Đồ án mạng điện
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.12 MB, 97 trang )
Lời mở đầu:
Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệp điện lực giữ vai
trò đặc biệt quan trọng, bởi điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng trong mọi lĩnh vực
của ngành kinh tế quốc dân.
Khi ta xây dựng một nhà máy, khu dân cư, thành phố, trước tiên, ta phải xây dựng một hệ thống
lưới điện để cung cấp điện nhằm mục đích phục vụ cho sinh hoạt và sản xuất.
Khi ta xây dựng một hệ thống lưới điện thì vấn đề thiết kế đống vai trò tối quan trọng, người
thiết kế phải làm sao cho mạng lưới mà mình thiết kế phải đẩm bảo yêu cầu về mặt kinh tế
lẫn kỹ thuật, phải đề ra được phương án tối ưu nhất đạt yêu cầu vễ kỹ thuật và tiết kiệm về
mặt kinh tế. Đê giup cho ta đat đ
̉
́
̣ ược những yêu câu đo, viêc nghiên c
̀ ́ ̣
ứu, thực hiên cac nhiêm vu
̣
́
̣
̣
trong pham vi môn hoc "Đô an mang điên” se cho ta nh
̣
̣
̀́
̣
̣
̃
ững kiên th
́ ức không nho trong linh v
̉
̃ ực hê ̣
thông điên.
́
̣
Sau môt th
̣ ời gian tim toi, hoc hoi, cung v
̀ ̀ ̣
̉
̀ ơi s
́ ự hương dân cua thây giao, em đa hoan thanh nôi
́
̃ ̉
̀
́
̃ ̀
̀
̣
dung đô an môn hoc đa đ
̀́
̣
̃ ược thây giao. Tuy nhiên v
̀
ới những kiên th
́ ức con han chê, ch
̀ ̣
́ ưa co kinh
́
nghiêm th
̣
ực tiên, at hăn nôi dung đô an môn hoc ma em đa hoan thanh không thê tranh khoi nh
̃ ́ ̃ ̣
̀́
̣
̀
̃ ̀
̀
̉ ́
̉
ững
sai sot, em rât mong nhân đ
́
́
̣ ược sự quan tâm, chi bao cua thây. Em xin chân thanh cam
̉ ̉
̉
̀
̀
̉ ơn!
Đa Năng, thang 4/2017
̀ ̃
́
Sinh viên thực hiên
̣
Lê Quang Lương
1
CHƯƠNG 1:
CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
1.1. Thu thâp sô liêu va phân tich phu tai:
̣
́ ̣
̀
́
̣ ̉
Công tác phân tích phu t
̣ ải chiếm một vị trí hết sức quan trọng cần được thực hiện một cách
chu đáo.
Việc thu thập số liệu về phu t
̣ ải chủ yếu là để nắm vững về vị trí và yêu cầu của các hộ tiêu
thu l
̣ ớn, dự báo nhu cầu tiêu thu, s
̣ ự phát triển của phu t
̣ ải trong tương lai. Sau khi thu thập số
liệu và phân tích về phu t
̣ ải, ta có bảng số liệu tổng hợp như sau:
Bảng 1.1: Số liệu phụ tải
2
Đủ cung cấp cho phu t
̣ ải với cosφ = 0.8
Điện áp thanh cái cao áp:
1.1 U
lúc phu t
̣ ải c5ực đại
3
6
dm 4
23
21
20
22
16
18
0.8
0.8
0.8
0.7
0.8
0.8
5300
5300
5300
5300
5300
5300
T
KT
KT
KT
Phu t
̣ ải Nguồn đi
1 ện
P
max
(MW)
Cos
T
max
(giờ/năm)
KT
KT
Yêu cầu
cung cấp
n
Điện Điđiệện áp đ
ịnh mức phía thứ cấp
trạm phân phối (kV)
22
V
1.2. Phân tich nguôn cung câp điên:
́
̀
́
̣
Trong thiết kế môn học chỉ cho một nguồn cung cấp điện cho phụ tải trong vùng. Nguồn
điện được giả thiết cung cấp đủ công suất tác dung theo nhu c
̣
ầu của phu ̣ tải với hệ số công
suất là 0.8. Điều này cho thấy nguồn có thể không cung cấp đủ yêu cầu về công suất phản
kháng và vì thế mà việc đảm bảo nhu cầu điện năng phản kháng có thể thực hiện trong quá trình
thiết kế bằng cách bù công suất phản kháng tại các phu t
̣ ải mà không cần phải đi từ nguồn.
2
1.3. Cân băng công suât trong hê thông:
̀
́
̣
́
Cân bằng công suất trong hệ thống điện nhằm xét khả năng cung cấp của các nguồn cho phu ̣
tải thông qua mạng điện.
Tại mỗi thời điểm phải luôn đảm bảo cân bằng giữa công suất sản xuất và công suất tiêu thu.̣
Mỗi mức cân bằng công suất tác dung
̣ và công suất phản kháng xác định một giá trị tần số và
điện áp.
Quá trình biến đổi công suất và các chỉ tiêu chất lượng điện năng khi cân bằng công suất bị phá
hoại, xảy ra rất phức tạp, vì giữa chúng có quan hệ tương hỗ.
Để đơn giản bài toán, ta coi sự thay đổi công suất tác dung
̣ ảnh hưởng chủ yếu đến tần số, còn
sự cân bằng công suất phản kháng ảnh hưởng chủ yếu đến điện áp. Cu th
̣ ể là khi nguồn phát
không đủ công suất tác dung cho phu t
̣
̣ ải thì tần số bị giảm đi và ngược lại. Khi thiếu công suất
phản kháng điện áp bị giảm thấp và ngược lại.
