tính toán lựa chọn tiết diện mạng dây dẫn phân phối

BÁO CÁO
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỆN
CBGD
Nguyễn Đăng Khoa
TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN TIẾT
DIỆN DÂY DẪN MẠNG PHÂN
PHỐI 22 KV
Sinh viện thực hiện
Lý Hải Đăng
MSSV: 1064057

Thiết kế hệ thống điện là quá trình xem
xét hệ thống như một tổng thể và lựa chọn
các phần tử của hệ thống sao cho các phần tử
này đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, vận hành an
toàn và kinh tế.
Chương I
SƠ LƯỢC VỀ LÝ THUYẾT

Thiết kế, tính toán lựa chọn tiết diện dây
dẫn là một phần nhỏ trong thiết kế hệ thống
điện, khi thiết kế, tính toán ta cần chọn cấp
điện áp, tiết diện dây dẫn một cách phù hợp
để truyền công suất cần thiết qua khoảng
cách cho trước thỏa mãn điều kiện kỹ thuật
và các đặc tính điện yêu cầu, duy trì độ sụt áp
và tổn hao trong giới hạn cho phép.
Chương I
SƠ LƯỢC VỀ LÝ THUYẾT

Lựa chọn cỡ dây, cách bố trí, khoảng

cách giữa các dây pha, loại sứ, phối hợp cách
điện…phải được xét trước. Đặc biệt các đặc
tính trên cần được xem xét, chú trọng trong
việc thiết kế đường dây truyền tải EHV và
UHV khi truyền tải công suất lớn. Cỡ dây và
cột lớn hơn, yêu cầu về thẩm mỹ, chi phí, độ
bền cơ học, độ ồn âm thanh, radio và hành
lang an toàn
Chương I
SƠ LƯỢC VỀ LÝ THUYẾT

1. Chọn cấp điện áp
Các cấp điện áp phân phối trung thế tiêu
chuẩn ở Việt Nam là 10, 15, 22, 35 và 66 kV
(tương lai sẽ thống nhất còn một cấp duy
nhất là 22 kV, đây cũng là cấp được thiết kế
nếu xây dựng mới đường dây phân phối
trung áp).
Chọn cấp điện áp cho mạng phân phối
phụ thuộc vào các yếu tố sau:

1. Chọn cấp điện áp

2. Chọn dây dẫn
•
Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn
tuyến dây trung thế được tổng quát bằng các
sơ đồ sau:

Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn số

tuyến dây trung thế

Các yếu ảnh hưởng đến việc lựa chọn số
lượng tuyến dây trung thế

Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn cỡ
dây dẫn

Các loại phụ tải trong mạng phân phối
•
Phân bố tập trung
•
Hình tia phân bố đều
•
Phát tuyến có phụ tải tăng dần
•
Phân bố tập trung lẫn phân bố đều.

Lựa chọn dây dẫn
•
Khi lựa chọn dây dẫn cho đường dây phân phối thì:
- U ≤ 35 kV chọn dây nhôm ( tối thiểu A – 25)
Al = 31,5 mm2/km (điện trở suất)
Al = 31,7.10-3 km/mm2 ( = 1/ : điện dẫn suất
- U > 35 kV chọn dây nhôm lõi thép ( tối thiểu AC-16)
•
Chọn cảm kháng sơ bộ x0:
10,11 kV chọn x0 = 0,33 /km
22 kV chọn x0 = 0,35 /km
35 kV chọn x0 = 0,4 /km

Các phương pháp tính toán, lựa chọn
tiết diện dây dẫn
- Lựa chọn tiết diện dây theo điều kiện mật độ
dòng kinh tế (biết Tmax).
- Chọn dây dẫn theo điều kiện sụt áp cho phép
và toàn mạng điện có cùng một tiết diện.
- Xác định tiết diện dây theo mật độ dòng
không đổi và thỏa điều kiện sụt áp.
- Xác định tiết diện dây dẫn theo chi phí kim
loại màu ít nhất.

1. Lựa chọn tiết diện dây theo điều kiện
mật độ dòng kinh tế (biết Tmax).
Mật độ dòng kinh tế được định nghĩa là:
jkt =
Nếu các phụ tải trên đường dây có Tmax khác
nhau thì cần xác định trị số trung bình thời
gian sử dụng công suất lớn nhất Tmaxtb :
Tmaxtb =
F
I
P
TP
i
ii
Σ
Σ
max

Xác định dòng điện phụ tải
Đối với mạng điện hình tia
Dòng phụ tải cực đại
Imax =
Tiết diện kinh tế của dây dẫn : Fkt =
Kiểm tra theo điều kiện phát nóng như sau:
I
max
max
S
U
S
đm
3
max
j
I
kt
max
Imax < k. I dây chọn cho phép

Xác định dòng điện phụ tải
Đối với đường dây lộ kép hình tia
Tiết diện kinh tế của dây dẫn: Fkt =
Đối với trường hợp đường dây kép, phải kiểm
tra điều kiện phát nóng khi đứt 1 lộ. Điều kiện
kiểm tra là:
max
S
j

