Đồ án môn học lưới điện
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (558.71 KB, 54 trang )
Đồ án môn học lưới điện
TS
MỤC LỤC
MỤC LỤC.......................................................................................................................................1
LỜI NÓI ĐẦU.................................................................................................................................2
CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY.........................................................................6
CHƯƠNG III.................................................................................................................................10
TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN........................................................10
3.1. Phương án 1
....................................................................................................................10
3.2. Phương án 2 .....................................................................................................................14
3.3. Phương án 3 .....................................................................................................................17
3.4. Phương án 4 .....................................................................................................................20
3.5. Phương án 5 ....................................................................................................................22
CHƯƠNG IV.................................................................................................................................28
TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KINH TẾ CHO CÁC PHƯƠNG ÁN, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
.......................................................................................................................................................28
4.1. Cơ sở lý thuyết....................................................................................................................28
4.2. Phương án 1 ....................................................................................................................29
4.2. Phương án 2 ....................................................................................................................30
4.3. Phương án 3 ......................................................................................................................30
4.4. Phương án 4 ....................................................................................................................31
4.5. Phương án 5 ....................................................................................................................31
CHƯƠNG V..................................................................................................................................33
CHỌN MBA VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH...............................................................................33
CHƯƠNG VI.................................................................................................................................36
TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA LƯỚI CÂN BẰNG CÔNG SUẤT CHÍNH XÁC.......36
CHƯƠNG VII................................................................................................................................45
TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP NÚT VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG LƯỚI ĐIỆN....................45
7.2. Điều chỉnh điện áp..............................................................................................................46
7.3. Chọn đầu phân áp cho máy biến áp....................................................................................47
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................................54
Sinh viên:
1
Đồ án môn học lưới điện
TS
LỜI NÓI ĐẦU
Ngành năng lượng đóng một vai trò hết sức quan trọng trong quá trình công
nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Chính vì vậy nó luôn được ưu tiên hàng đầu và phát
điện trước một bước so với các ngành công nghiệp khác. Việc xây dựng các nhà máy
điện mới, xuất hiện các phụ tải mới đòi hỏi các yêu cầu về thiết kế lưới điện để nối liền
nhà máy điện với các phụ tải, nối liền nhà máy điện mới với hệ thống điện cũ và nối liền
hai nhà máy điện với nhau.
Đồ án môn học: Thiết kế mạng lưới điện giúp sinh viên áp dụng một cách tổng
quan nhất những kiến thức đã học và tích luỹ trong quá trình học tập để giải quyết vấn đề
trên.
Việc thiết kế mạng lưới điện phải đạt đuợc những yêu cầu về kỹ thuật đồng thời
giảm tối đa được vốn đầu tư trong phạm vi cho phép là nhiệm vụ quan trọng đối với nền
kinh tế của nước ta hiện nay.
Trong quá trình làm đồ án với kiến thức đã được học, sự nỗ lực cố gắng của bản
thân và sự giúp đỡ, chỉ bảo của các thầy cô trong bộ môn hệ thống điện, đặc biệt là sự
hướng dẫn trực tiếp, tận tình của thầy giáo Nguyễn Ngọc Trung đã giúp em hoàn thành
đúng tiến độ bản đồ án môn học này.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã trang bị cho em kiến thức chuyên
môn để hoàn thành bản đồ án này. Tuy nhiên do trình độ có hạn nên đồ án không tránh
khỏi thiếu sót, em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo.
Hà Nội, ngày tháng năm 2016.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Quang Thái
Sinh viên:
2
Đồ án môn học lưới điện
TS
CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI, CÂN BẰNG
CÔNG SUẤT
1.1. Phân tích nguồn
Nguồn hệ thống công suất vô cùng lớn, có hệ số công suất là 0,8.
1.2. Phụ tải
Trong hệ thống điện gồm 6 phụ tải trong đó: phụ tải 1 loại III; phụ tải 2, 3, 4, 5, 6 loại
I. Thời gian sử dụng phụ tải cực đại T max = 4000h. Điện áp định mức của mạng điện thứ
cấp là 10kV. Phụ tải cực tiểu bằng 60% phụ tải cực đại: P min = 0,6.Pmax
Tính toán thông số cho phụ tải 1:
P1 max = 20 (MW)
P1 min = 0,6 × P1 max = 0,6 × 20 = 12 (MW)
cosϕ = 0,8
1 − cos 2ϕ
1 − 0,82
Q1 max = P1 max × tgϕ = P1 max ×
= 20 ×
= 15,00 (MW)
cosϕ
0,8
Q1 min = 0,6 × Q1 max = 0,6 × 15,00 = 9,00 (MW)
S1 max = P12 max + Q12 max = 202 + 15,002 = 25,00(MW )
S1 min = 0,6 × S1 max = 0,6 × 25,00 = 15,00(MW)
Tính toán tương tự cho các phụ tải còn lại ta có bảng kết quả sau:
Bảng 1.1 Số liệu về phụ tải
Pmax (MW)
1
20
2
25
3
30
4
35
5
40
6
45
Pmin (MW)
12
15
18
21
24
27
cos φ
0,8
0,82
0,84
0,86
0,88
0,9
Qmax (MVAr)
15,00
17,45
19,38
20,76
21,60
21,78
Qmin (MVAr)
9,00
10,47
11,63
12,45
12,96
13,07
Smax (MVA)
25,00
30,49
35,72
40,69
45,46
49,99
Smin (MVA)
15,00
18,29
21,43
24,42
27,28
30,00
Loại hộ phụ tải
Yêu cầu điêu chỉnh điện
áp
Điện áp thứ cấp (kV)
T
KT
KT
KT
KT
KT
III
I
I
I
I
I
22
22
22
22
22
22
Phụ tải
1.3. Sơ đồ vị trí địa lý
Sinh viên:
3
Đồ án môn học lưới điện
TS
60,00m
1
42
,4
3m
60,00m
6
3m
,4
42
3m
,4
42
42
,4
3m
2
60,00m
3
NÐ
60,00m
42
,4
3m
42
,4
3m
3m
,4
42
3m
,4
42
5
4
1.4. Cân bằng công suất
1.4.1. Cân bằng công suất tác dụng
Đặc điểm của quá trình sản xuất điện năng là công suất của các nhà máy sản xuất ra
phải luôn cân bằng với công suất tiêu thụ của các phụ tải tại mọi thời điểm.
Việc cân bằng công suất trong hệ thống điện cho thấy khả năng cung cấp của các
nguồn phát và yêu cầu của các phụ tải có cân bằng hay không, từ đó sơ bộ định ra
phương thức vận hành của các nhà máy để đảm bảo cung cấp đủ công suất, thỏa mãn các
yêu cầu về kỹ thuật và có hiệu quả kinh tế cao nhất.
Đặc biệt việc tính toán cân bằng công suất cho hệ thống trong các chế độ cực đại, cực
tiểu và chế độ sự cố, nhằm đảm bảo độ tin cậy của hệ thống, đảm bảo chỉ tiêu về chất
lượng điện cung cấp cho các phụ tải.
Tổng công suất có thể phát của nguồn điện phải bằng hoặc lớn hơn công suất yêu cầu
trong chế độ max, tính theo công thức sau:
ΣPF = ΣPyc = mΣPpt + Σ∆Pmđ
(1-1)
Trong đó:
+m: hệ số đồng thời (ở đây lấy m = 1).
