Đồ án: Thiết kế mạng lưới điện truyền tải
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (847.74 KB, 61 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHUYÊN NGÀNH 1
THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI
Người hướng dẫn: TS. Đoàn Văn Điện
Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Duyên
Lớp: 41216BN
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
Ninh Bình, ngày ..... tháng ..... năm 2018
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. Đoàn Văn Điện
LỜI CẢM ƠN
Qua một thời gian thực hiện, đến nay đề tài: “Thiết kế mạng lưới điện 1 nguồn và
6 phụ tải” đã được hoàn thành. Trong thời gian thực hiện, em đã nhận được rất
nhiều sự giúp đỡ quý báu của các cá nhân, tập thể.
Em xin chân thành cảm ơn tới thầy TS. Đoàn Văn Điện đã hướng dẫn, giúp đỡ
em tận tình trong quá trình thực hiện đồ án. Em xin cảm ơn các thầy, cô giáo, lãnh đạo
Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên, đã giúp đỡ và tạo
điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành đồ án.
Cuối cùng em xin được bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, đã động viên và giúp
đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành nội dung đồ án.
Ninh Bình, ngày ..... tháng ..... năm 2018
DANH MỤC HÌNH VẼ
1. Sơ đồ nối dây các phương án.
2. Sơ đồ nối trạm nguồn.
3. Sơ đồ cầu ngoài.
4. Sơ đồ cầu trong.
5. Sơ đồ nối điện chính.
6. Sơ đồ nguyên lý của đường dây.
7. Sơ đồ thay thế.
DANH MỤC BẢNG BIỂU
1.Bảng tính toán điện áp định mức các phương án.
2. Bảng kết quả tính toán chọn đường dây các phương án.
3. Bảng thông số đường dây các phương án.
4. Bảng tổn thất điện áp các phương án .
5. Bảng tổng các vốn đầu tư về đường dây và tổng thất điện năng hàng năm các
phương án.
6. Bảng so sánh các kết quả tính toán về mặt kỹ thuật và kinh tế của các phương án
7. Bảng các dòng công suất và tổn thất công suất trong tổng trở MBA và trên đường
dây nối với hệ thống điện trong các chế độ.
8. Bảng kết quả tính toán điều chỉnh điện áp trong mạng điện.
9. Bảng các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ thống điện thiết kế
MỤC LỤC
Mở đầu………………………………………………………………………………….1
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
............................................................................
2
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
..............................................................
2
I. Phân tích nguồn và phụ tải
......................................................................................................
2
I.1 Nguồn điện cung cấp
........................................................................................................
2
I.2 Phụ tải điện
.......................................................................................................................
2
II. Cân bằng công suất trong hệ thống điện
..............................................................................
2
II.1 Cân bằng công suất tác dụng (P)
.....................................................................................
3
II.2 Cân bằng công suất phản kháng
......................................................................................
3
CHƯƠNG 2
....................................................................................................................................
6
TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
.....................................
6
THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN TỐI ƯU
..................................................................................................
6
I. Đặt vấn đề và dự kiến các phương án cung cấp điện
..........................................................
6
I.1 Đặt vấn đề
.........................................................................................................................
6
I.2 Lựa chọn các phương án
...................................................................................................
6
II. Tính toán các phương án
........................................................................................................
8
II.1 Phân bố công suất, chọn điện áp định mức của mạng
...................................................
8
II.2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn
.............................................................................................
8
II.3 Xác định tổn thất công suất cực đại
...............................................................................
9
II.4 Tính toán kỹ thuật các phương án
..................................................................................
9
II. 5So sánh kinh tế các phương án đạt tiêu chuẩn kỹ thuật
...............................................
27
II.6 Chọn phương án tối ưu
.................................................................................................
30
CHƯƠNG 3
..................................................................................................................................
32
LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP, SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH, TÍNH TOÁN CÁCCHẾ ĐỘ XÁC
LẬP VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐẦU PHÂN ÁP
......................................................................................
32
A. LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP
.............................................................................................
32
I. Chọn số lượng, công suất các biến áp trong các trạm hạ áp
..........................................
32
B. SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH
.................................................................................................
34
II.Chọn sơ đồ nối dây hợp lý của các trạm biến áp và vẽ sơ đồ mạng điện
....................
34
C. TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP
.......................................................................................
37
I. Chế độ phụ tải cực đại
.....................................................................................................
