Đồ Án Thiết Kế Mạng Điện
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (381.02 KB, 50 trang )
Phần I
Thiết kế mạng điện
I. Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải:
1. Sơ đồ địa lý:
6
130,38km
72,11km
4
51km
73km
72,11km
61km
61km
63km
130km
NĐ1
3
5
NĐ2
36km
2
133,44km
7
54km
36km
58,44km
9
63km 42km
46,03km
1
160km
2. Những số liệu về nguồn cung cấp;
a) Nhà máy 1:
- Công suất đặt: P1 = 4 x 50 = 200MV
- Hệ số công suất: cos = 0,85
- Điện áp định mức: Uđm = 10,5kV
b) Nhà máy 2:
- Công suất đặt: P2 = 2 x 50 = 100MV
- Hệ số công suất: cos = 0,85
- Điện áp định mức: Uđm = 10,5kV
8
3. Những số liệu phụ tải:
Bảng 1.2. Bảng số liệu
Phụ tải
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Số liệu
Pmax(MW)
30
28
28
30
32
30
28
28
20
Pmin(MW)
15
14
14
15
16
15
14
14
10
0,92
0,85
0,9
0,9
0,92
0,9
0,85
0,9
0,9
cos
Qmax(MVAr)
12,77 17,46 13,56 14,52 12,80 14,52 17,46 13,56
9,68
Qmin(MVAr)
6,39
8,73
6,78
7,26 6,40 7,26
8,73
6,78
4,84
Smax(MVA)
32,60 32,99 31,11 33,32 34,46 33,32 32,99 31,11 22,21
Smin(MVA)
16,30 16,495 15,555 16,66 17,23 16,66 16,495 15,555 11,105
Loại họ phụ tải
III
I
I
I
I
I
I
III
I
Yêu cầu ĐC điện
T
T
KT
KT
T
T
KT
T
T
áp
Điện áp thứ cấp
22
22
22
22
22
22
22
22
22
II. Phân tích nguồn và phụ tải:
Từ những số liệu trên ta có thể rút ra những nhận xét sau:
* Hệ thống gồm hai nhà máy nhiệt điện.
Chúng có đặc điểm rất quan trọng là truyền tải tức thời điện năng từ các
nguồn đến các hệ tiêu thụ và không thể tích trữ điện năng thành các số lợng
nhìn thấy đợc. Tính chất này đợc xác định sự đồng bộ của quá trình sản xuất
và tiêu thụ điện năng.
- Nhà máy NĐ1: Gồm 4 tổ máy phát, mỗi tổ máy phát có công suất định
mức Pđm = 50MW, cos = 0,85, Uđm = 10,5kV. Tổng công suất định mức của
NĐ1 = 4 x 50 = 200MW, nhiên luệu có thể là: than, đá, dầu và khí đốt. Hiệu
suất của nhà máy NĐ tơng đối thấp (30 ữ 40%).
Đồng thời công suất stự dùng thờng chiếm khoảng 6 đến 15% tuỳ theo
loại nhà máy nhiệt điện.
+ Các máy phát làm việc ổn định khi phụ tải P 70% Pđm. Khi phụ tải
P < 30% Pđm các nhà máy phát ngừng làm việc.
- Hai nhà máy phải có sự liên hệ để tra đổi công suất giữa hai nguồn
cung cấp điện khi cần thiết, đảm bảo cho hệ thống thiết kế làm việc bình thờng trong các chế độ vận hành.
* Phụ tải:
- Trong hệ thống thiết kế có 9 phụ tải trong đó.
Phụ tải 1 và 8 là hộ phụ tải loại III
Phụ tải 2, 3, 4, 5, 6, 7 và 9 là hộ phụ tải loại I
- Việc phân bố phụ tải trên sơ đồ địa lý:
Phụ tải 1, 2, 3, 4 do nhiệt điện I cung cấp điện
Phụ tải 6, 7, 8, 9 do nhiệt điện II cung cấp điện
Phụ tải 5 ở giữa 2 nhà máy do 2 nhà máy cung cấp
- Khoảng cách xa nhất từ NĐ1 đến phụ tải là 61km và gần nhất là 36km.
- Khoảng cách xa nhất từ NĐII đến phụ tải là 63km và gần nhất là 36km.
- Tổng công suất các nguồn = 400MW
- Tổng công suất các phụ tải Pmax = 254MW
- Đặc điểm của các hộ tiêu thụ:
Có hộ 1, 2, 5, 6, 8 và 9 là các hộ có yêu cầu điều chỉnh điện áp thờng.
Hộ 3, 4, 7 là hộ có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thờng.
- Khi thiết kế mạng điện này cần chú ý:
+ Do khoảng cách giữa các nhà máy và giữa các phụ tải tơng đối lớn nên
ta dùng đờng dây trên không để dẫn điện.
+ Đối với dây dẫn để đảm bảo độ bền cơ cũng nh yêu cầu về khả năng
dẫn điện ta dùng đờng dây AC để truyền tải điện.
