Đồ Án Lưới Điện Khu VựcLê Thành Doanh
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (513.24 KB, 58 trang )
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
Lời Mở Đầu
*******
Điện năng là một nguồn năng lượng quan trọng của hệ thống năng lượng
quốc gia, nó được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các lĩnh vực như: sản xuất kinh tế,
đời sống sinh hoạt, nghiên cứu khoa học…
Hiện nay nước ta đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa,
nên nhu cầu về điện năng đòi hỏi ngày càng cao về số lượng cũng như chất lượng.
Để đáp ứng được về số lượng thì ngành điện nói chung phải có kế hoạch tìm và
khai thác tốt các nguồn năng lượng có thể biến đổi chúng thành điện năng.Mặt
khác, để đảm bảo về chất lượng có điện năng cần phải xây dựng hệ thống truyền
tải, phân phối điện năng hiện đại, có phương thức vận hành tối ưu nhất đảm bảo
các yêu cầu về kỹ thuật cũng như kinh tế. Xuất phát từ điều đó, bên cạnh những
kiến thức giảng dạy trên giảng đường, mỗi sinh viên ngành Hệ thống điện đều
được giao đồ án môn học về thiết kế điện cho mạng điện khu vực. Quá trình thực
hiện đồ án giúp chúng ta hiểu biết tổng quan nhất về mạng lưới điện khu vực, hiểu
biết hơn về những nguyên tắc chủ yếu để xây dựng hệ thống điện như xác định
hướng và các thông số của các đường dây, chọn hệ thống điện áp cho mạng điện
chính…những nguyên tắc tổ chức và điều khiển hệ thống, tổng vốn đầu tư và các
nguồn nguyên vật liệu để phát triển năng lượng …
Chúng em xin chân thành cảm ơn đến thầy Lê Thành Doanh, cùng toàn thể
các thầy cô trong khoa Hệ thống Điện đã tận tình hướng dẫn chúng em hoàn thành
bản đồ án.
Hà Nội, ngày 10 tháng 4 năm 2016
SINH VIÊN
Nguyễn Văn Hùng
pg. 1
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
pg. 2
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC GỒM MỘT NGUỒN ĐIỆN VÀ
MỘT SỐ PHỤ TẢI KHU VỰC
CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI
*********
I – SƠ ĐỒ ĐỊA LÝ:
6
1
5
2
4
3
1.1. Những số liệu nguồn cung cấp.
Nguồn có công suất vô cùng lớn.
1.2. Những số liệu về phụ tải.
Trong hệ thống điện thiết kế gồm 6 phụ tải ( từ phụ tải 1 đến phụ tải 6).
+ Trong đó có phụ tải 1,3,4,5 và 6 thuộc hộ loại I chiếm 83,3%.
+ Phụ tải 2 là hộ loại III chiếm 16,7%.
pg. 3
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
Số liệu tính toán của các phụ tải cho trong bảng dưới đây
Phụ
tải
Thuộc
hộ
loại
Smax
(MVA)
Smin
(MVA)
Pmax
(MW)
Pmin
(MW)
Qmax
(MVAr)
Qmin
(MVAr)
cosϕ
1
I
44.44
35.56
40
32
19.37
15.50
0,9
KT
10
2
III
31.11
24.89
28
22.4
13.56
10.85
0,9
T
10
3
I
37.79
30.22
34
27.2
16.46
13.18
0,9
KT
10
4
I
35.56
28.89
32
25.6
15.50
13.40
0,9
KT
10
5
I
33.33
26.67
30
24
14.53
11.62
0,9
T
10
6
I
42.22
33.78
38
30.4
18.40
14.72
0,9
KT
10
202
161.6
Tổng
yêu cầu
UH
(kV)
đcđa
Trong đó:
Công suất tiêu thụ của các phụ tải khác nhau, công suất tiêu thụ cực tiểu
bằng 80% phụ tải cực đại.
Pmin = 80%Pmax.
Smax = Pmax+ jQmax.
Smin= Pmin+jQmin.
Tmax= 4000h (thời gian sử dụng công suất cực đại).