I
kt
2
max
k.I dây chọn (đơn) cho phép > I max

Xác định dòng điện phụ tải
Đối với đường dây liên thông
Tiết diện đoạn1: Fkt = với I1=
Tiết diện đoạn 2: Fkt = với I2 =
j
I
kt
1
U
S
đm
3
1
j
I
kt
2
U
S
đm
3
2

Xác định dòng điện phụ tải

Đối với đường dây liên thông lộ kép

Tính I1, I2 như trường hợp liên thông lộ đơn.
Lúc này tiết diện được tính trên từng đoạn là:
Tiết diện đoạn1: Fkt =

Tiết diện đoạn 2: Fkt =
Sa = Pa + jQa
Sb = Pb + jQb
j
I
kt
2
1
j
I
kt
2
2

Xác định dòng điện phụ tải
Mạng điện kín
Đối với mạng điện kín sơ bộ phân bố
công suất theo chiều dài, để tính phân bố
dòng cho từng đoạn đường dây, ta có mạch
tương đương như sau:
s

1

3
s
a
b
l
l
N
l
N
s

2

1

3

2
s

a
s
b

Mạng điện kín
S1 = và S2 =
⇒
S3 = S1 – Sa = S2 – Sb
Tiết diện của các đoạn được xác định như sau:
Fkti =

Kiểm tra phát nóng đối với đường dây lộ kép
khi xảy ra sự cố:
k.Idây chọn cho phép > Icb
)(
)(
321
232
lll
lSllS
ba
++
++
)(
)(
321
311
lll
llSlS
ba
++
++
j
U
S
kt
đm
i
3

2. Chọn dây dẫn theo điều kiện sụt áp cho

phép và toàn mạng điện có cùng một tiết diện
Tổn thất điện áp trên đường dây
=
Giả sử tổn thất điện áp bằng trị số cho phép
Dựa vào x0 ta xác định được
=
Từ đó ta suy ra được
=
U
∆
U
l
Q
xl
Pr
đm
i
i
i
i
Σ+Σ
0
0
UUU
cpcp
"'
∆+∆=∆
U
"
∆

U
"
∆
l
Q
U
x
i
i
đm
Σ
0
U
cp
'
∆
U
cp
'
∆
UU
cp
"
∆−∆

2. Chọn dây dẫn theo điều kiện sụt áp cho
phép và toàn mạng điện có cùng một tiết diện
Mà = = nên F =
Các trị số tính toán phải thỏa điều kiện:
- Lúc bình thường: % ≤ 10 %

- Lúc sự cố: % ≤ 20 %
Nếu tiết diện dây đã chọn không thỏa điều kiện
phát nóng và tổn thất điện áp thì phải tăng tiết
diện dây cho đến khi thỏa.
U
cp
'
∆
l
P
U
r
i
i
đm
Σ
0
l
P
U
i
i
đm
F
Σ
ρ
l
P
UU
i

i
đmcp
Σ
∆
'
ρ
U
∆
U
max
∆
U
sc
∆

3. Xác định tiết diện dây theo mật độ dòng
không đổi và thỏa điều kiện sụt áp
Giả sử ta có mạng điện như sau
Cũng như chọn theo điều kiện sụt áp, ta cũng có:
với =
Mật độ dòng không đổi nên = =
jtt =
P
1
+ jQ
1

3

2

1
l
N
l
l
2 1 3
P
2
+ jQ
2
P
3
+ jQ
3
UUU
cpcp
"'
∆+∆=∆
U
"
∆
l
Q
U
x
i
i
đm
Σ

0
F
I
1
1
F
I
2
2
F
I
3
3
ϕ
γ
1
'
cos3
l
U
i
cp
Σ
∆
⇒

3. Xác định tiết diện dây theo mật độ dòng
không đổi và thỏa điều kiện sụt áp
Dựa vào Tmax ta xác định được jkt
Khi được jtt và jkt ta cần so sánh 2 trị số này, trị số nào

nhỏ hơn sẽ được chọn làm mật độ dòng j chính thức
trong suốt quá trình tính toán.
Từ j ta tính được tiết diện của các đoạn dây:
Fi =
- Kiểm tra lại điều kiện sụt áp.
-
Chọn các đoạn còn lại (nếu mạng phân nhánh) và
kiểm tra.
j
I
i

4. Xác định tiết diện dây dẫn theo chi phí
kim loại màu ít nhất
Xét đường dây không phân nhánh
Tổn thất điện áp do công suất tác dụng
Tiết diện các đoạn dây

Điều kiện tổn thất điện áp:
P
a
+ jQ
a

3

2

1
l

N
l
l
2 1 3
P
b
+ jQ
b
P
c
+ jQ
c
UUU
cpcp
"'
∆−∆=∆
P
l
UU
P
i
n
i
cpđm
k
i
Σ
=
∆
1

'
γ
UU
cptt
∆≤∆