Chơng II
Cân bằng công suất, sơ bộ xác định chế độ làm việc
của hai nhà máy
I. Cân bằng công suất tác dụng:
Phơng trình cân bằng:
PF = mPpt + mPmđ + mPtd + mPdtr
(2 ữ 1)
Trong đó:
PF: Là tổng công suất tác dụng định mức của các nhà máy điện
PF = (4 x 50) + (2 x 100) = 400MW
m: Là hệ số đồng thời (lấy m = 1)
Ppt: Là tổng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ:
mPpt = 30+28+28+30+32+30+28+28+20 = 254MW
Pmđ: Là tổng tổn thất công suất tác dụng trên đờng dây và máy biến áp
(chọn khoảng = 5% mPpt).
Pmd =
5
254 = 12,7 MW
1000
Ptd: Là tổng công suất tác dụng tự dùng trong các nhà máy điện:
Chọn từ: (8 ữ 14%) (mPpt + Pmđ). Ta chọn
Ptd = 10%( mPpt + Pmd ) =
10
( 254 + 12,7 ) =
100
= 26,67 MW
=
Pdtr: Là tổng công suất tác dụng dự trữ của toàn hệ thống.
Pdtr = PF - mPpt - Pmđ - Pdt
= 400 254 12,7 26,67
= 106,63MW
* Kết luận
Vậy Pdtr lớn hơn công suất đơn vị của tổ máy lớn nhất trong hệ thống là
100MW thì đảm bảo đủ công suất tác dụng trong bất cứ chế độ vận hành nào.
II. Cân bằng công suất phản kháng:
Phơng trình cân bằng công suất phản kháng.
QF + Qb + mQpt + QB + QL - QC + Qtd + Qdtr (2 ữ 2)
Trong đó:
QF: Là tổng công suất phản kháng trong các nhà máy điện.
Qpt: Là tổng công suất phản kháng cực đại của các phụ tải
QB: Là tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp có thể
lấy QB = 15% Qpt.
QL: Là tổng tổn thất công suất phản kháng trên đờng dây của mạng
điện.
QC: Là tổng công suất phản kháng do dung dẫn của đờng dây cao áp
sinh ra. Đối với bớc tính sơ bộ với mạng điện 110kV ta coi QL =-QC
Qtd: Là tổng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy điện.
Qtd = Ptd . tgtd (costd = 0,7 0,8) néu chọn costd = 0,75 thì tgtd =
0,882).
Qdtr: Là tổng công suất phản kháng dự trữ của toàn hệ thống. Cớ thể
lấy Qdtr bằng công suất phản kháng của tổ máy lớn nhất trong hệ thống.
* Thay số vào ta có:
QF = PF.tgF = 400 . 0,62 = 248MVAr
Tổng công suát phản kháng của các phụ tải trong chế độ cực đại đợc xác
định theo bảng (1-2).
Qpt = 126,33MVAr
QB = 15%Q pt =
15
.126,33 = 18,98MVAr
100
Qtd = Ptd .tg td (chọn td = 0,75 tgtd = 0,882)
= 26,67 . 0,882 = 23,52MVAr
* Ta thấy công suất phản kháng do nguồn cung cấp là Q F = 248MVAr
lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ Qtt = 230,8MVAr. Vì vậy không cần bù
công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế.
III. Sơ bộ xác định phơng thức vận hành cho hai nhà máy:
1. Khi phụ tải cực đại:
Nếu cha kể đến dự trữ thì tổng công suất yêu cầu của hệ thống là:
Pyc = Ppt + Pmđ + Ptd
Thay số vào ta có:
Pyc = 254 + 12,7 + 26,67 = 293,37MW
Để đảm bảo cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống, ta huy động tổ
máy có công suất lớn hơn trong hệ thống nhận phụ tải trớc để đảm bảo tính
kinh tế cao hơn.
* Xét nhà máy II
Công suất nhà máy II phát lên lới.
PvhII = PFII PtdII = 85% PdmII 10%( 85% PdmII ) =
=
85
10 85
.200
.
.200 = 153MW
100
100 100
Nh vậy nhà máy I sẽ đảm nhận.
PFI = Pyc PFII = 293,37 170 = 1233,37MW
Chiếm khoảng 61% của PđmI.
Trong đó lợng tự dùng là 10% PFI = 12,33MW
2. Khi phụ tải cực tiểu:
Tổng công suất yêu cầu của hệ thống là:
Pyc = Ppt + Pmđ + Ptd
Pyc = 15+14+14+15+16+15+14+14+10 = 127 (theo bảng 1-2)
Ptd = 5% mPpt =
5
.127 = 6,35 MW
100
Ptd = 10%( mPpt + Pmd ) =
10
(127 + 6,35) = 13,33 MW
100
Vậy:
Pyc = 127 + 6,35 + 13,33 = 146,68MW
* Xét nhà máy II
Công suất nhà máy II phát lên lới.
PVhII = PFII PtdII = 80% PdmII 10%( 855 PdmII )
85
10 85
.100.
.