37
II. Chế độ phụ tải cực tiểu
..................................................................................................
40
III. Chế độ sau sự cố
............................................................................................................
43
D. Tính toán lựa chọn đầu phân áp
..........................................................................................
45
I. Tính điện áp các nút trong mạng điện
..............................................................................
45
II. Điều chỉnh điện áp trong mạng điện
..............................................................................
46
CHƯƠNG 4
..................................................................................................................................
50
TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN
..............................
50
I. Vốn đầu tư xây dựng mạng điện
.........................................................................................
50
II. Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện
....................................................................
50
III. Tổn thất điện năng trong mạng điện
.................................................................................
51
IV. Tính chi phí và giá thành
.....................................................................................................
51
KẾT LUẬNKIẾN NGHỊ VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO
............................................................
53
MỞ ĐẦU
Ngày nay, điện năng là một phần vô cùng quan trọngtrong hệ thống năng lượng
của một quốc gia. Trong điều kiện nước ta hiện nay đang trong thời kì công
nghiệp hoá và hiện đại hoá thì điện năng lại đóng vai trò vô cùng quan trọng. Điện
năng là điều kiện tiên quyểt cho việc phát triển nền nông nghiệp cũng như các
ngành sản xuất khác. Do nền kinh tế nước ta còn trong giai đoạn đang phát triển
và việc phát triển điện năng còn đang thiếu thốn so với nhu cầu tiêu thụ điện nên
việc truyền tải điện, cung cấp điện cũng như điện phânphối điệncho các hộ tiêu
thụ cần phải được tính toán kĩ lưỡng để vừa đảm bảo hợp lý về kĩ thuật cũng
như về kinh tế.
Đồ án môn học này đã đưa ra phương án có khả năng thực thi nhất trong việc
thiết kế mạng lưới điện cho một khu vực gồm các hộ tiêu thụ điện loại I và loại
III. Nhìn chung, phương án đưa ra đã đáp ứng được những yêu cầu cơ bản của
một mạng điện.
Dù đã cố gắng song đồ án vẫn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế,
em rất mong nhận được sự chỉ bảo và giúp đỡ của các thầy, để em có thể tự hoàn
thiện thêm kiến thức của mình trong các lần thiết kế đồ án sau này.
Trong quá trình làm đồ án, em xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo, đặc biết
cám ơn thầy giáo Đoàn Văn Điện đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
Sinh viên
Vũ Thị Duyên
1
CHƯƠNG 1
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
I. Phân tích nguồn và phụ tải
I.1 Nguồn điện cung cấp
Hệ thống điện có công suất vô cùng lớn nên chọn nút nguồn là nút cân bằng
công suất và nút điện áp cơ sở. Điện áp trên thanh cái nguồn khi phụ tải cực tiểu
UA=1,05Uđm, khi phụ tải cực đại UA=1,1Uđm, khi sự cố nặng nề UA=1,1Uđm.
I.2 Phụ tải điện
Hệ thống điện cần thiết kế có 6 phụ tải trong đó có 5 phụ tải loại 1 và 1 phụ
tải loại 3 đều có hệ số cos
pt
= 0.91. Thời gian sử dụng phụ tải cực đại Tmax= 5000 h
và hệ số đồng thời m=1 các phụ tải sẽ cùng đồ thị phụ tải và đạt cực đại tại cùng
thời điểm. Có 2 phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường (KT) và 4 phụ tải yêu
cầu điều chỉnh điện áp thường (T). Điện áp định mức của mạng điện thứ cấp các
trạm hạ áp bằng 22kV. Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại.
Từ số liệu các phụ tải sau khi tính toán giá trị công suất các phụ tải ở chế độ
cực đại và cực tiểu ta lập được bảng sau:
Bảng 1.1 Bảng thông số các phụ tải trong hệ thống điện thiết kế
Hộ tiêu Ṡmax =Pmax + jQmax Smax
thụ
(MVA)
1
33 + j15,04
2
40 + j18.22
3
35 + j15,95
4
29 + j13,21
5
27 + j12,30
6
29 + j13,21
Lựa chọn kỹ thuật cơ bản :
(MVA)
35,68
43,37
37,88
31,29
29,09
31,29
LNi (km) cosϕpti
58,31
67,08
50
50
50,99
78,10
0,91
0,91
0,91
0,91
0,91
0,91
_ Chọn cột thép nếu đường dây 2 mạch sẽ được đặt trên cùng một cột
_ Sử dụng đường dây trên không dây dẫn trần (ĐDTK dây dẫn trần)
_ Vật liệu làm dây dẫn dây nhôm lõi thép (AC)
_ Máy biến áp
II. Cân bằng công suất trong hệ thống điện
Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống, nguồn của hệ thống cần
phải cung cấp công suất bằng với công suất của các hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất trong
mạng điện nghĩa là cần phải thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất cung cấp và
2
công suất tiêu thụ. Dựa vào điều kiện cân bằng công suất ta kiểm tra khả năng cung
cấp điện năng của nguồn trước yêu cầu của phụ tải, để sợ bộ định ra các phương án
vận hành cho từng nhà máy điện trong hệ thống ở các trang thái vận hành phụ tải cực
đại, cực tiểu và sau sự cố.
