12.295
ND6
17
8.2335
20.827 19.922 4.2817 8.5635
Qua bảng tổng kết trên ta thấy:
Tổn thất điện áp trong mạng lưới điện ở chế độ phụ tải cực đại :
Tổn thất điện áp trong mạng lưới điện ở chế độ phụ tải sự cố
U%scmax = U 5sc % = 12,29 % < 25%
Như vậy phương án này đã thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp
2.2.5.Kiểm tra điều kiện phát nóng trong trường hợp sự cố
Sự cố nguy hiểm nhất là đứt một đoạn đưịng dây ,khi đó dịng điện sự cố sẽ
gấp đơi giá trị của dịng điện trong chế độ vận hành bình thường.
Tiết diện đã chọn sẽ thoả mãn nếu dòng điến sự cố vẫn nhỏ hơn dòng điện
cho phép
Isc ≤ k.Icp (2.5)
Trong đó :
Isc :Dịng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố nặng nề
nhất
Icp:Dòng điện cho phép ứng với kiểu dây dẫn đã chọn
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
- 14 -
eBook for You
U%max = U 5 max % = 6,147 % < 15%
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
Ta có bảng số liệu sau:
Đoạn đường Kiểu dây dẫn Dòng điện
Dòng điện sự Dòng điện
dây
cố Isc(kA)
làm việc max
cho phép
Ilvmax(kA)
Icp(kA)
ND1
AC-95
0.1108
0.22161
0.33
ND2
AC-70
0.04957
0.099141
0.265
ND3
AC-70
0.072898
0.1458
0.265
ND4
AC-70
0.072898
0.1458
0.265
ND5
AC-95
0.1108
0.22161
0.33
ND6
AC-70
0.04957
0.099141
0.265
Từ bảng số liều trên ta nhận thấy tất cả các tiết diện của dây dẫn đã chọn đều
eBook for You
thoả mãn điều kiện phát nóng.
2.3 Phương án nối dây 2
2.3.1 Sơ đồ nối dây
6
N§
5
4
1
2
3
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
- 15 -
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
2.3.2 Tính điện áp vận hành của mạng điện
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 cơng suất trên mỗi đoạn đường dây trong mạng điện.
Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh
Uvhi = 4,34. li 16.Pi
(2.1)
Trong đó :
li : khoảng cách truyền tải trên đoạn đường dây thứ i (km)
Pi :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:
Xét đường dây ND1:
Uvh1=4,34.
l1 +16.P1 =4,34. 70,711+16.38=113,07 (kV)
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
- 16 -
eBook for You
nghiệm sau:
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
Tương tự ta có bảng sau:
Chiều dài
đoạn đường
dây
truyền tải
dây ,km
Đoạn đường
Công suất
Điện áp định
,MVA
Điện áp vận
mức của cả
hành,kv
mạng diện
,kv
N-1
70.711
38
113.07
N-2
56.569
17
78.669
N-3
58.31
25
92.911
N-4
86.023
25
95.679
N-5
72.801
55
133.96
5-6
36.056
17
76.174
110
hành chung cho các phương án tiếp theo.
2.3.3 Lựa chọn tiết diện dây dẫn trên mỗi đoạn đường dây của
phương án đã chọn
Các mạng điện 110kv 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 dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng
điện nghĩa là :
Fkt
I max
J kt
(2.2)
Trong đó :
Imax : dịng điện chạy trên đường dây ở chế độ phụ tải cực đại,A;
Jkt : mật độ kinh tế của dòng điện,A/mm2
Với dây AC và Tmax =5000h ta tra bảng có được :
Jkt = 1.1A/mm2
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
- 17 -
eBook for You
Điện áp vận hành tính trong phương án này có thể dùng làm điện áp vận
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được tính
bằng cơng thức :
Imax =
Smax
n.U dm
.103 A (2.3)
3
Trong đó :
n: số mạch của đường dây
Uđm : điện áp định mức của mạng điện,kv
Smax : 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 nhơm lõi thép cần phải có tiết diện F 70 mm2
Sau đây ta sẽ tính tốn trên từng đoạn đường dây trong phương án 2
Đoạn N-5:
eBook for You
S =S5+S6= 38+i*18.404+17+i*8.2335 = 55+i*26.638 MVA
Im ax
552 26,6382
.103 160,38 A
2 3.110
160,38
Fkt
145,8mm2
1.1
Ta chọn Ftc= 120 mm2
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
- 18 -
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