.100 =
100
100 100
= 76,5MW
=
Nh vậy nhà máy I sẽ đảm nhận
PFI = Pyc PFII = 146,68 85 = 61,68MW
Chiếm khoảng 61%PđmI.
Trong đó lợng tự dùng là; 10% PFI = 6,168MW
3. Trờng hợp sự cố:
Một tổ máy của NĐII xảy ra sự cố khi đó.
Pyc = Ppt + Pmđ + Ptd
= 254 + 12,7 + 26,67 = 293,37MW
Công suất nhà máy II phát lên lới là:
PVhII = PFII PtdII = 100%PđmII 10% (1005 PđmII)
= 100 -
10
.100 = 90 MW
100
Nh vậy nhà máy I sẽ đảm nhận.
PFI = Pyc PFII = 293,37 100 = 193,37MW
Bảng tổng kết
Phụ
Max
Min
tải nhà
Số
PF(MW)
tổ máy
Số
PF(MW)
VH
I
Sự cố
61%(200)
= 123,37
PF(MW)
VH
4
x 50
tổ máy
Số
61%(100)
= 61,68
VH
2
x 50
tổ máy
96,68(200)
= 193,37
4
x 50
II
85%(200)
= 170
2
x 100
85%(100)
= 85
1
x 100
100%(100)
= 100
Chơng III
Lựa chọn điện áp
I. Nguyên tắc lựa chọn
Lựa chọn cấp điện áp vận hành cho mạng điện là một nhiệm vụ rất quan
trọng bởi vì trị số điện áp ảnh hởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật
của mạng điện. Để chọn đợc cấp điện áp hợp lý phải thoả mãn yêu cầu sau.
- Phải đáp ứng đợc yêu cầu mở rộng điện áp sau này
- Cấp điện phải phù hợp với tình hình lới điện hiện tại và phù hợp với tình
hình lới điện quốc gia.
- Bảo đảm tổn thất điện áp từ nguồn đến phụ tải.
U % =
PR + QX
.100
U2
Từ công thức ta thấy điện áp càng cao thì U càng nhỏ, truyền tải đợc
công suất càng lớn.
- Tổn thất công suất.
P2 + Q2
P =
.R
U2
Khi điện áp càng cao thì tổn hao công suất càng bé, sử dụng ít kim loại
màu (do I nhỏ). Tuy nhiên lúc điện áp tăng cao thì chi phí cho xây dựng mạng
điện càng lớn và giá thành của thiết bị càng cao.
II. Tính toán cấp điện áp của mạng điện.
Việc lựa chọn cấp điện của mạng điện chủ yếu dựa vào kinh nghiệm tổng
kết.
Theo công thức kinh nghiệm.
U i = 4,34 li + 16 Pi kV
Trong đó:
1
x 100
Ui: Điện áp đờng dây thứ i
li: Chiều dài đờng dây thứ i (km)
Pi: Công suất tác dụng truyền tải trên đờng dây thứ i (MW)
Để đơn giản ta chỉ chọn phơng án hình tia nh sau:
6
30+j14,52
61
51
3
7
5
73
51
300+j14,52
63
30+j12,80
36
NĐ1
28+j13,56
28+j17,4
6
54
36
9
63
61
28+j17,46
1
30+j12,77
8
28+j13,56
Chơng IV
Các phơng án nối dây của mạng điện
chọn phơng án tối u
I. Dự kiến các phơng án
Các sơ đồ mạng điện cần phải có chi phí nhỏ nhất đảm bảo độ tin cậy
cung cấp điện cần thiết và chất lợng điện năng yêu cầu của các hộ tiêu thụ
thuận tiện và an toàn trong vận hành.
Để thực hiện yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại
I1 cần đảm bảo dự phòng 100%.
Trong mạng điện, đồng thời dự phòng động tự động. Vì vậy, để cung cấp
điện cho hộ tiêu thụ loại I có thể sử dụng đờng dây hai mạch hay mạch vòng.
Đối với hộ loại II cho phép cung cấp điện bằng đờng dây một mạch vì
thời gian sửa chữa đờng dây trên không rất ngắn.
Đối với hộ loại III đợc cung cấp điện bằng đờng dây 1 mạch.
Ta có 5 phơng án sau:
4
S4
S6
6
5
7
S7
S5
NĐ1
3
S3
9 S
9
NĐ2
2
1
S2
S1
Hình 4.1. Sơ đồ mạch điện phơng án I
S8
8
4
S4
S6
6
5
7
7
S7
S5
N§I
3
9 S9
N§II
S3
2
S2
1
H×nh 4.2. S¬ S®å
m¹ch ®iÖn ph¬ng ¸n II
1
4
S4
S6
S8 8
6
5
7
S7
S5
N§I
3
9 S9
N§II
S3
2
S2
H×nh 4.3. S¬ 1®å m¹ch ®iÖn
ph¬ng ¸n 3
S1
6
4
S4
S6
S8
8
5
7
S7
S5
N§I
3
S3
4
S4
S1
1
3
2
S2
S9
5
S8
7
8
S5
H×nh
4.4.