II.1 Cân bằng công suất tác dụng (P)
PF
Ppt
Sự cân bằng công suất tác dụng phẩn ánh tần số của lưới điện.
PF: Công suất nguồn phát
Ppt: Công suất phụ tải
PF = Ppt => f = fđm
PF> Ppt=> f > fđm
PF < Ppt=> f < fđm
Biểu thức cân bằng công suất trong hệ thống điện
= m.
+
yc
pt max i
md
+
td
+
(1.1)
dt
Trong đó:
: Tổng công suất tác dụng của các hộ tiêu thụ
yc
m: hệ số đồng thời m=1
pt max i
md
: Tổng phụ tải tác dụng cực đại của hộ tiêu thụ thứ i
: Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp
md
td
= 5% m.
pt max i
(1.2)
: Tổng công suất tự dùng các nhà máy điện
dt
: Tổng công suất dự trữ trong hệ thống
Song theo yêu cầu đồ án ta có nguồn điện
* Xét từ thanh góp cao áp =>
td
= 0;
= 0, (vì nguồn có công suất vô cùng lớn)
dt
Từ (1.1) và (1.2) ta có:
HT
=
yc
= m.
pt max i
+ 5% m.
pt max i
= 1.(33 + 40 + 35 + 29 + 27 + 29) + 5%.1.( 33 + 40 + 35 + 29 + 27 + 29)
=202,65(MW)
II.2 Cân bằng công suất phản kháng
Sự cân bằng công suất phản kháng phản ánh điện áp trong hệ thống điện. Nếu
công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong
mạng điện sẽ tăng, ngược lại nếu công suất phản kháng phát ra nhỏ hơn công suất
3
phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng điện sẽ giảm. Vì vậy để đảm bảo chất
lượng cần thiết của điện áp của các hộ tiêu thụ trong mạng điện và trong hệ thống,
cần tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng. Biểu thức cân bằng công suất
phản kháng:
= m.
HT
yc
pt max i
+ QMBA + QL QC + Qdt + Qtd
(1.3)
Trong đó
HT
: Công suất phản kháng của nguồn
HT
=
HT.
tan = 202,65 . 0,455 = 92,20 (MVAr)
(1.4)
cos =0,91 => tan = 0,455
m.
pt max i
: Công suất phản kháng cực đại của các phụ tải thứ i
m: Hệ số đồng thời (m=1)
pt max i
= .
.tan
(1.5)
pt max i
= (33 + 40 + 35 + 29 + 27 + 29).0,455 = 87,815 (MVAr)
QMBA : Tổn thất công suất phản kháng trên máy biến áp
QMBA= 15%
pt max i
= 87,815.15% = 13,17 (MVAr)
(1.6)
QL: Tổn thất công suất phản kháng trên điện cảm của đường dây.
QC: Công suất phản kháng sinh ra bởi điện dung của đường dây.
Sơ bộ coi: QL= QC
Qdt: Công suất phản kháng dự trữ của hệ thống .
Qtd: Công suất phản kháng tự dung của các nhà máy điện trong hệ thống.
*Xét từ thanh góp cao áp của nguồn công suất vô cùng lớn, ta coi Qtd = 0 , Qdt = 0
Công suất phản kháng tiêu thụ yêu cầu theo:
= m.
yc
pt max i
+ QMBA = 87,815+ 13,17 = 100,35 (MVAr)
So sánh công suất phản kháng của nguồn và công suất phản kháng tiêu thụ yêu cầu
HT
= 92,20 (MVAr)
= 100,35 (MVAr)
ΣQHT < ΣQyc Công suất phản kháng do nguồn cung cấp bé hơn công suất phản kháng
yc
tiêu thụ
yêu cầu.Vậy cần bù công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế là:
Qb=
yc
HT
= 100,35 92,20 = 8,15 (MVAr)
Ta phải tiến hành bù ưu tiên cho những hộ ở xa.