II- Phân tích nguồn và phụ tải
2.1 Nguồn điện
Trong thiết kế lưới điện, việc phân tích nguồn điện để nắm vững đặc điểm
và số liệu của nguồn, thuận lợi cho việc tính toán. Ta sử dụng nguồn có công suất
vô cùng lớn:
- Nguồn công suất vô cùng lớn là nguồn có điện áp đầu cực không thay đổi
về biên độ dù có xảy ra sự cố gì sau nó
- Công suất nguồn lớn (5÷7) lần công suất tải.
pg. 4
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
2.2 Phụ tải
- Các hộ phụ tải loại I là những hộ quan trọng, vì vậy phải dự phòng chắc
chắn. Mỗi phụ tải phải được cấp điện bằng một lộ đường dây kép và hai máy biến
áp làm việc song song để đảm bảo cấp điện liên tục cũng như đảm bảo chất lượng
điện năng ở một chế độ vận hành. Khi ngừng cấp điện có thể làm hỏng sản phẩm,
hư hại thiết bị gây ảnh hưởng lớn đến hoạt động của phụ tải.
- Các hộ phụ tải loại III là các hộ phụ tải ít quan trọng hơn nên để giảm chi
phí đầu tư ta chỉ cần cấp điện bằng một đường dây đơn và một máy biến áp.
- Yêu cầu điều chỉnh điện áp.
Trong mạng điện thiết kế các hộ 2,3,4,5 có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác
thường. Ở phương pháp này độ lệch điện áp phải thỏa mãn các chế độ như sau:
Chế độ phụ tải cực đại: du% ≥ 5% Uđm.
Chế độ phụ tải cực tiểu: du%≥ 0% Uđm.
Chế độ sự cố:
0% ≤ du% ≤ 5% Uđm.
Các phụ tải 1 và 6 có yêu cầu điều chỉnh điện áp thường nên phạm vi chỉnh
điện áp ở chế độ cực đại, cực tiểu, sự cố là:
-2,5% Uđm. ≤ du% ≤ +10% Uđm.
- Tất cả các phụ tải đều có điện áp hạ như nhau là 22 kV, hệ số công suất của
các hộ đều cosϕ = 0.85.
III- Cân bằng công suất trong hệ thống điện
Để hệ thống làm việc ổn định đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải thì
nguồn điện phải đảm bảo cung cấp đủ công suất tác dụng P và công suất phản
kháng Q cho các hộ tiêu thụ và cả tổn thất công suất trên các phần tử của hệ
thống. Nếu sự cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng phát ra
với công suất tiêu thụ bị phá vỡ thì các chỉ tiêu chất lượng điện năng bị giảm
dẫn đến thiệt hại kinh tế hoặc làm tan vỡ hệ thống. Vì vậy ta cần phải cân
bằng công suất.
1.3.1Cân 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 không thể tích luỹ điện năng
pg. 5
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
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 tiêu thụ của các hộ tiêu thụ điện,
kể cả tổn thất công suất trong mạng điện, nghĩa là cần thực hiện đúng sự cân
bằng công suất giữa công suất phát và công suất tiêu thụ.
Ngoài ra để hệ thống vận hành bình thường cần phải có sự dự trữ nhất định
của công 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 cuả hệ thống điện.
Cân bằng sơ bộ công suất tác dụng được thực hiện trong chế độ phụ tải cực
đại của hệ thống.
Ta có phương trình cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống :
6
∑ PF = ∑ Pyc = m ∑ Ppt i + ∑ ∆P + ∑ Ptd + ∑ Pdt
i =1
Trong đó:
m là hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại, ở đây m=1.
∑ PF
∑ Pyc
: là tổng công suất tác dụng phát ra từ nguồn về các phụ tải.
: là tổng công suất tác dụng yêu cầu củ hệ thông.
6
∑ Ppt i
i =1
: là công suất tác dụng của phụ tải thứ i trong chế độ phụ
tải.
∑ ∆P
∑ Ptd
: là tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện.
: là tổng công suất tự dùng trong nhà máy điện.
pg. 6
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
∑ Pdt
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
: là tổng công suất dự trữ trong mạng điện.
6
∑ PF = ∑ Ppt +5% ∑ Ppt
i =1
Trong tính toán sơ bộ ta lấy
Theo bảng số liệu về số liệu phụ tải đã cho ở trên ta có :
6
∑ PF = ∑ Pyc = ∑ Ppt +5% ∑ Ppt
i =1
= 202 + 5%.202 = 212,1
(MW)
Việc cân bằng công suất giúp cho tần số của lưới điện luôn được giữ ổn
định.