S¬
®å
m¹ch ®iÖn phîng ¸n
9 4
N§
N§II
I
S3
S6
9
6N§II
S9
2
S1
1
S2
S8
8
H×nh 4.5. S¬ ®å m¹ch ®iÖn ph¬ng ¸n 5
S7
II. Những yêu cầu chính đối với mạng điện:
1. Cung cấp điện liên tục
2. Đảm bảo chất lợng điện
3. Đảm bảo tính linh hoạt
4. Đảm bảo an toàn
III. Lựa chọn dây dẫn
1. Dây đồng:
Dây đồng và dây đợc chế tạo bằng kim loại đồng, là vật liệu dẫn điện tốt.
Đồng có điện trở suất nhỏ, có khả năng chông ăn mòn. Nhng đồng là kim loại
đắt tiền. Vì vậy, dây đồng chỉ dùng trong mạng điện đặc biệt.
2. Dây nhôm:
Đợc chế tạo bằng kim loại nhôm, có điện trở suất lớn hơn đồng khoảng
1,6 lần, cũng có khả năng chống ăn mòn. Nhợc điểm chủ yếu của dây nhôm là
độ bền cơ tơng đối nhỏ. Do đó ngời ta không sản xuất dây nhôm trần 1 sợi.
Dây nhôm nhiều sợi dùng cho các mạng phân phối điện áp đến 35kV.
3. Dây nhôm lõi thép:
Là dây nhôm có lõi thép đợc sử dụng phổ biến.
IV. Phân vùng cung cấp điện:
- Vùng xung quanh NĐI gồm các phụ tải 1, 2, 3, và 4.
- Vùng xung quanh NĐII gồm các phụ tải 5, 6, 7, 8 và 9.
V. Tính toán so sánh kỹ thuật các phơng án:
1. Phơng án I
Sơ đồ mạng điện của phơng án I cho trên hình 4-1.
4
S4
S6
6
5
7
S7
S5
NĐ1
3
S3
9 S
9
NĐ2
2
1
S2
S8
8
S1
a) Chọn điện áp định mức cho mạng điện:
Điện áp định mức của mạng điện ảnh hởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh
tế kỹ thuật, cũng nh các đặc trng kỹ thuật của mạng điện.
Điện áp định mức của 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 tơng đối giữa các phụ tải với nhau, sơ đồ mạng điện.
Điện áp định mức của mạng điện thiết kế đợc 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 công suất trên mỗi đờng dây trong mạng điện.
Theo công thức 3.1.
U dm = 4,34 l + 16 P (kV)
(4ữ1)
* Ta tính điện áp định mức trên đờng dây NĐI-5-NĐII.
- Công suất tác dụng từ nhiệt điện II truyền vào đờng dây NĐII-5 đợc xác
định nh sau:
PNII-5 = Pkt Ptd PNII - PN
(4ữ2)
Trong đó:
Pkt: Tổng công suất phát kinh tế của NĐII.
Ptd: Tổng công suất tự dùng trong nhà máy nhiệt điện II
Ptd = 10%Pkt
PNII: Tổng công suất của phụ tải đối với NĐII
PNII = P6 + P7 + P8 + P9 = 30 + 28 + 28 + 20 = 106MW
PN: Tổn thất công suất trên các đờng dây cho NĐ cung cấp (PNII =
5%PNII).
Mà công suất phát kinh tế (Pkt) của các máy phát nhiệt điện bằng (80 ữ
90%) công suất định mức (Pđm).
Ta chọn Pkt = 85%
Nên khi phụ tải cực đại cả hai máy phát đều vận hành và tổng công suất
tác dụng phát ra của NĐII bằng:
Pkt =
85
.2.100 = 170 MW
100
và:
Ptd = 10% Pkt =
10.170
= 17 MW
100
Thay vào công thức (4-2)
PNĐII-5 = 170 17 106 5,3 = 41,7MW
Công suất phản kháng do NĐII truyền vào đờng dây NĐII-5 có thể tính gần
đúng nh sau:
QNII-5 = PNII-5.tg FII = 41,7 . 0,62 = 25,85MVAr
Nh vậy:
SNII-5 = 41,7 + j25,85
Dòng công suất truyền tải đờng dây NĐI-5 là:
.
.
.
S NI 5 = S 5 S NII 5 = 32 + j128 41,7 j 25,85 =
= ( 9,7 + j13,05)( MVAr )
Nh vậy, trong trờng hợp này công suất truyền tải trên đờng dây NĐII-5
cung cấp 9,7 + j13,05(MVA) cho NĐ1-5.
* Điện áp tính toán trên đờng dây NĐII-5 là:
U NII 5 = 4,34. 63 + 15.41,7 = 117,27 kV
* Điện áp tính toán trên đờng dây NĐI-5 là:
U NI 5 = 4,34. 73 + 16.PNI 5
Trong đó:
PNI-5 = Pkt Ptd PNI - PNI
= 170 17 116.
5
.116 = 31,2 MW
100
Thay vào trên ta có:
UNI-5 = 4,34. 63 + 16.31,2 = 102,90kV
* Ta tính điện áp định mức trên đờng dây NĐI-1.