Cos sau bù (0,9 0,95)
4
Phụ tải 6: bù 1 lượng Qb6= 1,47 (MVAr)
Qpt6’= Qpt6 Qb6 = 13,21 1,47= 11,75(MVAr)
→ cosφ6’= 0,93
Phụ tải 2: bù 1 lượng Qb2= 1,47 (MVAr)
Qpt2’= Qpt2 Qb2 = 18,22 1,47= 16,78(MVAr)
→ cosφ2’= 0, 92
Phụ tải 1: bù 1 lượng Qb1= 1,47 (MVAr)
Qpt1’= Qpt1 Qb1 = 15,04 1,47 = 13,57(MVAr)
→ cosφ1’= 0,93
Phụ tải 5: bù 1 lượng Qb5= 1,47 (MVAr)
Qpt5’= Qpt5 Qb5 = 12,30 1,47 = 10,84 (MVAr)
→ cosφ5’= 0,93
Phụ tải 4: bù 1 lượng Qb4= 1,47 (MVAr)
Qpt4’= Qpt4 Qb4 = 13,19 – 1,47 = 11,75 (MVAr)
→ cosφ4’= 0,92
Phụ tải 3: bù 1 lượng Qb3= 1,47 (MVAr)
Qpt3’= Qpt3 Qb3= 15,95 1,47 = 14,48 (MVAr)
→ cosφ3’= 0,92
Bảng 1.2 thông số các phụ tải sau bù
Phụ tải
Pmax
Q'sau bù
cosφ'
1
33
13,57
0,92
2
40
16,76
0,92
3
35
14,48
0,92
4
29
11,75
0,93
5
27
10,84
0,93
6
29
13,57
0,92
5
CHƯƠNG 2
TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN TỐI ƯU
I. Đặt vấn đề và dự kiến các phương án cung cấp điện
I.1 Đặt vấn đề
Đây là bài toán tối ưu có ràng buộc từ vị trí nguồn và phụ tải, dữ liệu nguồn
và phụ tải yêu cầu lập ra được phương án cung cấp điện sao cho thỏa mãn các yêu
cầu kỹ thuật và có chỉ tiêu kinh tế tốt nhất.
Đầu tiên ta sẽ vạch ra một số phương án, tính toán kỹ thuật các phương án.
Sau đó so sánh kinh tế các phương án đạt tiêu chuẩn kỹ thuật. Phương án hợp lý
nhất là phương án có chỉ tiêu kinh tế tốt nhất.
I.2 Lựa chọn các phương án
Cơ sở vạch phương án:
+ Vị trí nguồn và phụ tải: Mặt bằng, khoảng cách giữa nguồn và phụ tải
+ Độ tin cậy cung cấp điện
Phụ tải điện loại 1 sử dụng đường dây 2 mạch
Phụ tải điện loại 3 sử dụng đường dây 1 mạch
+ Công suất phụ tải
Theo dữ liệu đề tài dự kiến chọn 5 phương án cung cấp điện như sau:
Phương án 1:
6
5
1
2
4
3
Phương án 2:
6
6
5
1
2
4
3
Phương án 3:
6
5
1
2
4
3
Phương án 4:
6
5
1
2
4
3
Phương án 5:
6
5
1
2
4
3
7
II. Tính toán các phương án
II.1 Phân bố công suất, chọn điện áp định mức của mạng
Phân bố công suất
+Bỏ qua tổn thất công suất khi phân bố công suất
+Phân bố công suất trong mạng điện kín (mạch vòng) thực hiện theo chiều dài
đường dây
Chọn điện áp định mức của mạng
Lựa chọn đúng điện áp của đường dây tải điện là một việc rất quan trọng lúc thiết kế
hệ thống điện bởi vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến tính kinh tế và kỹ thuật của mạng
điện. Giá trị điện áp định mức lựa chọn có ảnh hưởng tới khả năng tải của các hộ tiêu
thụ, giá trị tổn thất điện áp và tổn thất điện năng của mạng điện.