+ΣPF: tổng công suất tác dụng phát của nguồn.
+ΣPyc: công suất tác dụng yêu cầu của phụ tải.
+ΣPpt: tổng công suất tác dụng cực đại của các hộ tiêu thụ. ΣPpt = 195 MW.
+Σ∆Pmđ: tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp.
Ta chọn: Σ∆Pmđ = 5% mΣPpt = 5%×195 = 9,75 MW.
Ta thấy: ΣPF = ΣPyc = mΣPpt + Σ∆Pmđ = 1×195 + 9,75 = 204,75 MW
Do giả thiết nguồn cung cấp đủ công suất tác dụng nên ta không cần cân bằng chúng.
Sinh viên:
4
Đồ án môn học lưới điện
TS
1.4.2. Cân bằng công suất phản kháng
Việc cân bằng công suất phản kháng có ý nghĩa quyết định đến điện áp của mạng
điện. Quá trình cân bằng công suất phản kháng sơ bộ nhằm phục vụ cho việc lựa chọn
dây dẫn chứ không giải quyết triệt để vấn đề thiếu công suất phản kháng.
Biểu thức cân bằng công suất phản kháng được biểu diễn như sau:
ΣQF = mΣQpt +Σ∆QB + Σ∆QL –ΣQC
( 1-2 )
Trong đó:
+ m: hệ số đồng thời (ở đây lấy m = 1).
+ ΣQF: tổng công suất phản kháng phát kinh tế của nhà máy điện.
ΣQF = ΣPF×tgϕF (tgϕF = 0,75)→ΣQF = 204,75×0,75 = 153,56 MVAr
+ ΣQpt: tổng công suất phản kháng cực đại của phụ tải.
ΣQpt = ΣPpti.tgϕpti = 115,97 MVAr
+Σ∆QB: tổng tổn thất công suất phản kháng trong các MBA của hệ thống
Ta lấy: Σ∆QB = 15%∑Qpt = 15%×115,97 = 17,4 MVAr
+Σ∆QL: tổng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây của mạng điện.
+ΣQC: tổng công suất phản kháng do dung dẫn của các đoạn đường dây cao áp
trong mạng điện sinh ra.
Với lưới điện đang xét trong tính toán sơ bộ ta có thể coi: Σ∆QL = ΣQC
Thay các thành phần vào biểu thức cân bằng công suất phản kháng (1- 2), ta có:
ΣQyc = mΣQpt + Σ∆QB + Σ∆QL – ΣQC
= 115,97 + 17,4 = 133,37 MVAr
ΣQF = 153,56 MVAr > ΣQyc = 133,37 MVAr
Do vậy trong bước tính sơ bộ ta không phải bù sơ bộ cho các phụ tải.
Sinh viên:
5
Đồ án môn học lưới điện
TS Nguyễn Ngọc Trung
CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY
2.1. NHỮNG YÊU CẦU CHÍNH ĐỐI VỚI MẠNG ĐIỆN
- Cung cấp điện liên tục:
+ Hầu hết các phụ tải trong hệ thống là những phụ tải loại I.
+ Đối với hộ tiêu thụ loại I là những hộ tiêu thụ điện quan trọng, nếu như ngừng
cung cấp điện có thể gây ra nguy hiểm đến tính mạng và sức khoẻ con người, gây thiệt
hại nhiều về kinh tế, hư hỏng thiết bị, làm hỏng hàng loạt sản phẩm, rối loạn các quá
trình công nghệ phức tạp.
+ Để thực hiện yêu cầu cung cấp điện liên tục cho các phụ tải loại I cần đảm
bảo dự phòng 100% trong mạng điện, đồng thời dự phòng được đóng tự động.
- Đảm bảo chất lượng điện năng:
+ Chất lượng điện năng gồm chất lượng về tần số và điện áp xoay chiều.
+ Khi thiết kế mạng điện thường giả thiết rằng hệ thống điện có đủ công suất để
cung cấp cho các phụ tải trong khu vực thiết kế. Vì vậy những vấn đề duy trì tần số
không cần xét.
+ Do đó các chỉ tiêu chất lượng của điện năng là các giá trị của độ lệch điện áp
ở các hộ tiêu thụ so với điện áp định mức của mạng điện thứ cấp. Trong qúa trình chọn
sơ bộ các phương án cung cấp điện, có thể đánh giá chất lượng điện năng theo các giá trị
của tổn thất điện áp.
- Đảm bảo tính linh hoạt cao:
Hệ thống thiết kế phải có tính linh hoạt cao trong vận hành. Cần phải có nhiều
phương thức vận hành hệ thống để khi với phương thức này gặp sự cố thì vận hành hệ
thống theo phương thức khác. Mục đích là đảm bảo tính liên tục cung cấp điện cho phụ
tải.
- Đảm bảo an toàn:
Trong vận hành hệ thống điện cần đảm bảo an toàn cho con người và thiết bị điện .
2.2. DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY
Trong thiết kế hiện nay, để chọn được sơ đồ tối ưu của mạng điện người ta sử dụng
phương pháp liệt kê nhiều phương án. Từ các vị trí đã cho của các phụ tải và các nguồn
cung cấp, cần dự kiến một số phương án khả thi và phương án tốt nhất sẽ chọn được trên
cơ sở so sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án đó. Sau khi phân tích cẩn thận về đối
tượng ta cần dự kiến khoảng 5 phương án hợp lý nhất. Đồng thời cần chú ý chọn các sơ
đồ đơn giản. Các sơ đồ phức tạp hơn được chọn trong trường hợp khi các sơ đồ đơn giản
không thoả mãn những yêu cầu kinh tế - kỹ thuật.
Những phương án được lựa chọn để tiến hành so sánh về kinh tế chỉ là những
phương án thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật của mạng điện.
Sinh viên: Nguyễn Quang Thái
6
Đồ án môn học lưới điện
TS Nguyễn Ngọc Trung
Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu của mạng điện là độ tin cậy và chất lượng cao của
điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ. Khi dự kiến sơ đồ của mạng điện thiết kế, trước
hết cần chú ý đến hai yêu cầu trên. Để thực hiện yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cho
các hộ tiêu thụ loại I, cần đảm bảo dự phòng 100% trong mạng điện, đồng thời dự phòng
đóng tự động. Vì vậy để cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I có thể sử dụng đường
dây hai mạch hay mạch vòng.