UNI-5 = 4,34. 61 + 16.30 = 100,9kV
Vậy kết quả tính toán điện áp định mức của các đờng dây trong phơng án
I cho trong bảng (4.1) sau:
Công suất
Đờng dây
truyền tải S,
NĐI-1
MVA
30 + j12,77
Chiều dài đờng
Điện áp tính
Điện áp định mức
dây l, km
toán U, kV
của mạng điện
61,0
100,90
Bảng 4.1. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện
NĐI-2
NĐI-3
NĐI-4
NĐI-5
NĐII-5
NĐII-6
NĐII-7
NĐII-8
NĐII-9
28+j17,46
28+j13,56
30+44,52
-(9,7+j13,05)
41,7+j25,85
30+j14,52
28+j17,46
28+j13,56
20+j9,68
36,0
51,0
51,0
73,0
63,0
61,0
54,0
63,0
36,0
95,48
96,91
100
102,90
117,27
100,94
97,23
98,10
81,88
110kV
Từ các kết quả nhận đợc trong bảng 4.1 ta chọn điện áp định mức của
mạng điện Uđm = 110kV.
b) Chọn tiết diện dây dẫn:
Đối với mạng điện khu vực các tiết diện dây dẫn đợc chọn theo mật độ
kinh tế của dòng điện nghĩa là:
F=
I max
J kt
(4-3)
Trong đó:
Imax: Dòng điện chạy trên đờng dây trong chế độ phụ tải cực đại A
Jkt: Mật độ kinh tế của dòng điện A/mm2. Với dây AC và Tmax = 4800h thì
Jkt = 1,1A/mm2.
Dòng điện chạy trên đờng dây trong các chế độ phụ tải cực đại đợc xác
định theo công thức.
I max =
S max
.103
n 3U dm
(4-4)
n: Số mạch của đờng dây (đờng dây 1 mạch thì n =1, hai mạch thì n = 2).
Uđm: Điện áp định mức của mạng điện, kV
Smax: Công suất chạy trên đờng dây khi phụ tải cực đại (MVA)
Đối với đờng dây 110kV để không xuất hiện vầng quang các dây nhôm
lõi thép cần phải có tiết diện F 70mm2. Để đảm bảo cho đờng dây vận hành
bình thờng trong các chế độ sau sự cố cần phải có điều kiện sau: ISC ICP.
ISC: Dòng điện chạy trên đờng dây trong chế độ sự cố
ICP: Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn.
* Chọn tiết diện dây dẫn của đờng dây NĐII-5.
- Dòng điện chạy trên đờng dây khi phụ tải cực đại bằng:
I Nii 5 =
S Nii 5
41,7 2 + 25,85 2
.103 =
.103 = 131,18 A
2 3.U dm
2 3.110
Tiết diện dây dẫn;
FNII 5 =
I NII 5 212,36
=
= 119,25mm 2
J kt
1,1
Chọn dây AC-120 và ICP = 380A
Sau khi chọn tiết diện tiêu chuẩn, cần kiểm tra dòng điện chạy trên đờng
dây trong các chế độ sau sự cố.
- Đối với đờng dây NĐII-5 - NĐ, sự cố có thể xảy ra trong 2 trờng hợp.
+ Ngừng 1 mạch trên đờng dây
+ Ngừng 1 tổ máy phát điện
- Nếu ngừng một mạch trên đờng đây NĐII-5 thì dòng điện chạy trên
mạch còn lại bằng:
ISC = 2.INII-5 = 2 . 131,18 = 262,36A
- Nếu ngừng 1 tổ máy phát điện ở nhà máy NĐ II thì máy phát còn lại sẽ
phát 100% công suất. Do đó tổng công suất phát NĐII bằng:
PF = 1 . 100 = 100MW
Công suất tự dùng trong nhà máy:
Ptd = 10% PF =
10
.100 = 10 MW
100
* Tính tiết diện dây dẫn NĐI-5:
- Dòng điện chạy trên đờng dây khi phụ tải cực đại.
S NI 5 .103
9,7 2 + 13,05 2
I NI 5 =
=
.103
2 3.110
2 3.110
= 43,47 A
- Tiết diện dây dẫn.
FNI 5 =
43,47
= 39,52mm 2
1,1
Chọn dây dẫn AC-70 có ICP = 265A
Trờng hợp sự cố:
- Khi ngừng 1 mạch trên đờng dây NĐI-5 thì dòng điện chạy trên mạch
còn lại bằng:
ISC = 2 . 43,47 = 86,94A < ICP = 265A
Đảm bảo vận hành
* Tính tiết diện đờng dây NĐI-1:
I1 =
30 2 + 12,77 2
.103 = 174,35 A
3.110
- Tiết diện đờng dây.