1.3.2 Cân bằng công suất phản kháng.
Trong hệ thống, chế độ vận hành ổn định chỉ tồn tại khi có sự cân bằng
công suất phản kháng và tác dụng.
Cân bằng công suất tác dụng, trước tiên để giữ được tần số bình thường
trong hệ thống, còn để giữ được điện áp bình thường thì cần phải có sự cân
bằng công suất phản kháng ở hệ thống nói chung và từng khu vực nói riêng. Sự
thiếu hụt công suất phản kháng sẽ làm cho điện kháng giảm.Mặt khác sự thay
đổi điện áp ảnh hưởng tới tần số và ngược lại. Như vậy giảm điện áp sẽ làm
tăng tần số trong hệ thống và giảm tần số sẽ làm tăng điện áp.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.
Sự cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống được biểu diễn bằng biểu
thức sau:
pg. 7
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
∑ QF = ∑ Q yc
6
= m ∑ Q pt + ∑ ∆Qb + ∑ QL + ∑ Qc + ∑ Qtd + ∑ Q dt
i =1
Trong đó:
∑ QF
: là tổng công suất phản kháng phát ra từ nguồn tới các phụ
tải.
∑Q
yc
:là tổng công suất yêu cầu của hệ thống.
6
∑ Q pt i
i =1
: là tổng công suất phản kháng cực đại của phụ tải thứ i của
mạng có xét đến hệ số đồng thời ra ở đây m=1.
∑ QL
:là tổng công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường
dây trong mạng lưới điện.
∑ Qc
: Tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường
dâysinh ra.
∑ ∆Qb
∑ Qtd
∑ Qdt
: Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các tram biến áp.
: tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện.
: Tổng công suất dự trữ trong hệ thống.
Trong tính toán sơ bộ ta có thể tính công suất phản kháng yêu cầu trong hệ
thống bằng công thức sau:
6
6
i =1
i =1
∑ Qyc = ∑ Q pt i + 15% ∑ Q pt i
pg. 8
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
= 97,82 + 15%97,82 = 112, 493 ( MVAr )
Ta lại có:
∑ QF = ∑ PF .tgϕ = 212,1.0,539 = 114,32
(MVAr)
Từ kết quả tính toán trên Ta thấy QF = 114,32 > Qyc = 112,493 → không cần bù
công suất phản kháng.
.
CHƯƠNG II: DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN, TÍNH TOÁN SƠ BỘ
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
*********
-
2.1 Chọn điện áp định mức cho lưới điện
Lựa chọn cấp điện áp định mức cho mạng điện là nhiệm vụ rất quan trọng,
vì trị số điện áp ảnh hưởng trực tiếp đến các chi phí kinh tế, kỹ thuật của mạng
điện. Để chọn được cấp điện áp hợp lý phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
Phải đáp ứng được yêu cầu mở rộng phụ tải sau này.
Đảm bảo tổn thất điện áp từ nguồn đến phụ tải.
- Khi điện áp càng cao thì tổn thất công suất càng bé, sử dụng ít kim
loại màu (I nhỏ). Nhưng điện áp càng tăng cao thì chi phí xây dựng mạng điện
càng lớn và giá thành thiết bị càng tăng. Vì vậy phải chọn điện áp định mức như
thế nào cho phù hợp về kinh tế và kĩ thuật.
Chọn điện áp tối ưu theo công thức kinh nghiệm:
li + 16 P
Ui = 4,34.
( kW, km, MW).
Trong đó:
Ui - điện áp đường dây thứ i (kV).
li - khoảng cách từ nguồn đến phụ tải thứ i ( km).
Pi - công suất lớn nhất trên đường dây thứ i(MW).
pg. 9
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
Ta có bảng số liệu:
Từ bảng
trên ta
rằng
tải điện
khoảng
Phụ tải
Smax
(MVA)
Pmax
(MW)
li
(km)
Ui
(kV)
1
40+j19.37
40
28.28
112.19
2
28+j13.56
28
42.42
96.11
3
34+j16.46
34
50
105.77
4
32+j15.50
32
56.56
103.49
5
30+j14.53
30
50
99.92
6
38+j18.40
38
42.42
110.69
U đm
(kV)
số liệu
thấy
điện áp
trong
110
(96,11÷112,19) chọn điện áp định mức cho mạng điện là Uđm = 110kV.