Trên cơ sở phân tích những đặc điểm của các nguồn cung cấp và các phụ tải cũng
như vị trí của chúng, có 5 phương án được dự kiến như sau:
1
2
42
3m
,4
,4
3m
42
60,00m
6
60,00m
3
42
,4
3m
NÐ
42
3m
,4
5
4
Hình 2.1 Phương án 1
60,00m
2
42
,4
3m
1
6
60,00m
60,00m
3
3m
,4
42
42
,4
3m
NÐ
5
4
Hình 2.2 Phương án 2
Sinh viên: Nguyễn Quang Thái
7
Đồ án môn học lưới điện
TS Nguyễn Ngọc Trung
1
2
42
,4
3m
3m
,4
42
60,00m
6
3
NÐ
42
,4
3m
3m
,4
42
3m
,4
42
5
4
Hình 2.3 Phương án 3
60,00m
2
42
,4
3m
1
60,00m
6
3
NÐ
42
,4
3m
3m
,4
42
3m
,4
42
5
4
Hình 2.4 Phương án 4
Sinh viên: Nguyễn Quang Thái
8
Đồ án môn học lưới điện
TS Nguyễn Ngọc Trung
1
2
42
,4
3m
3m
,4
42
6
60,00m
3
60,00m
42
,4
3m
3m
,4
42
42
,4
3m
NÐ
5
4
Hình 2.5 Phương án 5
Sinh viên: Nguyễn Quang Thái
9
Đồ án môn học lưới điện
TS Nguyễn Ngọc Trung
CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN
3.1. Phương án 1
1
2
42
3m
,4
,4
3m
42
60,00m
6
60,00m
3
3m
,4
42
42
,4
3m
NÐ
5
4
Hình 3.1 Sơ đồ đi dây phương án 1
3.1.1. Tính phân bố công suất
•
SNÐ – 1 = P1 + jQ1 = 20 + 15 j MVA
•
SNÐ – 2 = P2 + jQ 2 = 25 + 17, 45 j MVA
•
SNÐ – 3 = P3 + jQ3 = 30 + 19,38 j MVA
•
SNÐ – 4 = P4 + jQ 4 = 35 + 20,76 j MVA
•
SNÐ – 5 = P5 + jQ5 = 40 + 21,6 j MVA
•
SNÐ – 6 = P6 + jQ 6 = 45 + 21,78 j MVA
3.1.2. Chọn điện áp định mức
Ta sử dụng công thức Still để tính điện áp tối ưu về kinh tế của lưới điện:
U = 4,34 L + 16P (kV)
(3-1)
Trong đó:
U: điện áp vận hành (kV)
L: Chiều dài đường dây (km)
Sinh viên: Nguyễn Quang Thái
10
Đồ án môn học lưới điện
TS Nguyễn Ngọc Trung
P: Công suất tác dụng truyền tải trên đường dây (MW)
Để đơn giản ta chỉ chọn cho phương án hình tia như sau:
Bảng 3.1 Điện áp trên các đường dây
Đường dây
NĐ – 1
NĐ – 2
NĐ – 3
NĐ – 4
NĐ – 5
NĐ – 6
Li (km)
42,43
42,43
60,00
42,43
42,43
60,00
Pi (MW)
20
25
30
35
40
45
Ui (kV)
82,62
91,29
100,85
106,52
113,38
121,21
Bảng kết quả tính toán cho ta thấy tất cả các giá trị điện áp tính được đều nằm trong
khoảng (70 ÷ 170) kV.
Vậy ta chọn cấp điện áp định mức tải điện cho toàn mạng điện thiết kế Uđm = 110kV.
3.1.3. Chọn tiết diện dây
Trong bài toán quy hoạch thiết kế lưới điện, chọn dây dẫn là bài toán cơ bản nhất.
Chọn dây dẫn bao gồm chọn chọn loại dây dẫn và tiết diện dây dẫn.
Hiện nay các dây hợp kim nhôm không có lõi thép bắt đầu được sử dụng rộng rãi. Các
dây hợp kim nhôm có độ bền cơ rất tốt và lớn hơn nhiều so với độ bền cơ của dây nhôm.
Các dây hợp kim nhôm nhẹ hơn dây nhôm lõi thép, do đó cho phép giảm giá thành cột
của đường dây. Điện trở dây hợp kim nhôm nhỏ hơn so với dây nhôm lõi thép.
Ta sử dụng các loại dây dẫn trên không, dây, nhôm lõi thép (AC), đặt 2 lộ trên cùng
một cột thép, khoảng cách trung bình hình học giữa các dây dẫn pha là Dtb = 5 m.
Tiết diện dây dẫn ảnh hưởng nhiều đến vốn đầu tư để xây dựng đường dây và chi phí
vận hành của đường dây, nhưng giảm tổn thất điện năng và chi phí về tổn thất điện năng.
Vì vậy ta cần phải chọn tiết diện dây dẫn làm sao cho hàm chi phí tính toán nhỏ nhất. Ta
sẽ sử dụng phương pháp mật độ dòng điện kinh tế để tìm tiết diện dây dẫn:
I
Fkt = max
(3-2)
J kt
Trong đó
Fkt: tiết diện kinh tế của dây dẫn
Jkt: mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm2. Jkt chọn chung cho toàn lưới theo điều
kiện Tmax và dây AC.( Với Tmax = 4000 h, dây AC ta có Jkt = 1,1 A/mm2)
Imax: dòng điện chạy trên đường dây cho chế độ cực đại, A.
Giá trị dòng điện này được xác định theo công thức sau:
Imax =
P 2 max + Q 2 max
n 3 U dm
×103 (A)
(3-3)
Trong đó
Sinh viên: Nguyễn Quang Thái
11
Đồ án môn học lưới điện
TS Nguyễn Ngọc Trung
n: số mạch đường dây(đường dây kép thì n = 2, đường dây đơn thì n = 1)
Uđm: điện áp định mức của lưới điện, kV
Pmax , Qmax: dòng công suất tác dụng và công suất phản kháng cực đại chạy trên
đường dây, (MW, MVAr)
Sau khi tính tiết diện theo công thức (3-2) ta tiến hành chọn tiết diện dây dẫn gần
nhất và kiểm tra các điều kiện về: phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sự cố; độ bền
cơ của dây và kiểm tra điều kiện về sự tạo thành vầng quang và tổn thất điện áp cho
phép. Chọn dây dẫn có tiết diện nằm trong dãy tiêu chuẩn: 70 – 95 – 120 – 150 – 185 –
240 – 300.
Tính chọn dây dẫn cho đoạn NĐ – 1
Dòng điện cực đại chạy trên đoạn NĐ – 1:
2
2
PNĐ
– 1 + Q NĐ – 1
I NĐ – 1 =
FNĐ – 1 =
1× 3 × U đm
× 103 =
202 + 15,002
×103 = 131, 22A
1× 3 × 110
I NĐ – 1 131, 22
=
= 119, 29 mm 2
J kt
1,1
Ta chọn dây AC-120 cho đoạn NĐ – 1
Sau khi tính toán tương tự cho các đoạn đây khácta được bảng kết quả lựa chọn dây
dẫn cho phương án sau:
Bảng 3.2 Tiết diện dây dẫn trên các đường dây
Đường dây
L
(km)
P
(MW)
Q
(MVAr)
Imax
(A)
Fkt
(mm2)
Ftc
(mm2)
NĐ – 1
42,43
20
15,00
131,22
119,29
AC-120
NĐ – 2
42,43
25
17,45
80,01
72,74
AC-70
NĐ – 3
60,00
30
19,38
93,73
85,21
AC-95
NĐ – 4
42,43
35
20,76
106,79
97,09
AC-95
NĐ – 5
42,43
40
21,60
119,30
108,46
AC-120
NĐ – 6
60,00
45
21,78
131,20
119,27
AC-120
Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn
Xét các trường hợp sự cố để kiểm tra: Với lộ kép ta xét trường hợp đứt 1 lộ, với
mạch vòng thì ta phải xét cụ thể sự cố xảy ra trên từng nhánh. Riêng đối với các đường
dây liên lạc phải xét thêm sự cố hỏng tổ máy của từng nhà máy cụ thể.