Tương tự với các đoạn khác ta có bảng sau:
Đoạn Pmax Qmax
Smax
Imax
FktN
Ftc
kA
mm 2
mm 2
MW
MVAR MVA
ND1
38
18.404
42.222 0.1108
100.73 95
ND2
17
8.2335
18.889 0.04957
45.064 70
ND3
25
12.108
27.778 0.072898 66.271 70
ND4
25
12.108
27.778 0.072898 66.271 70
ND5
55
26.638
61.111 0.16038
145.8
5-6
17
8.2335
18.889 0.04957
45.064 70
2.3.4 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện trong trường hợp
vận hành bình thường và trong chế độ sự cố
Ta xác định được giá trị điện trở , điện kháng ,điện dẫn của từng đường
dây:
Đoạn R( ) X( )
B(S)
ND1
11.667 15.167 0.00037477
ND2
13.011 12.445 0.00029189
ND3
13.411 12.828 0.00030088
ND4
19.785 18.925 0.00044388
ND5
9.8281 15.397 0.00039167
5-6
8.2928 7.9322 0.00018605
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
- 19 -
eBook for You
120
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
Khi đó tổn thất điện áp được tính cho từng đoạn dường dây như sau:
Trong chế độ phụ tải max: U%
P .R Q .X
i
i
U
i
2
i
.100
dm
Trong chế độ phụ tải sự cố đứt một mạch trong mạch kép:
U5% =2. U 1 max %
Xét đường dây ND5:
ΔU 5 % =
PN5 .R 5 +Q N5 .X 5
100
U 2 dm
55.9,8281+26,638.15,397
.100
1102
=7,95%
=
eBook for You
U5sc % =2. U 5max %=2.7,95=15,9%
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
- 20 -
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
Ta có bảng tổng kết:
Pmax
R
X
U i max
U isc
( )
( )
(% )
(%)
Qmax
Đoạn (MW) (MVAr)
ND1
38
18.404
11.667 15.167 5.9711 11.942
ND2
17
8.2335
13.011 12.445 2.6748 5.3496
ND3
25
12.108
13.411 12.828 4.0546 8.1091
ND4
25
12.108
19.785 18.925 5.9817 11.963
ND5
55
26.638
9.8281 15.397 9.5619
5-6
17
8.2335
8.2928 7.9322 1.7048 3.4097
17.6
Qua bảng tổng kết trên ta thấy:
Tổn thất điện áp trong mạng lưới điện ở chế độ phụ tải cực đại :
U%max = U 5 max %+ U 6 max %
eBook for You
= 7.95+1.7= 9,56 % < 15%
Tổn thất điện áp trong mạng lưới điện ở chế độ phụ tải sự cố
U%scmax = U 5sc %+ U 6 %
= 15.9+1.7=17.6 % < 25%
Nhö vậy phương án này đã thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp
2.3.5.Kiểm tra điều kiện phát nóng trong trường hợp sự cố
Sự cố nguy hiểm nhất là đứt một đoạn đưịng dây ,khi đó dịng điện sự cố sẽ
gấp đơi giá trị của dịng điện trong chế độ vận hành bình thường.
Tiết diện đã chọn sẽ thoả mãn nếu dòng điến sự cố vẫn nhỏ hơn dòng điện
cho phép
Isc ≤ k.Icp (2.5)
Trong đó :
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
- 21 -
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
Isc :Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố nặng nề
nhất
eBook for You
Icp:Dòng điện cho phép ứng với kiểu dây dẫn đã chọn
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
- 22 -
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
Ta có bảng số liệu sau:
Đoạn đường Kiểu dây dẫn Dòng điện
Dòng điện sự Dòng điện
dây
cố Isc(kA)
làm việc max
Ilvmax(kA)
cho phép
Icp(kA)
ND1
AC-95
0.1108
0.22161
0.33
ND2
AC-70
0.04957
0.099141
0.265
ND3
AC-70
0.072898
0.1458
0.265
ND4
AC-70
0.072898
0.1458
0.265
ND5
AC-120
0.16038
0.32075
0.38
5-6
AC-70
0.04957
0.099141
0.265
Từ bảng số liều trên ta nhận thấy tất cả các tiết diện của dây dẫn đã chọn đều
eBook for You
thoả mãn điều kiện phát nóng.
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
- 23 -
Đồ án môn học
Thiết kế các mạng và hệ thống điện
2.4 Phương án nối dây 3
2.4.1 Sơ đồ nối dây
6
N§
5
4
1
2
eBook for You
3
Tương tự ta có bảng sau:
Đoạn đường
dây
Chiều dài
Cơng suất
đoạn đường
truyền tải
dây ,km
Điện áp định
,MVA
Điện áp vận
mức của cả
hành,kv
mạng diện
,kv
2-1
42.426
38
110.69
N-2
56.569
55
132.82
N-3
58.31
25
92.911
N-4
86.023
25
95.679
N-5
72.801
38
113.24
N-6
90.554
17
82.637
Sinh viên: Hồ Nguyễn Thanh
Lớp: Hệ Thống Điện- Trạm Điện Lực Hưng Yên
110
- 24 -