2.2 Dự kiến các phương án nối dây.
Mạng điện thiết kế gồm 1 nguồn điện và 6 phụ tải, trong đó có 5 phụ
tải loại I, 1 phụ tải loại III. Các phương án nối dây dự vào các yếu tố sau:
+ Vị trí nguồn và phụ tải.
+ Đảm bảo chất lượng điện năng, kinh tế.
+ Đảm bảo vận hành an toàn, tin cậy và linh hoạt.
Ta có thể đưa ra các phương án như sau:
Phương án I:
1
8
42.42 km
28.28 km
6
8
50.00 km
N
42.42 km
5
8
56.56 km
2
8
50.00 km
3
8
Phương án II:
4
8
pg. 10
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
1
8
42.42 km
28.28 km
6
8
50.00 km
N
5
8
56.56 km
2
8
36.05 km
50.00 km
4
8
3
8
Phương án III:
N
1
8
6
8
42.42 km
28.28 km
50.00 km
42.42 km
5
8
56.56 km
41.23 km
50.00 km
2
8
3
8
4
8
2.3 Tính toán chọn tiết diện dây dẫn
Do mạng điện thiết kế có Uđm =110kV. Tiết diện dây dẫn thường được chọn
theo phương pháp mật độ kinh tế của dòng điện Jkt.
Fkt =
I max
J kt
. (*)
pg. 11
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
Với Imax là dòng điện cực đại trên đường dây trong chế độ làm việc bình
thường, được xác định theo công thức:
Imax =
S max i
n × 3.U dm
Pi 2 + Qi 2
=
n×
3 .U dm
Trong đó :
Jkt - mật độ kinh tế của dòng điện.
Uđm - điện áp định mức của dòng điện. (kV)
Smaxi - công suất trên đường dây thứ i khi phụ tải cực đại.(MVA)
n - số lộ đường dây.
Ta sử dụng dây nhôm lõi thép để truyền tải với thời gian sử dụng công suất
cực đại của phụ tải là 5000h. Jkt được tra theo bảng trang 295_Thiết kế các mạng
và hệ thống điện_NXB khoa học kĩ thuật 2008, ta có mật độ kinh tế của dòng điện
Jkt = 1,1 A/mm2 .
Dựa vào tiết diện dây dẫn tính theo công thức (*), tiết hành chọn tiết diện
tiêu chuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vầng quang. Độ bền
cơ về đường dây và điều kiện pháp nóng của dây dẫn.
* Kiểm tra điều kiện vầng quang.
Theo điều kiện, tiết diện dây dẫn không được nhỏ hơn trị số cho phép đối
với mỗi cấp điện áp.
Với cấp điện áp 110kV, để không xuất hiện vầng quang tiết diện dây dẫn tối
thiểu được phép là 70mm2 .
* Kiểm tra phát nóng dây dẫn.
Theo điều kiện:
Isc max < k. Icp.
Trong đó :
Icp - dòng điện cho phép của dây dẫn, nó phụ thuộc vào bản chất và
tiết diện của dây.
k - hệ số quy đổi theo nhiệt độ Khc = 0.8 ứng với nhiệt độ là 25oc.
Đối với đường dây kép :
Isc max = 2.Ibt max < 0.8 Icp.
Đối với đường dây đơn khi có sự cố sẽ dẫn đến mất điện.
2.4 Tiêu chuẩn tổn thất điện áp
pg. 12
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
Các mạng điện 1 cấp điện áp đạt tiêu chuẩn kĩ thuật nếu trong chế độ phụ tải
cực đại các tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ làm việc bình thường và chế độ
sự cố nằm trong khoảng sau đây:
∆U max bt = 10% − 15%
∆U max sc = 15% − 20%
Đối với những mạng điện phức tạp (mạng điện kín), có thế chấp nhận tổn
thất điện áp lớn nhất trong chế độ phụ tải cực đại và chế độ sự cố nằm trong
khoảng:
∆U max bt = 15% − 20%
∆U max sc = 20% − 25%
Trong đó ∆Ubt Max , ∆Usc Max là tổn thất điện áp lúc bình thường và lúc sự cố
nặng nề nhất.