+Toàn mạng sử dụng cùng một điện áp định mức
+Điện áp định mức phụ thuộc vào
* Khoảng cách truyền tải
* Điện áp định mức đã có trong mạng điện
* Công suất truyền tải
Dựa vào công thức kinh nghiệm (Still) sau để xác định trị số điện áp định mức của
mạng điện:
U= 4,34
(kV)
(2.1)
L: Là khoảng cách truyền tải (km)
P: Là công suất tải (kW)
Khi điện áp tính được rơi vào trong khoảng (40 170) kV thì ta chọn điện áp định
mức là 110 kV.
II.2 Lựa chọn tiết diện dây dẫn
Để chọn tiết diện dây dẫn có các phương pháp sau:
+Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện kinh tế (ĐDTK lưới cao áp)
+Chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng(Lưới hạ áp trong nhà và khu công
nghiệp)
+Chọn tiết diện dây dẫn theo tổn thất cho phép của điện áp (Lưới trung và hạ áp)
* Việc sử dụng phương pháp nào còn phụ thuộc vào trị số điện áp định mức của
mạng điện vì vậy trong quá trình tính toán cho các phương án khi tìm được trị số điện
áp định mức của mạng điện ta sẽ chọn phương pháp để tìm tiết diện dây dẫn.
* Sau khi chọn kiểm tra lại bằng các điều kiện kỹ thuật
+Điều kiện phát nóng lâu dài
8
+Điều kiện vầng quang điện
+Điều kiện độ bền cơ
II.3 Xác định tổn thất công suất cực đại
Tính tổn thất điện áp max của mạng điện là tổn thất điện áp tính từ nguồn điện tới
điểm có điện áp thấp nhất trong mạch.
Chế độ làm việc bình thường
Ui% = (PiRi + QiXi).100% / Uđm2
(2.2)
Trong đó:
Pi ,Qi: Công suất tác dụng và phản kháng cực đại trên nhánh thứ i
Ri,Xi: Giá trị điện trở điện kháng nhánh thứ i
Uđm: Điện áp định mức mạng điện
Ri= . r0 . Li
Xi= . x0 . Li
(2.3)
n: số mạch đường dây
Chế độ làm việc sự cố
+Ngừng 1 mạch trên đường dây 2 mạch
Usc max% = 2 . Ubt max %
(2.4)
+Ngừng đường dây 1 mạch ở mạch vòng
Các phương án phải thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp trong chế độ phụ tải cực
đại các tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện 1 cấp điện áp không vượt quá
* Lúc chế độ vận làm việc bình thường: Ubt max = 10 15 %
* Lúc chế độ làm việc sự cố :
Usc max = 10 20 %
II.4 Tính toán kỹ thuật các phương án
II.4.1 Phương án 1
1
2
6
3
5
4
5
1
6
7
8
9
10
11
2
12
4
3
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
9
1. Phân bố công suất, chọn điện áp định mức của mạng
+ Phân bố công suất
Theo sơ đồ đi dây, phân bố công suất phương án 1 như sau
ṠHT1= 33 + j13,942 (MVA)
ṠHT4= 29 + j11,832(MVA)
ṠHT2= 40 + j16,842(MVA)
ṠHT5= 27 + j10,938(MVA)
ṠHT3= 35 + j14,562(MVA)
ṠHT6= 29 + j11,832(MVA)
+ Chọn điện áp định mức mạng
Tính điện áp trên các đoạn đường dây theo công thức (2.1) ta có bảng sau:
Bảng 2.1 Tính toán điện áp định mức phương án 1
Đường
Côngsuất
Chiều dài đường dây
Điện áp tính theo
dây
(Pmax,MW)
( L, km)
HT1
33
58,31
HT2
40
67,08
HT3
35
50,00
HT4
29
50,00
HT5
27
50,99
HT6
29
78,10
Dựa vào bảng 2.1 Ta chọn Uđm= 110kV
CT (2.1) , kV
105,09
115,41
107,19
98,39
95,38
101,05
2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn
Với việc sử dụng đường dây trên không dùng dây AC, cột bê tông cốt thép điện áp
định mức của mạng 110 kV ta sẽ có
* Khoảng cách trung bình hình học của các pha Dtb= 5m
* Sử dụng phương pháp mật độ dòng điện kinh tế để lựa chọn tiết diện dây dẫn
Phương pháp mật độ dòng điện kinh tế
Dòng điện chạy trên các đoạn đường dây tính theo công thức
Fi= Ilv max i /Jkt
Ilv max i = Smax i .103/n.