Điều kiện kiểm tra theo điều kiện phát nóng là: Isc max ≤ Icp
Trong đó
Isc max: dòng điện lớn nhất chạy trên dây dẫn trong các trường hợp sự cố, kA
Icp : tra bảng theo tiết điện dây dẫn và ứng với nhiệt độ tối đa là 250C, kA
Khi sự cố đứt 1 lộ đường dây thì dòng điện chạy trên đường dây còn lại tăng lên gấp
2 lần dòng điện lúc bình thường: Isc =2Imax
Bảng 3.3 Kết quả kiểm tra các đường dây theo điều kiện phát nóng
Sinh viên: Nguyễn Quang Thái
12
Đồ án môn học lưới điện
Đường dây
L(km)
TS Nguyễn Ngọc Trung
P(MW)
Q(MVAr)
Imax(A)
Ftc
Isc max(A)
Icp(A)
NĐ – 1
42,43
20
15,00
131,22 AC-120
380
NĐ – 2
42,43
25
17,45
80,01
AC-70
160,02
265
NĐ – 3
60,00
30
19,38
93,73
AC-95
187,46
330
NĐ – 4
42,43
35
20,76
106,79
AC-95
213,59
330
NĐ – 5
42,43
40
21,60
119,30 AC-120
238,60
380
NĐ – 6
60,00
45
21,78
131,20 AC-120
262,40
380
Từ bảng tổng kết trên ta thấy tiết diện dây dẫn các đường dây đã chọn thoả mãn điều
kiện phát nóng cho phép.
Thông số của đường dây
Xét đoạn đường dây NĐ – 1:
Dây AC-120 có: r0 = 0,27Ω/km ; x0 = 0,423Ω/km; b0 = 2,69.10-6 S/km
1
1
R NĐ – 1 = × r0 NĐ – 1 × l NĐ – 1 = × 0, 27 × 42, 43 = 11, 46 Ω
n
1
1
1
X NĐ – 1 = × x 0 NĐ – 1 × l NĐ – 1 = × 0, 423 × 42, 43 = 17,95 Ω
n
1
BNĐ – 1 1
1
= × n × b 0 NĐ – 1 × l NĐ – 1 = ×1× 2, 69 × 10 −6 × 42, 43 = 0,57 ×10 −4 S
2
2
2
Tính toán tương tự cho các đường dây khác ta được:
Bảng 3.4 Thông số của các đường dây phương án 1
Đường dây
NĐ – 1
NĐ – 2
NĐ – 3
NĐ – 4
NĐ – 5
NĐ – 6
L
(km)
F
(mm2)
ro
(Ω/km)
xo
(Ω/km)
bo
(10 S/km)
RD
(Ω)
XD
(Ω)
BD/2
(10-4S)
0,27
0,46
0,33
0,33
0,27
0,27
0,423
0,440
0,429
0,429
0,423
0,423
2,69
2,58
2,65
2,65
2,69
2,69
11,46
9,76
9,90
7,00
5,73
8,10
17,95
9,34
12,87
9,10
8,97
12,69
0,57
1,10
1,59
1,12
1,14
1,61
42,43 AC-120
42,43 AC-70
60,00 AC-95
42,43 AC-95
42,43 AC-120
60,00 AC-120
-6
3.1.4. Tính ΔU trong chế độ bình thường và sự cố
Tổn thất điện áp trong chế độ làm việc bình thường:
P×R + Q×X
∆U bt ( % ) =
× 100% ≤ ∆U bt cp = 15%
2
U đm
Xét đoạn đường dây NĐ – 1 :
P
× R NĐ – 1 + Q NĐ – 1 × X NĐ – 1
∆U bt NĐ – 1 ( % ) = NĐ – 1
× 100%
2
U đm
20 × 11, 46 + 15,00 × 17,95
× 100% = 4,12 % < ∆U bt cp = 15%
1102
Tổn thất điện áp khi có sự cố đứt 1 mạch của đường dây kép:
∆USC (%) = 2.∆Ubt (%) ≤ ∆U sc cp = 25%
⇒ ∆U bt NĐ – 1 ( % ) =
Sinh viên: Nguyễn Quang Thái
13
Đồ án môn học lưới điện
TS Nguyễn Ngọc Trung
Tính toán tương tự cho các đoạn đường dây còn lại.
Bảng 3.5 Tổn thất điện áp trong chế độ làm việc phương án 1
Đường dây
RD(Ω)
XD(Ω)
P(MW)
Q(MVAr)
∆Ubt%
ΔUSC(%)
NĐ – 1
NĐ – 2
NĐ – 3
NĐ – 4
NĐ – 5
NĐ – 6
11,46
9,76
9,90
7,00
5,73
8,10
17,95
9,34
12,87
9,10
8,97
12,69
20
25
30
35
40
45
15,00
17,45
19,38
20,76
21,60
21,78
4,12
3,36
4,52
3,59
3,50
5,30
6,73
9,03
7,17
6,99
10,59
Vậy trong phương án này ta có: ΔUmax bt(%) = 5,30%; ΔUmax SC(%) = 10,59%
Kết luận: Phương án 1 đạt tiêu chuẩn kĩ thuật.
3.2. Phương án 2
60,00m
2
42
,4
3m
1
60,00m
6
60,00m
3
3m
,4
42
42
,4
3m
NÐ
5
4
Hình 3.2 Sơ đồ đi dây phương án 2
3.2.1. Tính phân bố công suất
•
S2 – 1 = P1 + jQ1 = 20 + 15 j MVA
•
SNÐ – 2 = (P1 + P2 ) + j(Q1 + Q 2 ) = ( 20 + 25) + j(15 + 17, 45) = 45 + 32, 45 jMVA
•
SNÐ – 3 = P3 + jQ3 = 30 + 19,38 j MVA
•
SNÐ – 4 = P4 + jQ 4 = 35 + 20,76 j MVA
•
SNÐ – 5 = P5 + jQ5 = 40 + 21,6 j MVA
•
SNÐ – 6 = P6 + jQ6 = 45 + 21,78 j MVA
Sinh viên: Nguyễn Quang Thái
14
Đồ án môn học lưới điện
TS Nguyễn Ngọc Trung
3.2.2. Chọn điện áp định mức
Bảng 3.6 Điện áp trên các đường dây
Đường dây
Li (km)
Pi (MW)
Ui (kV)
NĐ – 2
42,43
45
119,84
2–1
60,00
20
NĐ – 3
60,00
30
100,85
NĐ – 4
42,43
35
106,52
NĐ – 5
42,43
40
113,38
NĐ – 6
60,00
45
121,21
Bảng kết quả tính toán cho ta thấy tất cả các giá trị điện áp tính được đều nằm trong
khoảng (70 ÷ 170) kV.
Vậy ta chọn cấp điện áp định mức tải điện cho toàn mạng điện thiết kế Uđm = 110kV.