F1 =
174,35
= 158,5mm 2
1,1
Ta chọn dây AC 185 có ICP = 380
* Kết quả tính các đờng dây còn lại đợc cho trong bảng 4.2 sau:
Đờng
dây
S (MVA)
Ibt (A)
Ftt
Ftc
ICP
(mm2)
(mm2)
(A)
ISC (A)
l
(km)
ro
xo
bo.10
(/km
(/km
-6
)
)
S/km
R ()
X ()
B 4
.10
2
(S)
NĐI-1
30+j12,77
174,35
158,5
185
510
174,35
61
0,17
0,409
1,69
10,37
25,80
0,82
NĐI-2
28+j17,46
88,23
80,21
95
330
176,46
36
0,33
0,429
2,65
5,94
7,72
0,95
NĐI-3
28+j13,56
88,18
75,62
70
265
166,36
51
0,46
0,440
2,58
11,73
11,22
1,31
NĐI-4
30+j14,52
89,12
81,02
95
330
178,24
51
0,33
0,429
2,65
8,41
10,94
1,35
NĐI-5
-(9,7+13,05)
43,47
39,52
70
265
86,94
73
0,46
0,440
2,58
16,79
16,06
1,88
NĐII-5
41,7+j25,85
131,18
119,25
120
380
262,36
63
0,27
0,423
2,69
8,51
13,32
1,69
NĐII-6
30+j14,52
89,12
81,02
95
330
178,24
64
0,33
0,429
2,65
10,06
13,08
1,61
NĐII-7
28+j17,46
88,23
80,12
95
330
176,46
54
0,33
0,429
2,65
8,91
11,58
1,43
NĐII-8
28+j13,56
83,18
75,62
70
265
83,18
63
0,46
0,440
2,58
28,98
27,72
0,81
NĐII-9
20+9,68
59,41
54,01
70
265
118,82
36
0,46
0,440
2,58
8,28
7,92
0,92
Bảng 4.2. Thông số của các đờng dây trong mạng điện
c) Tính tổn thất điện áp trong mạng điện:
Khi chọn sơ bộ các phơng án cung cấp điện có thể đánh giá chất lợng
điện năng theo các giá trị của tổn thất điện áp.
Khi tính sơ bộ các mức điện áp trong các trạm hạ áp có thể chấp nhận là
phù hợp nếu trong chế độ phụ tải cực đại các tổn thất điện áp lớn nhất của
mạng điện một cấp điện áp không vợt quá 10 ữ 15% trong chế độ phụ tải cực
đại khi vận hành bình thờng và đến 20 ữ 25% trong chế đọ sau sự cố nghĩa là:
Umaxbt% = 15 ữ 20%
Umaxsc% = 20 ữ 25%
Đối với các tổn thất điện áp nh vậy, cần sử dụng các máy biến áp điều
chỉnh điện áp dới tải trong tải các trạm hạ áp.
Tổn thất điện áp thứ i nào đó khi vận hành bình thờng đợc xác định theo
công thức:
U ibt =
Pi Ri + Qi X i
.100
2
U dm
Trong đó:
Pi, Qi: Công suất chạy trên đờng dây thứ i
Ri, Xi: Điện trở và điện kháng của đờng dây thứ i
Đối với đờng dây có hai mạch, nếu ngừng 1 mạch thì tổn thất điện áp
trên đờng dây bằng;
UiSC% = 2Uibt%
* Tính tổn thất điện áp trên đờng dây NĐI-2:
Trong chế độ làm việc bình thờng, tổn thất điện áp trên đờng dây bằng:
U 2bt % =
P2 R2 + Q2 X 2
28.5,94 + 17,46.7,72
.
100
=
.100
110 2
110 2
= 2,48%.
- Khi một mạch của đờng dây ngừng làm việc, tổn thất điện áp trên đờng
dây có giá trị.
U2SC% = 2 U2bt% = 2 . 2,48 = 4,96%.
Các đờng dây còn lại đợc tiến hành tơng tự nh với đờng dây trên.
Đờng dây
NĐI-1
NĐI-2
NĐI-3
NĐI-4
5-NĐI
Ubt%
5,29
2,48
3,97
3,39
3,46
USC%
5,29
4,96
7,94
6,78
6,92
Đờng dây
NĐII-5
NĐII-6
NĐII-7
NĐII-8
NĐII-9
Ubt%
5,77
4,06
3,73
9,81
2,00
USC%
11,54
8,12
7,46
9,81
4,00
Bảng 4.3. Tổn thất điện áp trên các đoạn đờng dây trong mạng điện
Từ các kết quả trên ta thấy, tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện trong
phơng án I có giá trị.
Umaxbt% = UNII-8% = 9,81%
Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố.
UmnaxSC% = UNII-5% + U5-NĐI% = 11,54% + 6,92% = 18,46%
4
S
2. Phơng án II 4
S6
Sơ đồ mạng điện phơng án II.
6
5
7
S7
S5
NĐI
3
S3
9 S9
NĐII
2
S1
1
S2
S8 8
Hình 4.2
a) Chọn điện áp định mức cho mạng điện
* Ta tính điện áp định mức trên đờng dây 9-8:
- Dòng công suất chạy trên đoạn đờng dây NĐII-9:
.
.
.