(2.5)
.Uđm
(2.6)
Với Fi: Tiết diện dây dẫn (mm2)
Ilv max i: Dòng nhánh cực đại tính trên lộ cần xác định tiết diện (kA)
n: Số mạch đường dây
Slv max i: Công suất truyền tải cực đại trên lộ đường dây đang xét
J : Mật độ kinh tế dòng điện tra. Dây AC,Tmax =5000 h tra được⇒Jkt=1.1
(A/mm2kt)
Đề bài đã cho.Từ tiết diện dây dẫn tính được chọn dây dẫn có tiết diện tiêu chuẩn
gần nhất. Từ tiết diện tiêu chuẩn theo phụ lục 6 T262 sách Thiết kế các mạng và hệ
10
thống điện(Nguyễn Văn Đạm) ta có thông số các đường dây. Sau khi chọn xong tiến
hành kiểm tra theo các điều kiện kỹ thuật sau:
+Điều kiện phát nóng lâu dài khi sự cố Isc ≤ Icp
+Điều kiện vầng quang điện
+Điều kiện độ bền cơ
Tiết diện dây thỏa mãn điều kiện vầng quang điện thì sẽ thỏa mãn điều kiện độ bền
cơ. Tiết diện dây tối thiểu để thỏa mãn điều kiện vầng quang điện
+Điện áp 110 kV: Fmin = 70 mm2
+Điện áp 220 kV: Fmin = 240 mm2
Theo công thức (25) và (26) ta tính tiết diện dây dẫn rồi chọn theo dây dẫn tiêu
chuẩn từ đó cùng với Dtb= 5(m) tra theo các bảng phụ lục 2,3,4 T258261 sách
Thiết kế các mạng và hệ thống điện ta có thông số các dây dẫn đó.Toàn bộ kết quả
ghi trong bảng:
Bảng 2.2 Kết quả tính toán chọn đường dây
Lộ
Li(km)
Pmaxi Qmaxi Smaxi
Imaxi
(MW) (MvAr) (MVA)
33
13,57
35,68
HT1
58,31
HT2
67,08
40
HT3
HT4
HT5
50,00
50,00
50,99
35
29
27
HT6
78,10
29
Fi(mm²)
(A)
93,64
85,13
113,8
16,76
43,37
103,47
1
14,48
37,88
99,40
90,37
11,75
31,29
82,11
74,65
10,84
29,09
76,35
69,41
164,2
11,75
31,29
149,29
2
Bảng 2.3 Thông số đường dây
Chọn
ĐD
AC 95
Icp(A)
330
AC 95
330
AC 95
AC 70
AC70
330
265
265
AC 150
445
Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật
Lộ
Loại
ĐD
HT1
AC 95
HT2
AC 95
HT3
AC 95
HT4
AC 70
HT5
AC70
HT6
AC
150
Li
(km)
58,3
1
67,0
8
50,0
0
50,0
0
50,9
9
78,1
0
b₀.10⁻
Số
r₀
X₀
mạch Ω/km) (Ω/km) ⁶
(S/km)
Ri(Ω)
theo
CT(2.3)
Xi(Ω)
theo
Icp(A)
CT(2.3)
2
0,33
0,429
2,65
9,62
12,51
330
2
0,33
0,429
2,65
11,07
14,39
330
2
0,33
0,429
2,65
8,25
10,73
330
2
0,46
0,44
2,58
11,50
11,00
265
2
0,46
0,44
2,58
11,73
11,22
265
1
0,21
0,423
2,69
16,40
33,04
445
11
+Điều kiện phát nóng khi sự cố
*Ngừng 1 mạch của đường dây 2 mạch, lộ HT6, đường dây 1 mạch không cần kiểm
tra.
Khi đó: Dòng điện sự cố Isc = 2.Imax
Lộ
Loại ĐD
Số
Imax
mach
2
2
2
2
2
i(A)
93,64
113,81
99,40
82,11
76,35
Isc(A)
Icp
So sánh Isc
và Icp
Isc
HT1
AC 95
187,28
330
HT2
AC 95
227,63
330
HT3
AC 95
198,80
330
HT4
AC 70
164,22
265
HT5
AC70
152,70
265
+Điều kiện vầng quang điện
Điện áp 110 kV: Fmin = 70 mm2 các đường dây đã chọn đều có F 70 mm2
Các đường dây đã chọn đều thỏa mãn điều kiện vầng quang điện.