Ta tính tổn thất theo công thức:
∑ Pi.Ri +∑ Qi.X i
∆Ui (%) =
U 2dm
×100
%
Pi ,Qi là công suất tác dụng và công suất phản kháng trên đường dây thứ i
(MW, MVAr).
Ri, Xi là điện trở tác dụng và điện kháng của đường dây thứ i(
Ω
).
2.5 Tính toán cụ thể từng phương án
Phương án I
1.Sơ đồ
1
8
28.28 km
N
42.42 km
6
8
50.00 km
42.42 km
56.56 km
5
8
pg. 13
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
50.00 km
2
8
4
8
3
8
2.Lựa chọn tiết diện dây dẫn
a - Đoạn đường dây N-1
• Chọn tiết diện dây dẫn.
S max 1
Imax N-1 =
n × 3.U dm
=.103= 116,63 (A)
I max
J kt
Fkt =
= = 106,02
Chọn dây dẫn loại AC- 120,có tiết diện chuẩn là120 mm2 và dòng điện
cho phép Icp=304 A.
- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
≥
Ftc=120mm2 70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện).
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng: vì đoạn N-1 là đường dây kép nên khi
hỏng một lộ thì lộ còn lại vẫn phải làm việc bình thường.
Do đó dòng điện trong chế độ sự cố phải nhỏ hơn hệ số k nhân với dòng
điện cho phép của dây dẫn:
Isc = 2.Ibt max = 2*116.63 = 233.26 (A)
Isc < 0,8.Icp = 304 A ( thỏa mãn điều kiện ).
• Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây.
Ω
Ω
Với loại đường dây AC- 120 ta có: ro=0.27 /km, xo=0.423 /km
Điện trở và điện kháng đường dây :
R=
1
.
2
ro.l =
1
.
2
1
.
2
0,27*28.28=3.81 (
Ω
).
1
.
2
Ω
X = xo .l = 0,423*28.28=5.99 ( ).
- Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường :
P .R +Q .X
1 1
1 1 ×100
U 2đm
∆U1bt % =
= *100= 2.22%
pg. 14
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
- Tổn thất điện áp ở chế độ sự cố :
∆U1sc % =2. ∆U1bt % = 2*2.22% = 4.44%
b - Đoạn đường dây N-2
• Chọn tiết diện dây dẫn:
S max
Imax =
n×
3.U dm
=.103 =163.29(A)
I max
J kt
Fkt =
= =148.44
Chọn dây dẫn loại AC-185 có tiết diện chuẩn là 185mm2 và dòng điện cho
phép Icp= 510 A.
- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
Ftc=185mm2 > 70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện).
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : vì đoạn N-2 là đường dây đơn nên khi
xảy ra sự có sẽ dẫn đến mất điện, không tính đến Isc.
• Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây.
Ω
Ω
Với loại đường dây AC- 185 ta có: ro=0.17 /km, xo=0.409 /km
Điện trở và điện kháng đường dây :
R=
1
.
n
X=
ro.l =1*0,17*42.42=7.21 (
1
n
Ω
)
xo .l =1*0,409*42.42=17.35 (
Ω
)
- Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường
P .R +Q .X
1 1
1 1 ×100
U 2đm
∆U1bt % =
= *100=3.61%
Không tính đến tổn thất điện áp ở chế độ sự cố .
Các đoạn dây còn lại tính tương tự, ta có các bảng số liệu tính toán.
-
Bảng chọn tiết diện dây dẫn
đoạn
đường
dây
số lộ
l
(km)
Smax
(MVA)
Imax
(A)
Fkt
Loại dây
(
ro
Ω
km
)
(
xo
Ω
km
)
pg. 15
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
N-1
2
28.28
40+j19.37
116.63
106.02
AC-120
0,27
0,423
N-2
1
42.42
28+j13.56
163.29
148.44
AC-185
0,17
0,409
N-3
2
50
34+j16.46
99.17
90.16
AC-95
0,33
0,429
N-4
2
56.56
32+j15.50
93.32
84.83
AC-95
0,33
0,429
N-5
2
50
30+j14.53
87.47
79.51
AC-95
0,33
0,429
N-6
2
42.42
38+j18.40
110.80
100.72
AC-120
0,27
0,423
Bảng kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn
Đoạn đường
dây
Imax
Isc
k,Icp(A)
N-1
116.63
233.26
380
N-2
163.29
N-3
99.17
198.34
330
N-4
93.32
186.64
330
N-5
87.47
174.94
330
N-6
110.80
221.6
380
510
pg. 16
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
Theo số liệu tính toán bảng trên,các dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát
nóng.