S NII 9 = S 9 S 8 = 202 + j 9,68 + 28 + j13,56 =
= 48 + j 23,24( MVAr )
Dòng công suất chạy trên đoạn đờng dây 9-8
.
.
S 98 = S 8 28 + j13,56MVA
Điện áp tính toán trên đờng dây 9-8 bằng:
U 98 = 4,34. l98 + 16.P8
= 4,34. 41,23 + 16.28 = 95,99kV
Kết quả tính điện áp trên các đoạn đờng dây và chọn điện áp định mức
của mạng điện cho ở bảng (4.4) sau:
Đờng dây
2-1
NĐI-2
NĐI-3
NĐI-4
NĐI-5
NĐII-5
NĐII-6
Công suất truyền
Chiều dài đờng
Điện áp tính
Điện áp định
tải S, MVA
30+j12,77
58+j30,23
28+j13,56
30+j14,52
-(9,7+j13,05)
41,7+j25,85
30+j14,52
dây l (km)
42,42
36,0
51,0
51,0
73,0
63,0
61,0
toán U (kV)
135,19
134,74
96,91
100
102,90
117,27
100,94
mức mạng điện
110kV
NĐII-7
NĐII-9
9-8
28+j17,46
48+j23,24
28+j13,56
54,0
36,0
41,23
97,23
123,06
95,99
b) Chọn tiết diện dây dẫn.
Kết quả tính các thông số của các đờng dây trong mạng điện cho bảng sau:
Đờng
dây
S (MVA)
Ibt (A)
Ftt
Ftc
ICP
(mm2)
(mm2)
(A)
ISC (A)
l
(km)
ro
xo
bo.10
(/km
(/km
-6
)
)
S/km
0,17
0,409
2,84
7,21
17,35
0,60
42,4
R ()
X ()
B 4
.10
2
(S)
2-1
30+j12,77
174,35
158,5
185
510
174,35
NĐI-2
58+j30,23
174,88
158,98
185
510
349,76
36
0,17
0,409
2,84
3,06
7,36
1,02
NĐI-3
28+j13,56
83,18
75,62
70
265
166,36
51
0,46
0,440
2,58
11,73
11,22
1,31
NĐI-4
30+j14,52
89,11
81,01
95
330
178,22
51
0,33
0,429
2,65
8,42
10,94
1,35
NĐI-5
-(9,7+j13,05)
43,47
39,52
70
265
86,94
73
0,46
0,440
2,58
16,79
16,06
1,88
NĐII-5
41,7+j25,85
131,18
119,25
120
380
262,36
63
0,27
0,423
2,69
8,50
13,32
1,69
NĐII-6
30+j14,52
89,11
81,02
95
330
178,46
61
0,33
0,429
2,65
10,06
13,08
1,61
NĐII-7
28+j17,46
88,23
80,21
95
330
176,46
54
0,33
0,429
2,65
8,91
11,58
1,43
NĐII-9
48+j23,24
142,59
129,63
185
510
285,18
36
0,17
0,409
2,84
3,06
7,36
1,02
9-8
28+j13,56
83,18
75,62
70
265
83,18
0,46
0,440
2,58
18,96
18,14
0,53
2
41,2
3
Bảng 4.5. Thông số của các đờng dây trong mạng điện
c) Tính tổn thất điện áp trong mạng điện.
Tính tổn thất điện áp trên đờng dây NĐI-2-1 trong chế độ làm việc bình thờng.
Tổn thất điện áp trên đoạn NĐI-2:
U NI 2 % =
PNI 2 R2 + QNI 2 X 2
58.3,06 + 30,23.7,36
.
100
=
.100 =
2
U dm
110 2
= 3,30%
Tổn thất điện áp trên đoạn đờng dây 2-1 có giá trị.
U 21 % =
30.7,21 + 12,77.17,35
.100 = 3,62%
110 2
Nh vậy tổn thất điện áp trên đờng dây NĐI-2-1 bằng:
U NI 21 % = U NI 2 % + U 21 % = 3,30% + 3,62% = 6,92%
Tổn thất điện áp trên đờng dây trong chế độ sau sự cố.
Đối với đờng dây NĐI-2-1, khi ngừng một mạch trên đoạn NĐ I-2 sẽ nguy
hiểm hơn so với sự cố ở đoạn 2-1.
Khi ngừng 1 mạch trên đờng dây NĐI-2, tổn thất điện áp đoạn này bằng.
U NI 2 SC % = 2U NI 2 % = 2.3,30% = 6,60%
Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đoạn đờng dây cho trong bảng (4.6)
sau:
Ubt%
3,30
3,62
3,97
3,39
3,46
Đờng dây
NĐI-2
2-1
NĐI-3
NĐI-4
5-NĐI
USC%
6,60
3,62
6,34
6,78
6,92
Đờng dây
NĐII-5
NĐII-6
NĐII-7
NĐII-9
9-8
Ubt%
5,77
4,06
3,73
2,62
9,04
USC%
11,54
8,12
7,46
5,24
9,04
Từ kết quả trên ta thấy.
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thờng bằng
Umaxbt% = UNII-9bt% + U9-8% = 2,62% + 9,04% = 11,66%
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố.