3.2.3. Chọn tiết diện dây
Tính chọn dây dẫn cho đoạn NĐ – 2 – 1:
Dòng điện cực đại chạy trên đoạn NĐ – 2:
2
2
PNĐ
– 2 + Q NĐ – 2
I NĐ – 2 =
2 × 3 × U đm
FNĐ – 2 =
× 103 =
452 + 32, 452
×103 = 145, 60 A
2 × 3 × 110
I NĐ – 2 145,60
=
= 132,36 mm 2
J kt
1,1
Ta chọn dây Error! Not a valid link.20 cho đoạn NĐ – 2
Dòng điện cực đại chạy trên đoạn 2 – 1:
P22 – 1 + Q 22 – 1
I2 – 1 =
F2 – 1 =
1 × 3 × U đm
202 + 15,00 2
× 10 =
× 103 = 131, 22 A
1 × 3 × 110
3
I2 – 1 131, 22
=
= 119, 29 mm 2
J kt
1,1
Ta chọn dây Error! Not a valid link.120 cho đoạn 2 – 1
Tính toán tương tự cho các lộ đường dây khác ta được bảng kết quả sau:
Bảng 3.7 Tiết diện dây dẫn trên các đường dây phương án 2
Đường dây
L (km)
P (MW)
Q (MVAr)
Imax (A)
Fkt (mm2)
Ftc (mm2)
NĐ – 2
42,43
45
32,45
145,60
132,36
AC-120
2–1
60,00
20
15,00
131,22
119,29
AC-120
NĐ – 3
60,00
30
19,38
93,73
85,21
AC-95
NĐ – 4
42,43
35
20,76
106,79
97,09
AC-95
NĐ – 5
42,43
40
21,60
119,30
108,46
AC-120
NĐ – 6
60,00
45
21,78
131,20
119,27
AC-120
Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn
Bảng 3.8 Kết quả kiểm tra các đường dây theo điều kiện phát nóng
Sinh viên: Nguyễn Quang Thái
15
Đồ án môn học lưới điện
Đường dây
L(km)
P(MW)
TS Nguyễn Ngọc Trung
Q(MVAr)
Imax(A)
Ftc
Isc max(A)
Icp(A)
NĐ – 2
42,43
45
32,45
145,60 AC-120
291,19
380
2–1
60,00
20
15,00
131,22 AC-120
380
NĐ – 3
60,00
30
19,38
93,73
AC-95
187,46
330
NĐ – 4
42,43
35
20,76
106,79
AC-95
213,59
330
NĐ – 5
42,43
40
21,60
119,30 AC-120
238,60
380
NĐ – 6
60,00
45
21,78
131,20 AC-120
262,40
380
Từ bảng tổng kết trên ta thấy tiết diện dây dẫn các đường dây đã chọn thoả mãn điều
kiện phát nóng cho phép.
Thông số của đường dây
Bảng 3.9 Thông số của các đường dây phương án 2
Đường
dây
L
(km)
Ftc
(mm2)
ro
(Ω/km)
xo
(Ω/km)
bo
(10-6S/km)
RD
(Ω)
XD
(Ω)
BD/2
(10-4S)
NĐ – 2
2–1
NĐ – 3
NĐ – 4
NĐ – 5
NĐ – 6
42,43
60,00
60,00
42,43
42,43
60,00
AC-120
AC-120
AC-95
AC-95
AC-120
AC-120
0,27
0,27
0,33
0,33
0,27
0,27
0,423
0,423
0,429
0,429
0,423
0,423
2,69
2,69
2,65
2,65
2,69
2,69
5,73
16,20
9,90
7,00
5,73
8,10
8,97
25,38
12,87
9,10
8,97
12,69
1,14
0,81
1,59
1,12
1,14
1,61
3.2.4. Tính ΔU trong chế độ bình thường và sự cố
Tổn thất điện áp trong chế độ làm việc bình thường
Xét đoạn đường dây NĐ – 2 :
P
× R NĐ – 2 + Q NĐ – 2 × X NĐ – 2
∆U bt NĐ – 2 ( % ) = NĐ – 2
× 100%
2
U đm
45 × 5,73 + 32, 45 × 8,97
× 100% = 4,54 %
1102
Xét đoạn đường dây 2 – 1:
P × R 2 – 1 + Q2 – 1 × X 2 – 1
∆U bt 2 – 1 ( % ) = 2 – 1
× 100%
2
U đm
⇒ ∆U bt NĐ – 2 ( % ) =
20 × 16, 20 + 15,00 × 25,38
× 100% = 5,82 %
1102
Vậy tổn thất điện áp trong chế độ làm việc bình thưởng của đoạn dây NĐ – 2 – 1 là:
∆Ubt NĐ - 2 - 1(%) = ∆Ubt NĐ - 2 + ∆Ubt 2 - 1 = 4,54 + 5,82 = 10,36 %
Tổn thất điện áp khi có sự cố nặng nề nhất
* Đứt 1 mạch của đường dây kép:
Đoạn NĐ – 2: ∆USC NĐ – 2 (%) = 2 × ∆Ubt NĐ – 2(%) = 2 × 4,54 = 9,07%
Vậy tổn thất điện áp trong chế độ sự cố của đoạn dây NĐ – 2 – 1 là:
∆Usc NĐ - 2 - 1(%) = ∆USC NĐ - 2 + ∆Ubt 2 - 1 = 9,07 + 5,82 = 14,90 %
Tính toán cho các đoạn đường dây còn lại tương tự như phương án 1.
Bảng 3.10 Tổn thất điện áp trong chế độ làm việc
⇒ ∆U bt 2 – 1 ( % ) =
Sinh viên: Nguyễn Quang Thái
16
Đồ án môn học lưới điện
TS Nguyễn Ngọc Trung
Đường dây
ΔUbt(%)
ΔUSC(%)
Sự cố
Đứt 1 mạch NĐ – 2
NĐ – 2
4,54
9,07
2–1
5,82
Đứt 1 mạch NĐ – 2
NĐ – 2 – 1
10,36
14,90
Đứt 1 mạch
NĐ – 3
4,52
9,03
Đứt 1 mạch
NĐ – 4
3,59
7,17
Đứt 1 mạch
NĐ – 5
3,50
6,99
Đứt 1 mạch
NĐ – 6
5,30
10,59
Vậy trong phương án này ta có: ΔUmax bt(%) = 10,36 %; ΔUmax SC(%) = 14,90%
Kết luận: Phương án 2 đạt tiêu chuẩn kĩ thuật.
3.3. Phương án 3
1
2
42
,4
3m
3m
,4
42
60,00m
6
3
NÐ
42
,4
3m
3m
,4
42
3m
,4
42
5
4
Hình 3.3 Sơ đồ đi dây phương án 3
3.3.1. Tính phân bố công suất
•
SNÐ – 1 = P1 + jQ1 = 20 + 15 j MVA
•
SNÐ – 2 = P2 + jQ 2 = 25 + 17, 45 j MVA
•
SNÐ – 3 = P3 + jQ3 = 30 + 19,38 j MVA
•
SNÐ – 4 = P4 + jQ 4 = 35 + 20,76 j MVA
•
S5 – 6 = P6 + jQ 6 = 45 + 21,78j MVA
•
SNÐ – 5 = (P5 + P6 ) + j(Q5 + Q6 ) = (40 + 45) + j(21, 60 + 21,78) = 85 + 43,38 jMVA
3.3.2. Chọn điện áp định mức
Bảng 3.11 Điện áp trên các đường dây
Sinh viên: Nguyễn Quang Thái
17
Đồ án môn học lưới điện
TS Nguyễn Ngọc Trung
Đường dây
Li (km)
Pi (MW)
Ui (kV)
NĐ – 2
42,43
45
119,84
2–1
42,43
20
NĐ – 3
60
30
100,85
NĐ – 4
42,43
35
106,52
NĐ – 5
42,43
40
113,38
NĐ – 6
42,43
45
121,21
Bảng kết quả tính toán cho ta thấy tất cả các giá trị điện áp tính được đều nằm trong
khoảng (70 ÷ 170) kV.