Bảng tính tổn thất điện áp
Đoạn đường
dây
R(
Ω
)
X(
Ω
)
∆Ubt%
∆Usc%
N-1
3.81
5.99
2.21
4.42
N-2
7.21
17.35
3.61
N-3
8.25
10.72
3.78
7.56
N-4
9.33
12.13
4.02
8.04
N-5
8.25
10.72
3.33
6.66
N-6
5.72
8.99
3.16
6.32
Theo bảng trên ta thấy:
∆Ubt max%= 4.02 < 10%
∆Uscmax% = 8.04 < 20% (thỏa mãn điều kiện)
Vậy phương án I đạt yêu cầu kĩ thuật.
Phương án 2
1.Sơ đồ
1
8
28.28 km
42.42 km
6
8
50.00 km
N
56.56 km
2
8
36.05 km
5
8
50.00 km
pg. 17
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
4
8
3
8
2.Lựa chọn tiết diện dây dẫn
a - Đoạn đường dây 3-2
• Chọn tiết diện dây dẫn : S3-2=S2=28+j13.56
Imax 3-2 ==.=163.29
Fkt = = = 148.44
Chọn dây dẫn loại AC-185 có tiết diện chuẩn là 185mm2 và dòng điện cho phép
Icp= 510 A.
- Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
Ftc=185mm2 > 70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện).
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : vì đoạn N-2 là đường dây đơn nên khi
xảy ra sự có sẽ dẫn đến mất điện, không tính đến Isc.
• Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây.
Ω
Ω
Với loại đường dây AC- 185 ta có: ro=0.17 /km, xo=0.409 /km
Điện trở và điện kháng đường dây :
R=
1
.
n
X=
ro.l =1*0,17*36,05=6,129 (
1
n
Ω
)
xo .l =1*0,409*36,05=14,75 (
Ω
)
- Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường
∆U3-2bt% = .100=.100=3,07%
b- Đoạn đường dây N-3
• Chọn tiết diện dây dẫn.
.
.
S
S
N-3=
.
+
3
S
2
=(34+j16.46)+( 28+j13.56)=62+j30.02 (MVA).
Imax N-3 = = 180.77 (A)
Fkt == = = 164.33
Chọn dây dẫn loại AC-185 có tiết diện chuẩn là 185mm2 và dòng điện cho phép
Icp= 510 A.
Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
Ftc=185mm2 > 70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện).
Kiểm tra theo điều kiện phát nóng :
pg. 18
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
Isc = 2.Ibt max = 2. 180.77 = 361.54(A)
Isc < Icp =510 A. Thỏa mãn điều kiện.
• Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây.
Ω
Ω
Với loại đường dây AC- 185 ta có: ro=0.17 /km, xo=0.409 /km
Điện trở và điện kháng đường dây :
R=
1
.
n
X=
ro.l =*0,17*50=4.25 (
1
n
Ω
)
xo .l =*0,409*50=10.225 (
Ω
)
- Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường
∆UN-3bt% = .100=.100=4,71%
Tổn thất điện áp ở chế độ sự cố :
∆UN-3sc= 2. ∆UN-3bt % = 2.4,71% = 9,42%.