UmaxSC% = UNII-5SC% + U5-NSC% = 11,54% + 6,92% = 18,46%
3. Phơng án III.
Sơ đồ mạng điện phơng án III.
4
S4
S6
6
5
7
S7
S5
NĐI
3
S3
9 S9
NĐII
2
S1
1
S2
S8
8
Hình 4.3
a) Chọn điện áp định mức cho mạng điện.
* Ta tính điện áp định mức trên đờng dây 2-1.
- Dòng công suất chạy trên đoạn đờng dây NĐI-2.
- Dòng công suất chạy trên đoạn đờng dây NĐII-9:
.
.
.
S NI 2 = S 2 S 1 = 28 + j17,46 + 30 + j12,77 =
= 58 + j 30,23( MVAr )
Dòng công suất chạy trên đoạn đờng dây 9-8
.
.
S 21 = S1 = 30 + j12,77 MVA
Điện áp tính toán trên đờng dây 9-8 bằng:
U 21 = 4,34 = 4,34. 42,42 + 16.30 = 99,19kV
Kết quả tính điện áp trên các đoạn đờng dây và chọn điện áp định mức
của mạng điện cho ở bảng 4-7 sau:
Đờng dây
NĐI-2
2-1
NĐI-3
NĐI-4
NĐI-5
NĐII-5
NĐII-6
NĐII-7
NĐII-9
9-8
Công suất truyền
Chiều dài đờng
Điện áp tính
Điện áp định
tải S, MVA
58+j30,23
30+j12,77
28+j13,56
30+j14,52
-(9,7+j13,05)
41,7+j25,85
30+j14,52
28+j17,46
48+j13,56
28+j9,68
dây l (km)
36,0
42,42
51,0
51,0
73,0
63,0
61,0
54,0
63,0
36,0
toán U (kV)
134,74
99,19
96,91
100
102,90
117,27
100,94
97,23
98,10
81,88
mức mạng điện
110kV
Từ các kết quả trên nhận đợc từ bảng 4-7 ta chọn điện áp định mức của
mạng điện Uđm = 110kV
b) Chọn tiết diện dây dẫn.
Kết quả tính các thông số của các đờng dây trong mạng điện cho bảng sau:
Đờng
dây
S (MVA)
Ibt (A)
Ftt
Ftc
ICP
(mm2)
(mm2)
(A)
ISC (A)
l
(km)
ro
xo
bo.10
(/km
(/km
-6
)
)
S/km
0,17
0,409
2,84
3,06
7,36
1,02
0,17
0,409
2,84
7,21
17,35
0,60
X ()
(S)
NĐI-2
58+j30,23
174,88
158,98
185
510
349,76
2-1
30+j12,77
174,35
158,5
185
510
174,35
NĐI-3
28+j13,56
83,18
75,62
70
265
166,36
51
0,46
0,440
2,58
11,73
11,22
1,31
NĐI-4
30+j14,52
89,12
81,02
95
330
178,24
51
0,33
0,429
2,65
8,42
10,94
1,35
NĐI-5
-(9,7+j13,05)
43,47
39,52
70
265
86,94
73
0,46
0,440
2,58
16,79
16,06
1,88
NĐII-5
41,7+j25,85
131,48
119,25
120
380
262,36
63
0,27
0,423
2,69
8,50
13,32
1,69
NĐII-6
30+j14,52
89,12
81,02
95
330
178,46
61
0,33
0,429
2,65
10,06
13,08
1,61
NĐII-7
28+j17,46
83,23
80,21
95
330
176,46
54
0,33
0,429
2,65
8,91
11,58
1,43
NĐII-8
28+j13,56
83,18
75,62
70
265
63
0,46
0,440
2,58
28,98
27,72
0,81
NĐII-9
20+j9,68
59,41
54,01
70
265
36
0,46
0,440
2,58
8,28
7,92
0,92
285,18
36
R ()
B 4
.10
2
42,4
2
Bảng 4.5. Thông số của các đờng dây trong mạng điện
c) Tính tổn thất điện áp trong mạng điện:
Đờng dây
NĐI-2
2-1
NĐI-3
NĐI-4
5-NĐI
Ubt%
3,30
3,62
3,97
3,39
3,46
USC%
6,60
3,62
6,34
6,78
6,92
Đờng dây
NĐII-5
NĐII-6
NĐII-7
NĐII-8
NĐII-9
Ubt%
5,77
4,06
3,73
9,81
2,00
USC%
11,54
8,12
7,46
9,81
4,00
Từ kết quả trên ta thấy.
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thờng bằng
Umaxbt% = UNII-9bt% + U9-8% = 9,81%
Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sau sự cố.
6
UmaxSC% 4= UNII-5SC
+ 6,92% = 18,46%
S4 % + U5-NSC% = 11,54%
S6
3. Phơng án IV:
5
7
Sơ đồ mạng điện phơng án VI.
S7
S5
NĐI
3
S3
9
NĐII
S9
2
S1
1
S2
S8
Hình 4.4
8