Vậy ta chọn cấp điện áp định mức tải điện cho toàn mạng điện thiết kế Uđm = 110kV.
3.3.3. Chọn tiết diện dây
Tính chọn dây dẫn cho đoạn NĐ – 5 – 6:
Dòng điện cực đại chạy trên đoạn NĐ – 5:
I NĐ – 5 =
FNĐ – 5 =
2
2
PNĐ
– 5 + Q NĐ – 5
2 × 3 × U đm
852 + 43,382
× 10 =
× 103 = 250, 44 A
2 × 3 × 110
3
I NĐ – 5 250, 44
=
= 227,67 mm 2
J kt
1,1
Ta chọn dây AC-240 cho đoạn NĐ – 5
Dòng điện cực đại chạy trên đoạn 5 – 6:
P52 – 6 + Q52 – 6
I5 – 6 =
F5 – 6 =
2 × 3 × U đm
× 103 =
452 + 21,782
× 103 = 131, 20 A
2 × 3 × 110
I5 – 6 131, 20
=
= 119, 27 mm 2
J kt
1,1
Ta chọn dây Error! Not a valid link.120 cho đoạn 5 – 6
Tính toán tương tự cho các lộ đường dây khác ta được bảng kết quả sau:
Bảng 3.12 Tiết diện dây dẫn trên các đường dây phương án 3
Đường dây
L (km)
P (MW)
Q (MVAr)
Fkt (mm2)
Imax (A)
Ftc (mm2)
NĐ – 1
42,43
20
15,00
131,22
119,29
AC-120
NĐ – 2
42,43
25
17,45
80,01
72,74
AC-70
NĐ – 3
60,00
30
19,38
93,73
85,21
AC-95
NĐ – 4
42,43
35
20,76
106,79
97,09
AC-95
NĐ – 5
42,43
85
43,38
250,44
227,67
AC-240
5–6
42,43
45
21,78
131,20
119,27
AC-120
Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn
Bảng 3.13 Kết quả kiểm tra các đường dây theo điều kiện phát nóng
Đường dây
L(km)
P(MW)
Q(MVAr)
Imax(A)
Ftc
NĐ – 1
42,43
20
15,00
131,22
AC-120
Sinh viên: Nguyễn Quang Thái
Isc max(A)
Icp(A)
380
18
Đồ án môn học lưới điện
TS Nguyễn Ngọc Trung
NĐ – 2
42,43
25
17,45
80,01
AC-70
160,02
265
NĐ – 3
60,00
30
19,38
93,73
AC-95
187,46
330
NĐ – 4
42,43
35
20,76
106,79
AC-95
213,59
330
NĐ – 5
42,43
85
43,38
250,44 AC-240
500,88
605
5–6
42,43
45
21,78
131,20 AC-120
262,40
380
Từ bảng tổng kết trên ta thấy tiết diện dây dẫn các đường dây đã chọn thoả mãn điều
kiện phát nóng cho phép.
Thông số của đường dây
Bảng 3.14 Thông số của các đường dây phương án 3
Đường
dây
L
(km)
Ftc
(mm2)
ro
(Ω/km)
xo
(Ω/km)
bo
(10-6S/km)
RD
(Ω)
XD
(Ω)
BD/2
(10-4S)
NĐ – 1
NĐ – 2
NĐ – 3
NĐ – 4
NĐ – 5
5–6
42,43
42,43
60,00
42,43
42,43
42,43
AC-120
AC-70
AC-95
AC-95
AC-240
AC-120
0,27
0,46
0,33
0,33
0,13
0,27
0,423
0,440
0,429
0,429
0,390
0,423
2,69
2,58
2,65
2,65
2,86
2,69
11,46
9,76
9,90
7,00
2,76
5,73
17,95
9,34
12,87
9,10
8,27
8,97
0,57
1,10
1,59
1,12
1,21
1,14
3.3.4. Tính ΔU trong chế độ bình thường và sự cố
Tổn thất điện áp trong chế độ làm việc bình thường
Xét đoạn đường dây NĐ – 5 :
P
× R NĐ – 5 + Q NĐ – 5 × X NĐ – 5
∆U bt NĐ – 5 ( % ) = NĐ – 5
× 100%
2
U đm
85 × 2,76 + 43,38 × 8, 27
× 100% = 4,90 %
1102
Xét đoạn đường dây 5 – 6:
P × R 5 – 6 + Q5 – 6 × X 5 – 6
∆U bt 5 – 6 ( % ) = 5 – 6
× 100%
2
U đm
⇒ ∆U bt NĐ – 5 ( % ) =
45 × 5,73 + 21,78 × 8,97
× 100% = 3,75 %
110 2
Vậy tổn thất điện áp trong chế độ làm việc bình thưởng của đoạn dây NĐ – 5 – 6 là:
∆Ubt NĐ - 5 - 6(%) = ∆Ubt NĐ - 5 + ∆Ubt 5 - 6 = 4,90 + 3,75 = 8,65 %
Tổn thất điện áp khi có sự cố nặng nề nhất
* Đứt 1 mạch của đường dây kép:
Đoạn NĐ – 5: ∆USC NĐ – 5 (%) = 2 × ∆Ubt NĐ – 5(%) = 2 × 4,90 = 9,81%
Vậy tổn thất điện áp trong chế độ sự cố của đoạn dây NĐ – 5 – 6 là:
∆Usc NĐ - 5 - 6(%) = ∆USC NĐ - 5 + ∆Ubt 5 - 6 = 9,81 + 3,75 = 13,55 %
Đoạn 5 – 6: ∆USC 5 – 6 (%) = 2 × ∆Ubt 5 – 6(%) = 2 × 3,75 = 7,49%
Vậy tổn thất điện áp trong chế độ sự cố của đoạn dây NĐ – 5 – 6 là:
∆Usc NĐ - 5 - 6(%) = ∆Ubt NĐ - 5 + ∆USC 5 - 6 = 4,90 + 7,49 = 12,39 %
Tính toán cho các đoạn đường dây còn lại tương tự như phương án 1.
⇒ ∆U bt 5 – 6 ( % ) =
Sinh viên: Nguyễn Quang Thái
19
Đồ án môn học lưới điện
TS Nguyễn Ngọc Trung
Bảng 3.15Tổn thất điện áp trong chế độ làm việc
Đường dây
ΔUbt(%)
ΔUSC(%)
Sự cố
NĐ – 1
4,12
Đứt 1 mạch
NĐ – 2
3,36
6,73
Đứt 1 mạch
NĐ – 3
4,52
9,03
Đứt 1 mạch
NĐ – 4
3,59
7,17
Đứt 1 mạch NĐ – 5
NĐ – 5
4,90
9,81
Đứt 1 mạch 5 – 6
5–6
3,75
7,49
Đứt 1 mạch NĐ – 5
NĐ – 5 – 6
8,65
13,55
Vậy trong phương án này ta có: ΔUmax bt(%) = 8,65 %; ΔUmax SC(%) = 13,55%
Kết luận: Phương án 3 đạt tiêu chuẩn kĩ thuật.