Còn lại các đoạn đường dây đã tính ở phương án I,các đoạn đường dây N-3,3-2
được tính ở phương án II. Ta có các bảng số liệu sau:
-
Bảng chọn tiết diện dây dẫn
ro
Ω
km
xo
Ω
km
đoạn
đường
dây
số lộ
N-1
2
28.28
40+j19.37
116.63
106.02
AC-120
0,27
0,423
3-2
1
36,05
28+j13.56
163.29
148.44
AC-185
0,17
0,409
N-3
2
50
62+j30.02
180.77
164.33
AC-185
0,17
0,409
N-4
2
56.56
32+j15.50
93.32
84.83
AC-95
0,33
0,429
N-5
2
50
30+j14.53
87.47
79.51
AC-95
0,33
0,429
N-6
2
42.42
38+j18.40
110.80
100.72
AC-120
0,27
0,423
l
(km)
Smax
(MVA)
Imax
(A)
Fkt
Loại dây
(
)
(
)
pg. 19
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
Bảng kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn
Đoạn đường
dây
Imax
Isc
k,Icp(A)
N-1
116.63
233.26
380
3-2
163.29
N-3
99.17
198.34
510
N-4
93.32
186.64
330
N-5
87.47
174.94
330
N-6
110.80
221.6
380
510
Theo số liệu tính toán bảng trên,các dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát
nóng.
Bảng tính tổn thất điện áp
Đoạn đường
dây
R(
Ω
)
X(
Ω
)
∆Ubt%
∆Usc%
N-1
3.81
5.99
2.21
4.42
3-2
6.129
14.75
3.07
6.14
N-3
4.25
10.225
4.71
9.42
N-4
9.33
12.13
4.02
8.04
N-5
8.25
10.72
3.33
6.66
N-6
5.72
8.99
3.16
6.32
Theo bảng trên ta thất tổn thất điện áp lớn nhất trên đoạn đường dây liên
thông N-3-2:
∆Ubt max%= 4.71+3.07 = 7.78 < 10%
∆Usc max% = 9.42+3.07=12.49< 20% (thỏa mãn điều kiện)
pg. 20
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
Vậy phương án II đạt yêu cầu kĩ thuật.
Phương án 3
1.Sơ đồ
1
8
N
6
8
42.42 km
28.28 km
50.00 km
42.42 km
5
8
56.56 km
41.23 km
2
8
50.00 km
3
8
4
8
2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn
Ở phương án này các phụ tải 4 và 5 nối với nhau thành mạch kín. Các
phụ tải còn lại được tính giống phương án I.
Ta chỉ tính toán đoạn mạch kín N-4-5-N.
* Tính phân công suất trên đoạn đường dây.
Giả sử các đường dây có cùng tiết diện, mạch điện đồng nhất ,ta có :
- Công suất trên đoạn N-4.
SN-4===29,9+j14,48 (MVA)
- Công suất trên đoạn N-5.
SN-5=S4+S5-SN-4=32+j15.50+30+j14.53-29,9-j14,48=32,1+j15,55 (MVA)
- Công suất trên đoạn 4-5.
S4-5=SN-5 - S5=32,1+j15,55-30-j14.53=2,1+j1,02 (MVA)
pg. 21
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
a - Đoạn đường dây N-4
• Chọn tiết diện dây dẫn.
2
2
Pmax
+ Qmax
S max
Imax =
3.U dm
=
3.U đm
=.103=174,36 (A)
I max
J kt
Fkt =
.= = 158,5
Chọn dây dẫn loại AC-185 có tiết diện chuẩn là 185mm2 và dòng điện cho phép
Icp= 510 A.
-Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
Ftc=185mm2 > 70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện).
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : đối với đường dây N-4 có 2 trường
hợp vận hành sự cố :
+ trường hợp sự cố đoạn 4-5
+ trường hợp sự cố đoạn N-5
Ta thấy rằng trường hợp sự cố đoạn N-5 nguy hiểm hơn vì phải tải một
lượng công suất tới phụ tải 5.Khi có sự cố đoạn N-5,công suất chạy trên đoạn còn
lại là
SN-5= S4+S5 =(32+j15.50)+( 30+j14.53)=62+j30,03 (MVA)
IscN-4 = =. 103=361,67 A
Isc N-4= 361,57 < 0,8Icp=0,8.510=408(thỏa mãn điều kiện)
b - Đoạn đường dây N-5
Imax =103= 187,2 A
I max
J kt
Fkt =
= =170,18
Chọn dây dẫn loại AC-185 có tiết diện chuẩn là 185mm2 và dòng điện cho
phép Icp= 510 A.
-Kiểm tra theo điều kiện vầng quang: dây dẫn đã chọn có:
Ftc=185mm2 > 70 mm2 ( thỏa mãn điều kiện).
- Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : đối với đường dây N-5 có 2 trường
hợp vận hành sự cố :
+ trường hợp sự cố đoạn 4-5
+ trường hợp sự cố đoạn N-4
Ta thấy rằng trường hợp sự cố đoạn N-4 nguy hiểm hơn vì phải tải một
lượng công suất tới phụ tải 4.Khi có sự cố đoạn N-4,công suất chạy trên đoạn còn
lại là
pg. 22
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
SN-5=SN-4 =(32+j15.50)+( 30+j14.53)=62+j30,03 (MVA)
IscN-4 =IscN-5=361,67 A
IscN-5= 361,57 < 0,8Icp(thỏa mãn điều kiện)
c - Đoạn đường dây 4-5
Imax =103=12,25A
I max
J kt
-
Fkt =
.= =11,13
Tiết diện tối thiểu cho cấp điện áp 110 kV là 70 mm2 .Chọn dây dẫn AC-70 để
thỏa mãn điều kiện vầng quang với Icp=265A
Kiểm tra theo điều kiện phát nóng : với đường dây này có 2 TH vận hành sự cố
+ trường hợp sự cố đoạn N-5
+ trường hợp sự cố đoạn N-4
Sự cố đường dây N-4 nguy hiểm hơn do phụ tải của nó lớn hơn
Isc = 103=186,62A
ro
Ω
km
xo
Ω
km
đoạn
đường
dây
số lộ
N-1
2
28.28
40+j19.37
116.63
106.02
AC-120
0,27
0,423
N-2
1
42.42
28+j13.56
163.29
148.44
AC-185
0,17
0,409
N-3
2
50
34+j16.46
99.17
90.16
AC-95
0,33
0,429
N-4
1
56.56
29,9+j14,48
174,36
158,5
AC-185
0,17
0,409
N-5
1
50
32,1+j15,55
187,2
170,18
AC-185
0,17
0,409
4-5
1
41.23
2,1+j1,02
12.25
11.13
AC-70
0.45
0.44
N-6
2
42.42
38+j18.40
110.80
100.72
AC-120
0,27
0,423
l
(km)
Smax
(MVA)
Imax
(A)
Fkt
Loại dây
(
)
(
)
pg. 23
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
Bảng kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn
Đoạn đường
dây
Imax
Isc
k,Icp(A)
N-1
116.63
233.26
380
N-2
163.29
N-3
99.17
198.34
330
N-4
174,36
361.67
510
N-5
187,2
361.67
510
4-5
12.25
186.62
265
N-6
110.80
221.6
380
510
Theo số liệu tính toán bảng trên ,các dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát
nóng.
•
Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây
pg. 24
Đồ Án Lưới Điện
SV : Nguyễn Văn Hùng D8H5
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD : Ts Lê Thành Doanh
Tính tổn thất điện áp trên đoạn đường dây kín N-5-4-N
Ω
Ω
Loại AC-185 có ro=0,17 /km, xo=0,409 /km
- Điện trở điện kháng đường dây N-5
R=
1
.
n
ro.l = 1. 0,17. 50=8,5(
Ω
).
1
n
X = xo .l =1. 0,409. 50= 20,45(
- Điện trở điện kháng đường dây N-4
R=
1
.
n
Ω
)..
ro.l = 1.0,17. 56,56=9,61(
Ω
).
1
n
Ω
xo .l =1. 0,409. 56,56= 23,13( ).
Ω
Ω
Loại AC-70 có ro=0,45 /km, xo=0.44 /km
- Điện trở điện kháng đường dây 4-5
X=
R=
1
.
n
ro.l = 1.0,45. 41,23=18,55(
1
n
Ω
X = xo .l =1. 0,44.41,23= 18,14(
* Tổn thất điện áp lúc bình thường:
Xét đoạn N-5:
P N − 5.R
∆UbtN-5% =
=
+Q
.X
N −5
N −5
U2
đm
).
Ω
).
N − 5 ×100%
32,1.8, 5 + 15,55.20, 45
.100% = 4,88%
110 2
Trên đoạn N-4:
∆UbtN-4% =
=
P N − 4.RN − 4 +QN − 4.X N − 4
×100%
U 2đm
29,9.9, 61 + 14, 48.23,13
.100% = 5,14%
1102
pg. 25
