Bài tập chương động hóa học

[Type the document title]

CHƯƠNG 6
TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA LƯỚI ĐIỆN
Trong phần này ta phải xác định chính xác các trạng thái vận hành điển hình của
mạng điện, cụ thể là phải xác định chính xác tình trạng phân bố công suất trên các đoạn
đường dây của mạng điện trong ba trạng thái: phụ tải cực đại, phụ tải cực tiểu và chế
độ sự cố. Ta phải vẽ sơ đồ thay thế của mạng điện và trên đó lần lượt tính từ phụ tải
ngược lên đầu nguồn điện.
Khi xác định các dòng công suất và các tổn thất công suất, ta lấy điện áp ở tất cả các
nút trong mạng điện bằng điện áp định mức Ui = Uđm = 110kV.

6.1. Chế độ phụ tải cực đại
6.1.1. Sơ đồ nguyên lý,thay thế của mạng điện,tính toán dòng công suất
a.

2xAC-95

Đường

TPDH-40000/110

NÐ

60,83km

SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

S=30+j14,52

Trang 1

dây

NĐ-5


[Type the document title]
NÐ

SN-5

S'N-5

Zdd5 S''N-5

S'b5 Zb5 S''b5

Sb5
jQcc

jQcd

S0

Hình 6-1: Sơ đồ nguyên lý và thay thế của đoạn NĐ-5

Ta có các thông số:
▪ Đối với đường dây:

▪ Đối với máy biến áp:

Tổn thất công suất trên dây quấn máy biến áp:
Công suất trước tổng trở MBA bằng:

Công suất điện dung ở cuối đường dây bằng:
Dòng công suất vào cuộn dây cao áp của MBA 5 có giá trị:

Công suất sau tổng trở đường dây có giá trị:
Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây bằng:
SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 2

S5


[Type the document title]

Dòng công suất trước tổng trở đường dây bằng:

Công suất điện dung đầu đường dây bằng:
Công suất từ nhà máy điện truyền vào đường dây có giá trị:
b. Các đường dây NĐ-6, NĐ-7, NĐ-8, NĐ-9, HT-1, HT-3, 3-2:
Tính toán tương tự cho các phụ tải 1,2,3,6,7,8,9 ta được kết quả sau
Bảng 6-1: Thông số các phần tử trong sơ đồ thay thế
Đườn
g dây
HT–1
HT–3
3-2

NĐ-5
NĐ–6
NĐ–7
NĐ-8
NĐ–9

pt

30+j14,5
2
20+j9,68
25+j12,1
30+j14,5
2
27+j13,0
7
30+j14,5
2
22+j10,6
5
32+j15,4
9

Đường dây
Số
lộ

MBA

1

10,34+j24,88

86,38

0,042+j0,28

1,44+j34,8

2
2

5,355+j10,608
8,29+j7,93

139,74
93,03

0,058+j0,4
0,07+j0,48

1,27+j27,95
0,935+j21,75

2

10,037+j13,048

161,2

0,084+j0,56

2

8,25+j10,725

132,5

0,07+j0,48

2

11,898+j15,467

191,09

0,084+j0,56

2

9,759+j9,33

109,47

0,058+j0,4

2

9,9+j12,87

159

0,084+j0,56

SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 3

0,935+j21,75

1,27+j27,95


[Type the document title]

SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 4


[Type the document title]
Bảng 6-2. Dòng công suất và tổn thất công suất trên các phần tử

Lộ

HT-1
HT-3
3-2

MVA

Tổng

MVA

30,172+j16,945

1,023+j2,462

31,195+j19,407

31,195+j18,362

0,05+j1,14

20,05+j10,87

j1,69

45,78+j21,505

1,132+j2,243

46,912+j23,748

46,912+j22,058

25,06+j13,487

j1,25

6

25,13+j12,711

0,543+j0,52

25,673+j12,231

25,673+j11,975

0,06+j1,387
0,066+j1,597

NĐ-9

MVA

30,12+j17,71

NĐ-5

NĐ-8

MVA

0,13+j3,19

0,24+j5,717

NĐ-7

MVA

j1,04
5

Tổng

NĐ-6

MVA
r

MVA

0,07+j1,62
0,066+j1,597
0,06+j1,38
0,075+j1,816

2,698+j5,225

103,78+j52,395

30,066+j16,117

j1,95

30,15+j14,727

0,934+j1,214

31,084+j17,881

31,084+j15,931

27,07+j14,69

j1,60
3

27,14+j13,567

0,627+j0,816

27,767+j14,383

27,767+j11,78

30,066+j16,117

j2,31
2

30,15+j14,365

1,097+j1,426

31,247+j15,791

31,247+j13,479

22,06+j12,03

j1,32
6

22,118+j11,104

0,494+j0,472

22,612+j11,576

22,612+j10,25

32,075+j17,306

j1,92
4

32,159+j15,924

1,053+j1,37

33,212+j17,294

33,212+j15,37

0,337+j8,01
SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

4,205+j5,298
Trang 5

145,925+j66,81


6.1.2. Đường dây NĐ-4-HT:
Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế của đường dây:

NÐ
2xAC-70

2xAC-70

S4=30+j14,52

HT

SH-4 S'H-4

ZddH4 S''H-4

S'''N-4

S'''H-4

S''N-4 ZddN4 S'N-4 SN-4

Sb4

jQcHd

jQcHc

S0

jQcNc

NÐ

jQcNd

S'b4
Zb4
S4

Hình 6-2: Sơ đồ nguyên lý và thay thế của đoạn NĐ-4-HT
Ta có các thông số của các phần tử trong mạng điện như sau:
▪ Đối với đường dây:

▪ Đối với máy biến áp:

SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 6


• Tính dòng công suất từ NĐ chạy vào đường dây 4:

Công suất truyền vào thanh góp hạ áp của trạm tăng áp của nhà máy bằng:

Ta có tổn thất công suất trong trạm tăng áp bằng:

Công suất truyền vào thanh góp cao áp của trạm tăng áp bằng:
Ta có tổng công suất các phụ tải lấy từ thanh góp cao áp của NĐ bằng:
Như vậy công suất truyền vào đường dây NĐ-4 có giá trị:
Công suất điện dung đầu và cuối đường dây NĐ-4 là:

Công suất trước tổng trở đường dây có giá trị:

Tổn thất công suất trên đường dây NĐ-4 bằng:

Công suất sau tổng trở đường dây có giá trị:

Công suất chạy vào nút 4 bằng:

● Tính dòng công suất chạy vào cuộn dây cao áp trạm 4
Tổn thất công suất trong tổng trở máy biến áp là:

Dòng công suất trước tổng trở máy biến áp là:
SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 7


Dòng công suất đi vào cuộn cao của máy biến áp là:
● Tính dòng công suất chạy từ HT vào nút 4
Dòng công suất từ HT đi vào nút phụ tải 4:

Công suất điện dung đầu và cuối dường dây HT-4 là:
Dòng công suất sau tổng trở đường dây là

Tổn thất công suất trên đường dây HT-4 là:

Công suất trước tổng trở đường dây là:

Công suất từ HT truyền vào đường dây HT-4 là:
6.1.3. Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống:
Do hệ thống là nút cân bằng công suất nên ta chỉ cần cân bằng tại nút hệ
thống. Từ bảng 6.2 và kết quả tính ở mục 6.1.2, ta tính được công suất yêu cầu
trên thanh góp 110 kV của nút hệ thống là:

Để đảm bảo điều kiện cân bằng công suất trong hệ thống, các nguồn điện
phải cung cấp đủ công suất theo yêu cầu. Vì vậy tổng công suất tác dụng của
nhà máy và hệ thống phải bằng:
Khi đó tổng công suất phản kháng của hệ thống có thể cung cấp có giá trị:

SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 8


Như vậy:
Từ kết quả ta nhận thấy rằng công suất phản kháng do các nguồn cung cấp
lớn hơn công suất phản kháng yêu cầu. Vì vậy, ta không cần bù công suất phản
kháng trong chế độ cực đại.
6.2. Chế độ phụ tải cực tiểu:
6.2.1. Tính toán dòng công suất:
Ta tính toán tương tự như trong chế độ cực đại ta có bảng kết quả sau:

SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 9


Bảng 6-3: Thông số các phần tử trong sơ đồ thay thế

HT–1
HT–3

21+j10,16
14+j6,78

Đường dây
S
ố
lộ
1
10,34+j24,88
2 5,355+j10,608

3-2

17,5+j8,47

2

8,29+j7,93

93,03

0,07+j0,48

NĐ-5

21+j10,16

2

10,037+j13,04
8

161,2

0,084+j0,56

NĐ–6

18,9+j9,15

2

8,25+j10,725

132,5

0,07+j0,48

NĐ–7

21+j10,16

2

191,09

0,084+j0,56

NĐ-8
NĐ–9

15,4+j7,45
22,4+j10,84

2
2

109,47
159

0,058+j0,4
0,084+j0,56

Đườn
g dây

11,898+j15,46
7
9,759+j9,33
9,9+j12,87

SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

MBA

86,38
139,74

0,042+j0,28
0,058+j0,4

Trang 10

1,44+j34,8
1,27+j27,95
0,935+j21,7
5
0,935+j21,7
5
1,27+j27,95


Bảng 6-2. Dòng công suất và tổn thất công suất trên các phần tử

MVA

MVA

21,107+j10,955

0,48+j1

31,952+13,688

0,53+j1

17,599+j9,63

0,27+j0

1,28+j2
21,116+j9,55

0,45+j0

19,004+j8,817

0,3+j0

21,116+j9,188

0,52+j0

15,488+j7,208

0,24+j0

22,52+j12,29

0,54+j

2,05+j2

-Đối với đường dây NĐ-4-HT
Ta có các thông số của các phần tử trong mạng điện như sau:
▪ Đối với đường dây:

▪ Đối với máy biến áp:

• Tính dòng công suất từ NĐ chạy vào đường dây 4:

Công suất truyền vào thanh góp hạ áp của trạm tăng áp của nhà máy
bằng:
Ta có tổn thất công suất trong trạm tăng áp bằng:

Công suất truyền vào thanh góp cao áp của trạm tăng áp bằng:
Ta có tổng công suất các phụ tải lấy từ thanh góp cao áp của NĐ bằng:
Như vậy công suất truyền vào đường dây NĐ-4 có giá trị:
Công suất điện dung đầu và cuối đường dây NĐ-4 là:

Công suất trước tổng trở đường dây có giá trị:

SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 12


Tổn thất công suất trên đường dây NĐ-4 bằng:

Công suất sau tổng trở đường dây có giá trị:

Công suất chạy vào nút 4 bằng:

● Tính dòng công suất chạy vào cuộn dây cao áp trạm 4
Tổn thất công suất trong tổng trở máy biến áp là:

Dòng công suất trước tổng trở máy biến áp là:
Dòng công suất đi vào cuộn cao của máy biến áp là:
● Tính dòng công suất chạy từ HT vào nút 4
Dòng công suất từ HT đi vào nút phụ tải 4:

Công suất điện dung đầu và cuối dường dây HT-4 là:
Dòng công suất sau tổng trở đường dây là
Tổn thất công suất trên đường dây HT-4 là:

Công suất trước tổng trở đường dây là:

Công suất từ HT truyền vào đường dây HT-4 là:

SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 13


6.2.2. Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống:
Do hệ thống là nút cân bằng công suất nên ta chỉ cần cân bằng tại nút hệ
thống. Từ bảng 6.4 và kết quả tính ở mục 6.2.2, ta tính được công suất yêu
cầu trên thanh góp 110 kV của nút hệ thống là:

Để đảm bảo điều kiện cân bằng công suất trong hệ thống, các nguồn điện
phải cung cấp đủ công suất theo yêu cầu. Vì vậy tổng công suất tác dụng của

nhà máy và hệ thống phải bằng:

Khi đó tổng công suất phản kháng của hệ thống có thể cung cấp có giá trị:

Như vậy:
Từ kết quả ta nhận thấy rằng công suất phản kháng do các nguồn cung cấp
lớn hơn công suất phản kháng yêu cầu. Vì vậy, ta không cần bù công suất
phản kháng trong chế độ cực tiểu.
6.3. Chế độ sự cố
Sự cố trong mạng điện thiết kế có thể xảy ra khi ngừng một tổ máy phát,
ngừng một mạch trên đường dây hai mạch liên kết hai nhà máy với nhau,
ngừng một mạch trên các đường dây hai mạch nối từ nguồn cung cấp đến
các phụ tải. Khi xét sự cố chúng ta không giả thiết sự cố xếp chồng.
6.3.1 Sự cố ngừng một mạch trên đường dây từ nguồn đến phụ tải
Trước khi xảy ra đứt dây hệ thống điện hoạt động ở chết độ phụ tải cực đại.
Khi xảy ra đứt dây tổng trở của đoạn đường dây tăng lên gấp đôi, dung dẫn
của đường dây giảm đi một nửa.

SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 14


Đối với đường dây liên lạc NĐ-4-HT khi sự cố đứt dây ta sẽ xét đến sự cố
nặng nề nhất là đứt 1 dây trên đoạn HT-4, Tính toán tương tự như trong chế
độ cực đại ta có kết quả trong bảng sau:

SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 15

Bảng 6-5: Dòng công suất và tổn thất công suất trên các phần tử

L

MM M MM M
V V MV V V V
A A A A A A

0
,
0
H5
+
j
1
,
1
4

SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 16

2
0
,
0
5

+
j
1
0
,
8
7

j

4
5
,
7
8
1
+
j
2
2
,
4

2
,
3
+
j
4
,

5
5
4

4
8
,
0
8
1
+
j
2
6
,
9
5
4

4
8
,
0
8
1
+
j
2
6
,

1
0
9


0
,
0
6
3+
j
1
,
3
8
7

SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 17

2
5
,
0
6
+
j
1
3

,
4
8
7

j

2
5
,
1
3
+
j
1
3
,
3
3
9

1
,
1
0
9
+
j
1
,

0
6

2
6
,
2
3
9
+
j
1
4
,
3
3
9

2
6
,
2
3
9
+
j
1
3
,
7

7
1


0
,
1
1
+
Tj
1
,
5
2
7
N0
,
0
6
6
+
j
1
,
5
SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 18

3

,
4
0
9
+
j
5
,
6
1
4

7
4
,
3
2
+
j
3
9
,
8
8

3 j 3 1 3 3
0
0 , 2 2
,
, 9 , ,

0
1 2 0 0
6
5 + 7 7
6
+ j + +
+
j 2 j j
j
1 , 1 1
1
5 4 8 7
6
, 9 , ,


,
1
9 1
7 7

0
,
0
N7
+
j
1
,
6

2
N0
,
0
6
6
SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 19

2
7
,
0
7
+
j
1
4
,
6
9

7
0
2

1 2
9 1
2 7

2
7
,
1
4
+
j
1
4
,
3
7

2
8
,
4
2
6
+
j
1
6
,
0
4

1
,

2
8
6
+
j
1
,
6
7

2
8
,
4
2
6
+
j
1
5
,
2
4

j
3 j 3 2 3 3
0
0 , 2 2
,
, 2 , ,

0
1 6 4 4
6
5 + 1 1


+
j
1
,
5
9
7
N0
,
0
6
+
j
1
,
3
8

SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 20

6
+

j
1
6
,
1
1
7

+
j
1
5
,
5
2
1

j
2
,
9
4

+
j
1
8
,
4
6

1

+
j
1
7
,
3
0
5

2 j 2 1 2 2
2
2 , 3 3
,
, 0 , ,
0
1 1 1 1
6
1 2 3 3
+
8 + + +
j
+ j j j
1
j 0 1 1
2
1 , 2 2
,
1 9 , ,

0
, 6 7 0
3
7 8 3 7
6
5 2


7

0
,
0
7
5
N+
j
1
,
8
1
6
T0
,
3
3
7
+
j
SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 21

3
2
,
0
7
5
+
j
1
7
,
3
0
6

j

3
2
,
9
1
5
+
j
1
6

,
9
4

2
,
2
4
2
+
j
2
,
9
1
5
8
,
7
2
+
j
1

3
5
,
1
5
7

+
j
1
9
,
8
5
5

3
5
,
1
5
7
+
j
1
8
,
9
2
9
1
5
1
,
1
9
3

8
,
0
1

SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 22

0
,
9
8
3

+
j
8
0
,
7
6
3


Đối với đường dây HT-4-NĐ
-Xét sự cố đứt 1 mạch đường dây HT-4

Ta có các thông số của các phần tử trong mạng điện như sau:
▪ Đối với đường dây:

▪ Đối với máy biến áp:

• Tính dòng công suất từ NĐ chạy vào đường dây 4:

Công suất truyền vào thanh góp hạ áp của trạm tăng áp của nhà máy
bằng:
Ta có tổn thất công suất trong trạm tăng áp bằng:

SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 23


Công suất truyền vào thanh góp cao áp của trạm tăng áp bằng:
Ta có tổng công suất các phụ tải lấy từ thanh góp cao áp của NĐ bằng:
Như vậy công suất truyền vào đường dây NĐ-4 có giá trị:
Công suất điện dung đầu và cuối đường dây NĐ-4 là:

Công suất trước tổng trở đường dây có giá trị:

Tổn thất công suất trên đường dây NĐ-4 bằng:

Công suất sau tổng trở đường dây có giá trị:

Công suất chạy vào nút 4 bằng:

● Tính dòng công suất chạy vào cuộn dây cao áp trạm 4

Tổn thất công suất trong tổng trở máy biến áp là:

Dòng công suất trước tổng trở máy biến áp là:
Dòng công suất đi vào cuộn cao của máy biến áp là:
● Tính dòng công suất chạy từ HT vào nút 4
Dòng công suất từ HT đi vào nút phụ tải 4:

SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 24


Công suất điện dung đầu và cuối dường dây HT-4 là:
Dòng công suất sau tổng trở đường dây là
Tổn thất công suất trên đường dây HT-4 là:

Công suất trước tổng trở đường dây là:

Công suất từ HT truyền vào đường dây HT-4 là:

-Xét sự cố đứt 1 mạch đường dây NĐ-4

SV:Vũ Mạnh Tuấn – Đ6H1

Trang 25