3.4. Phương án 4
60,00m
2
42
,4
3m
1
60,00m
6
3
NÐ
42
,4
3m
3m
,4
42
3m
,4
42
5
4
Hình 3.4 Sơ đồ đi dây phương án 4
3.4.1. Tính phân bố công suất
•
S2 – 1 = P1 + jQ1 = 20 + 15j MVA
•
SNÐ – 2 = (P1 + P2 ) + j(Q1 + Q 2 ) = ( 20 + 25) + j(15 + 17, 45) = 45 + 32, 45 jMVA
•
SNÐ – 3 = P3 + jQ3 = 30 + 19,38 j MVA
•
SNÐ – 4 = P4 + jQ 4 = 35 + 20,76 j MVA
•
S5 – 6 = P6 + jQ6 = 45 + 21,78j MVA
•
SNÐ – 5 = (P5 + P6 ) + j(Q5 + Q6 ) = (40 + 45) + j(21,60 + 21, 78) = 85 + 43,38 jMVA
Sinh viên: Nguyễn Quang Thái
20
Đồ án môn học lưới điện
TS Nguyễn Ngọc Trung
3.4.2. Chọn điện áp định mức
Bảng 3.16 Điện áp trên các đường dây
Đường dây
Li (km)
Pi (MW)
Ui (kV)
NĐ – 2
42,43
45
119,84
2–1
60,00
20
NĐ – 3
60,00
30
100,85
NĐ – 4
42,43
35
106,52
NĐ – 5
42,43
85
162,53
5–6
42,43
45
Bảng kết quả tính toán cho ta thấy tất cả các giá trị điện áp tính được đều nằm trong
khoảng (70 ÷ 170) kV.
Vậy ta chọn cấp điện áp định mức tải điện cho toàn mạng điện thiết kế Uđm = 110kV.
3.4.3. Chọn tiết diện dây
Tính toán tương tự như phương án 2 và 3 cho các lộ đường dây khác ta được bảng
kết quả sau:
Bảng 3.17 Tiết diện dây dẫn trên các đường dây phương án 4
Đường dây
L (km)
P (MW)
Q (MVAr)
Fkt (mm2)
Imax (A)
Ftc (mm2)
NĐ – 2
42,43
45
32,45
145,60
132,36
AC-120
2–1
60,00
20
15,00
131,22
119,29
AC-120
NĐ – 3
60,00
30
19,38
93,73
85,21
AC-95
NĐ – 4
42,43
35
20,76
106,79
97,09
AC-95
NĐ – 5
42,43
85
43,38
250,44
227,67
AC-240
5–6
42,43
45
21,78
131,20
119,27
AC-120
Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn
Bảng 3.18 Kết quả kiểm tra các đường dây theo điều kiện phát nóng
Đường dây
L(km)
P(MW)
Q(MVAr)
Imax(A)
Ftc
Isc max(A)
Icp(A)
NĐ – 2
42,43
45
32,45
145,60 AC-120
291,19
380
2–1
60,00
20
15,00
131,22 AC-120
380
NĐ – 3
60,00
30
19,38
93,73
AC-95
187,46
330
NĐ – 4
42,43
35
20,76
106,79
AC-95
213,59
330
NĐ – 5
42,43
85
43,38
250,44 AC-240
500,88
605
5–6
42,43
45
21,78
131,20 AC-120
262,40
380
Từ bảng tổng kết trên ta thấy tiết diện dây dẫn các đường dây đã chọn thoả mãn điều
kiện phát nóng cho phép.
Thông số của đường dây
Bảng 3.19 Thông số của các đường dây phương án 4
Đường
dây
L
(km)
Ftc
(mm2)
ro
(Ω/km)
xo
(Ω/km)
bo
(10 S/km)
RD
(Ω)
XD
(Ω)
BD/2
(10-4S)
NĐ – 2
2–1
42,43
60,00
AC-120
AC-120
0,27
0,27
0,423
0,423
2,69
2,69
5,73
16,20
8,97
25,38
1,14
0,81
Sinh viên: Nguyễn Quang Thái
-6
21
Đồ án môn học lưới điện
NĐ – 3
NĐ – 4
NĐ – 5
5–6
60,00
42,43
42,43
42,43
TS Nguyễn Ngọc Trung
AC-95
AC-95
AC-240
AC-120
0,33
0,33
0,13
0,27
0,429
0,429
0,390
0,423
2,65
2,65
2,86
2,69
9,90
7,00
2,76
5,73
12,87
9,10
8,27
8,97
1,59
1,12
1,21
1,14
3.4.4. Tính ΔU trong chế độ bình thường và sự cố
Tính toán cho các đoạn đường dây còn lại tương tự như phương án 2 và phương án
3.
Bảng 3.20 Tổn thất điện áp trong chế độ làm việc
Đường dây
ΔUbt(%)
ΔUSC(%)
Sự cố
Đứt 1 mạch NĐ – 2
NĐ – 2
4,54
9,07
2–1
5,82
Đứt 1 mạch NĐ – 2
NĐ – 2 – 1
10,36
14,90
Đứt 1 mạch
NĐ – 3
4,52
9,03
Đứt 1 mạch
NĐ – 4
3,59
7,17
Đứt 1 mạch NĐ – 5
NĐ – 5
4,90
9,81
Đứt 1 mạch 5 – 6
5–6
3,75
7,49
Đứt 1 mạch NĐ – 5
NĐ – 5 – 6
8,65
13,55
Vậy trong phương án này ta có: ΔUmax bt(%) = 10,36 %; ΔUmax SC(%) = 14,90%
Kết luận: Phương án 4 đạt tiêu chuẩn kĩ thuật.
3.5. Phương án 5
1
2
42
,4
3m
3m
,4
42
6
60,00m
3
60,00m
5
42
,4
3m
3m
,4
42
42
,4
3m
NÐ
4
Hình 3.5 Sơ đồ đi dây phương án 5
3.5.1. Tính phân bố công suất
Phương án 5 chỉ khác phương án 1 ở mạch vòng NĐ – 3 – 4 – NĐ, vì vậy ta xét
riêng mạch vòng, các nhánh còn lại tính toán như phương án
Sinh viên: Nguyễn Quang Thái
22
Đồ án môn học lưới điện
TS Nguyễn Ngọc Trung
Để đơn giản cho tính toán, trước hết ta coi 3 đoạn đường dây trên đồng nhất và có
cùng tiết diện, dòng công suất chạy trên các đoạn đường dây của mạch vòng này được
xác định như sau:
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ – 3:
•
SNĐ – 3
•
•
S3 × (l3 – 4 + l NĐ – 4 ) + S4 × l NĐ – 4
=
l NĐ – 3 + l3 – 4 + l NĐ – 4
=
( 30 + 19,38j) × (42, 43 + 42, 43) + ( 35 + 20,76 j) × 42, 43
60,00 + 42, 43 + 42, 43
= 27,83+17,43j MVA
Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ – 4:
•
SNĐ – 4
•
•
S4 × (l3 – 4 + l NÐ – 3 ) + S3 × l NÐ – 3
=
l NÐ – 3 + l3 – 4 + l NÐ – 4
=
( 35 + 20,76 j) × (42, 43 + 60) + ( 30 + 19,38j) × 60
60 + 42, 43 + 42, 43
= 37,17+22,71j MVA
Dòng công suất chạy trên đoạn 3 – 4:
•
•
•
S 3 – 4 = S NĐ – 3 - S 3 = (27,83+17,43j) – (30+19,38j) = -2,17-1,95j MVA
Nút 3 nhận công suất từ 2 phía vì thế nút 3 là nút phân công suất của mạch vòng NĐ
– 3 – 4 – NĐ.