+Điều kiện độ bền cơ
Các đường dây đã chọn đều thỏa mãn điều kiện vầng quang điện sẽ thỏa mãn
điều kiện độ bền cơ
Xác định tổn thất điện áp lớn nhất
Theo công thức (2.2) và (2.4) với số liệu đã có ta lập bảng
Bảng 2.5 Tổn thất điện áp
Số
Lộ
mạc
h
Pmaxi
Qmaxi
(MW)
(MVar)
Ri(Ω)
HT1
2
33
13,57
9,62
HT2
2
40
16,76
11,07
HT3
2
35
14,48
8,25
HT4
2
29
11,75
11,50
HT5
2
27
10,84
11,73
HT6
1
29
11,75
16,40
∆Ubt max %=7,14 % và ∆Usc max%=11,30 %
Xi(Ω)
12,51
14,39
10,73
11,00
11,22
33,04
∆Uibt%
∆Uisc%
theo
theo
CT(2.2)
4,03
5,65
3,67
3,82
3,62
7,14
CT(2.4)
8,05
11,30
7,34
7,65
7,24
Thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp .
Kết luân: Phương án 1 thỏa mãn các điều kiện kỹ thuật.
12
13
II.4.2 Phương án 2
1
2
6
3
5
4
5
1
6
7
8
9
10
11
2
12
4
3
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1. Phân bố công suất, chọn điện áp định mức của mạng
+ Phân bố công suất
Theo sơ đồ đi dây, phân bố công suất phương án 2 như sau:
ṠHT1= 33 + j13,57 (MVA)
ṠHT4= 29 + j11,75 (MVA)
ṠHT2= 40 + j16,76 (MVA)
Ṡ56 = 29 + j11, 75 (MVA)
ṠHT3= 35 + j14,48 (MVA)
ṠHT5= Ṡ5+ Ṡ6 = 27 + j10,84+ 29 + j11, 75= 56 + j22,58(MVA)
+ Chọn điện áp định mức mạng
Tính điện áp trên các đoạn đường dây theo công thức (2.1) ta có bảng sau:
Bảng 2.6 Tính toán điện áp định mức phương án 2
Đường
Công suất
Chiều dài đường dây
dây
(Pmax,MW)
HT1
33
5 2
40
HT3
35
HT4
29
HT5
56
HT6
29
Dựa vào bảng 2.6 Ta chọn Uđm= 110kV
( L, km)
58,31
67,08
50,00
50,00
50,99
41,23
Điện áp tính theo
CT (2.1) , kV
105,09
115,41
107,19
98,39
133,56
97,55
2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn
Theo công thức (25) và (26) ta tính tiết diện dây dẫn rồi chọn theo dây dẫn tiêu
chuẩn từ đó cùng với Dtb= 5(m) tra theo các bảng phụ lục 2,3,4 T258261 sách
Thiết kế các mạng và hệ thống điện ta có thông số các dây dẫn đó.Toàn bộ kết quả
ghi trong bảng:
Bảng 2.7 Kết quả tính toán chọn đường dây
14
Lộ
Li(km)
Pmaxi
Qmaxi
(MW) (MvAr)
HT1
58,31
33
13,57
HT 2 67,08
40
16,76
HT3
50,00
35
14,48
HT4
50,00
29
11,75
HT5
50,99
56
22,58
56
41,23
29
11,75
Bảng 2.8 Thông số đường dây
Lộ
Loại ĐD
HT1
AC 95
HT2
AC 95
HT3
AC 95
HT4
AC 70
HT5
AC150
56
AC 150
Li
(km)
58,3
1
67,0
8
50,0
0
50,0
0
50,9
9
41,2
3
Số
mạc
h
Smaxi
Imaxi
(MVA)
35,68
43,37
37,88
31,29
60,38
31,29
(A)
93,64
113,81
99,40
82,11
158,46
164,22
Fi(mm²)
85,13
103,47
90,37
74,65
144,06
149,29
b₀.10⁻
r₀
X₀
⁶
(Ω/km) (Ω/km) (S/km)
Chọn
ĐD
AC 95
AC 95
AC 95
AC 70
AC150
AC 150
Icp(A)
330
330
330
265
445
445
Ri(Ω)
Xi(Ω)
theo
theo
Icp(A)
CT(2.3) CT(2.3)
2
0,33
0,429
2,65
9,62
12,51
330
2
0,33
0,429
2,65
11,07
14,39
330
2
0,33
0,429
2,65
8,25
10,73
330
2
0,46
0,44
2,58
11,50
11,00
265
2
0,21
0,423
2,69
5,35
10,78
445
1
0,21
0,423
2,69
8,66
17,44
445
Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật
+Điều kiện phát nóng khi sự cố
*Ngừng 1 mạch của đường dây 2 mạch, lộ HT6 đường dây 1 mạch không cần kiểm
tra.