3.3.2. Chọn điện áp định mức
Bảng 3.21 Điện áp trên các đường dây
Đường dây
NĐ – 1
NĐ – 2
NĐ – 3
NĐ – 4
3–4
NĐ – 5
NĐ – 6
Li (km)
42,43
42,43
60,00
42,43
42,43
42,43
60
Pi (MW)
20
25
27,83
37,17
2,17
40
45
Ui (kV)
82,62
91,29
97,56
109,55
113,38
121,21
Bảng kết quả tính toán cho ta thấy tất cả các giá trị điện áp tính được đều nằm trong
khoảng (70 ÷ 170) kV.
Vậy ta chọn cấp điện áp định mức tải điện cho toàn mạng điện thiết kế Uđm = 110kV.
3.3.3. Chọn tiết diện dây
Tính chọn dây dẫn cho đoạn mạch vòng NĐ – 3 – 4 – NĐ:
Dòng điện cực đại chạy trên đoạn NĐ – 3:
Sinh viên: Nguyễn Quang Thái
23
Đồ án môn học lưới điện
TS Nguyễn Ngọc Trung
2
2
PNÐ
– 3 + Q NÐ – 3
I NÐ – 3 =
3 × U đm
⇒ FNĐ – 3 =
× 103 =
27, 832 + 17, 432
× 103 = 172, 35 A
3 × 110
I NĐ – 3 172,35
=
= 156,69 mm 2
J kt
1,1
Ta chọn dây Error! Not a valid link.50 với đoạn NĐ – 3
Dòng điện cực đại chạy trên đoạn 4 – 3:
I3 – 4 =
P32 – 4 + Q32 – 4
⇒ F3 – 4 =
3 × U đm
2,17 2 + 1,952
× 103 = 15,31 A
3 × 110
× 10 =
3
I3– 4 15,31
=
= 13,92 mm 2
J kt
1,1
Ta chọn dây Error! Not a valid link. với đoạn 3 – 4
Dòng điện cực đại chạy trên đoạn NĐ – 4:
I NÐ – 4 =
2
2
PNÐ
– 4 + Q NÐ – 4
3 × U đm
⇒ FNĐ – 4 =
× 103 =
37,17 2 + 22,712
× 103 = 228,62 A
3 × 110
I NĐ – 4 228,62
=
= 207,84 mm 2
J kt
1,1
Ta chọn dây Error! Not a valid link.85 với đoạn NĐ – 4
Tính toán cho các lộ đường dây khác tương tự phương án 1 ta có bảng số liệu sau:
Bảng 3.22 Tiết diện dây dẫn trên các đường dây phương án 5
Đường dây
L (km)
P (MW)
Q (MVAr)
Imax (A)
Fkt (mm2)
Ftc (mm2)
NĐ – 1
42,43
20,00
15,00
131,22
119,29
AC-120
NĐ – 2
42,43
25,00
17,45
80,01
72,74
AC-70
NĐ – 3
60,00
27,83
17,43
172,35
156,69
AC-150
NĐ – 4
42,43
37,17
22,71
228,62
207,84
AC-185
3–4
42,43
2,17
1,95
15,31
13,92
AC-70
NĐ – 5
42,43
40,00
21,60
119,30
108,46
AC-120
NĐ – 6
60,00
45,00
21,78
131,20
119,27
AC-120
Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn
Kiểm tra điều kiện phát nóng cho đoạn mạch vòng NĐ – 3 – 4 – NĐ
Với mạch vòng đã cho, dòng điện chạy trên đoạn 3 – 4 sẽ có giá trị lớn nhất khi
ngừng 1 trong 2 đường dây NĐ – 3, NĐ – 4:
Trường hợp ngừng đường dây NĐ – 3:
ISC 3 – 4 =
P32 + Q32
3 × U đm
× 103 =
Sinh viên: Nguyễn Quang Thái
302 + 19,382
× 103 = 187, 46 A
3 × 110
24
Đồ án môn học lưới điện
ISC NÐ – 4 =
TS Nguyễn Ngọc Trung
(P3 + P4 ) 2 + (Q 3 + Q 4 ) 2
3 × U đm
×103 =
652 + 40,142
×103
3 × 110
= 400,97 A
Trường hợp ngừng đường dây NĐ – 4:
P42 + Q 24
ISC 4 – 3 =
3 × U đm
ISC NÐ – 3 =
352 + 20,762
× 103 = 213,59 A
3 × 110
× 103 =
(P3 + P4 ) 2 + (Q3 + Q 4 ) 2
3 × U đm
× 103 =
652 + 40,142
× 103
3 × 110
= 400,97 A
Tính toán tương tự cho các đường dây khác ta có bảng kết quả kiểm tra sau:
Bảng 3.23 Kết quả kiểm tra các đường dây theo điều kiện phát nóng phương án 5
Đường
dây
L(km)
P(MW)
Q(MVAr)
Imax(A)
Ftc
Isc max(A)
Icp(A)
NĐ – 1
42,43
20,00
15,00
131,22
AC-120
380
NĐ – 2
42,43
25,00
17,45
80,01
AC-70
160,02
265
NĐ – 3
60,00
27,83
17,43
172,35
AC-150
400,97
445
NĐ – 4
42,43
37,17
22,71
228,62
AC-185
400,97
510
3–4
42,43
2,17
1,95
15,31
AC-70
213,59
265
NĐ – 5
42,43
40,00
21,60
119,30
AC-120
238,60
380
NĐ – 6
60,00
45,00
21,78
131,20
AC-120
262,40
380
Từ bảng tổng kết trên ta thấy tiết diện dây dẫn các đường dây đã chọn thoả mãn điều
kiện phát nóng cho phép.
Thông số của đường dây
Bảng 3.24 Thông số của các đường dây phương án 5
Đường dây
L
(km)
F
(mm2)
r0
(Ω/km)
x0
(Ω/km)
b0
(10-6S/km)
RD
(Ω)
XD
(Ω)
BD/2
(10-4S)
NĐ – 1
NĐ – 2
NĐ – 3
NĐ – 4
3–4
NĐ – 5
NĐ – 6
42,43
42,43
60,00
42,43
42,43
42,43
60,00
AC-120
AC-70
AC-150
AC-185
AC-70
AC-120
AC-120
0,27
0,46
0,21
0,17
0,46
0,27
0,27
0,423
0,440
0,416
0,409
0,440
0,423
0,423
2,69
2,58
2,74
2,84
2,58
2,69
2,69
11,46
9,76
12,60
7,21
19,52
5,73
8,10
17,95
9,34
24,96
17,35
18,67
8,97
12,69
0,57
1,10
0,82
0,60
0,55
1,14
1,61
3.3.4. Tính ΔU trong chế độ bình thường và sự cố
Tổn thất điện áp trong chế độ làm việc bình thường
Xét mạch vòng NĐ – 3 – 4 – NĐ
Ta có:
P
× R NĐ – 3 + Q NĐ – 3 × X NĐ – 3
∆U bt NĐ – 3 % = NĐ – 3
× 100 %
2
U đm
Sinh viên: Nguyễn Quang Thái
25