Khi đó: Dòng điện sự cố Isc = 2.Imax
Lộ
Loại ĐD
Số
Imax
Isc(A)
Icp
So sánh Isc
mach i(A)
và Icp
HT1
AC 95
2
93,64
187,28
330
Isc
AC 95
2
113,81
227,63
330
Isp
AC 95
2
99,40
198,80
330
Isc
AC 70
2
82,11
164,22
265
Isc
AC150
2
158,46
316,92
445
Isc
Điện áp 110 kV: Fmin = 70 mm2 các đường dây đã chọn đều có F 70 mm2
Các đường dây đã chọn đều thỏa mãn điều kiện vầng quang điện.
+Điều kiện độ bền cơ
15
Các đường dây đã chọn đều thỏa mãn điều kiện vầng quang điện
điều kiện độ bền cơ
Xác định tổn thất điện áp lớn nhất
sẽ thỏa mãn
Theo công thức (2.2) và (2.4) với số liệu đã có ta lập bảng
Bảng 2.9 Tổn thất điện áp
Lộ
Số
Pmaxi
Qmaxi
mạc
(MW)
(MVar)
Ri(Ω)
Xi(Ω) ∆Uibt%
theo
h
HT1
HT2
HT3
HT4
HT5
56
2
2
2
2
2
1
33
40
35
29
56
29
13,57
16,76
14,48
11,75
22,58
11,75
9,62
11,07
8,25
11,50
5,35
8,66
12,51
14,39
10,73
11,00
10,78
17,44
CT(2.2)
4,03
5,65
3,67
3,82
4,49
3,77
∆Uisc%theo
CT(2.4)
8,05
11,30
7,34
7,65
8,98
∆Ubt max %=∆UHT5bt% + ∆U56bt% = 4,49% + 3,77% =8,26%
và ∆Usc max%=∆UHT5sc% + ∆U56bt%=8,98% +3,77%=12,75%
Thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp .
Kết luân: Phương án 2 thỏa mãn các điều kiện kỹ thuật.
16
II.4.3 Phương án 3
1
2
6
3
5
4
5
1
6
7
8
9
10
11
2
12
4
3
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1. Phân bố công suất, chọn điện áp định mức của mạng
+ Phân bố công suất
Theo sơ đồ đi dây, phân bố công suất phương án 2 như sau:
ṠHT1= 33 + j13,57 (MVA)
ṠHT4= 29 + j11,75 (MVA)
Ṡ32= 40 + j16,76 (MVA)
Ṡ56 = 29 + j11, 75 (MVA)
ṠHT3= Ṡ2+ Ṡ3 = 40 + j16,76 +35 + j14,48 = 75+j31,24 (MVA)
ṠHT5= Ṡ5+ Ṡ6 = 27 + j10,84+ 29 + j11,75 = 56 + j22,58(MVA)
+ Chọn điện áp định mức mạng
Tính điện áp trên các đoạn đường dây theo công thức (2.1) ta có bảng sau:
Bảng 2.10 Tính toán điện áp định mức phương án 3
Đường
dây
Côngsuất
Chiều dài đường dây
(Pmax,MW)
( L, km)
HT1
33
58,31
32
40
31,62
HT3
75
50,00
HT4
29
50,00
HT5
56
50,99
56
29
41,23
Dựa vào bảng 2.10 Ta chọn Uđm= 110kV
Điện áp tính theo
CT (2.1) , kV
105,09
112,47
153,44
98,39
133,56
97,55
2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn
Theo công thức (25) và (26) ta tính tiết diện dây dẫn rồi chọn theo dây dẫn tiêu
chuẩn từ đó cùng với Dtb= 5(m) tra theo các bảng phụ lục 2,3,4 T258261 sách
Thiết kế các mạng và hệ thống điện ta có thông số các dây dẫn đó.Toàn bộ kết quả
ghi trong bảng:
17