Trong mạng điện, tổn thất công suất phản kháng lớn hơn công suất tác dung, nên khi các máy
̣
phát điện được lựa chọn theo sự cân bằng công suất tác dung, trong m
̣
ạng thiếu hut công su
̣
ất
kháng. Điều này dẫn đến xấu các tình trạng làm việc của các hộ dùng điện, thậm chí làm ngừng
sự truyền động của các máy công cu trong xí nghi
̣
ệp gây thiệt hại rất lớn. Đồng thời làm hạ
điện áp của mạng và làm xấu tình trạng làm việc của mạng. Cho nên việc bù công suất kháng là
vô cùng cần thiết. Muc đích c
̣
ủa bù sơ bộ trong phần này là để cân bằng công suất kháng và số
liệu để chọn dây dẫn và công suất máy biến áp cho chương sau.
Sở dĩ bù công suất kháng mà không bù công suất tác dung
̣ là vì khi bù công suất phản kháng giá
thành kinh tế hơn, chỉ cần dùng bộ tu đi
̣ ện để phát ra công suất phản kháng. Trong khi thay đổi
công suất tác dung thì ph
̣
ải thay đổi máy phát, nguồn phát dẫn đến chi phí tăng lên nên không
được hiệu quả về kinh tế.
a. Cân băng công suât tac dung:
̀
́ ́ ̣
3
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 thành số lượng nhìn thấy được. Tính
chất này xác định sự đồng bộ của quá trình sản xuất và tiêu thu đi
̣ ện 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 của các hộ tiêu thu, k
̣ ể cả tổn thất công suất trong các mạng
điện, nghĩa là cần thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất phát và công suất tiêu thu.̣
Ngoài ra để hệ thống vận hành bình thường, cần phải có sự dự trữ nhất định của công suất tác
dung trong h
̣
ệ thống. Dự trữ trong hệ thống điện là một vấn đề quan trọng, liên quan đến vận
hành cũng như phát triển của hệ thống điện.
Cân bằng công suất cần thiết để giữ tần số trong hệ thống điện. Cân bằng công suất trong hệ
thống được biểu diễn bằng biểu thức sau:
∑PF=m∑Ppt+∑∆Pmd+∑Ptd+∑Pdt
Trong đó:
+ ΣP : Tổng công suất tác dung phát ra c
̣
ủa các nhà máy điện trong hệ thống.
F
+ ΣP
ptmax
: Tổng phu t
̣ ải cực đại của các hộ tiêu thu.̣
+ m: Hệ số đồng thời (m=1).
+ ΣP
md
: Tổng tổn thất công suất tác dung trên đ
̣
ường dây và máy biến áp.
+ ΣP : Tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện. ∑Ptd = 0
td
+ ΣP : Tổng công suất dự trữ. Lấy ∑Pdt = 0
dt
Xác định hệ số đồng thời của một khu vực phải căn cứ vào tình hình thực tế của phụ tải.
Theo tài liệu thống kê thì tổn thất công suất tác dung c
̣
ủa đường dây và máy biến áp trong
trường hợp mạng cao áp khoảng 8÷10%.
4
Ta có: ΣΔP
= 10% mΣP
md
pt
Công suất tự dùng của các nhà máy điện: Tính theo phần trăm của (mΣP
+ ΣP
pt
)
md
+ Nhà máy nhiệt điện 3 ÷ 7%.
+ Nhà máy thuỷ điện 1 ÷ 2%. Công suất dự trữ của hệ thống:
Dự trữ sự cố thường lấy bằng công suất của một tổ máy lớn nhất trong hệ thống điện.
Dự trữ phụ tải là dự trù cho phụ tải tăng bất thường ngoài dự báo: 2 3% phu t
̣ ải tổng.
Dự trữ phát triển nhằm đáp ứng phát triển phu t
̣ ải 5 15 năm sau.
Tổng quát dự trữ hệ thống lấy bằng 10 15% tổng phu t
̣ ải của hệ thống. Trong thiết kế môn
học giả thiết nguồn điện đủ cung cấp hoàn toàn cho nhu cầu công suất tác dung
̣ và chỉ cân bằng
từ thanh cái cao áp của trạm biến áp tăng của nhà máy điện nên tính cân bằng công suất tác dung
̣
như sau:
∑PF= ∑Ppt+ ∑∆Pmd+ ∑Pdt
Từ số liệu công suất tác dung c
̣
ực đại của các phu t
̣ ải ta tính được công suất tác dung c
̣
ủa nguồn
phát ra là: ∑PF =1x10% ∑Ppt+ ∑Ppt
(
)
= 1.1 × 22+20+24+23+17+21
= 1.1 x120 = 132 ??
Vậy ta cần nguồn có công suất tác dung là:
̣
∑P = 132 (MW).
F
b. Cân băng công suât phan khang:
̀
́
̉
́
Sản xuất và tiêu thu đi
̣ ện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi sự cân bằng giữa điện năng
sản xuất ra và điện năng tiêu thu t
̣ ại mỗi thời điểm. Sự cân bằng đòi hỏi không những chỉ đối
với công suất tác dung, mà còn đ
̣
ối với cả công suất phản kháng.
Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp. Phá hoại sự cân bằng công suất
5
phản kháng sẽ dẫn đến sự thay đổi điện áp trong mạng 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 thiếu
công suất phản kháng điện áp trong mạng sẽ giảm. 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.
Ta có mối quan hệ của công suất tác dung ph
̣
ản kháng: Q = P ×tgφ
i i
i
Từ các số liệu của phụ tải và của nguồn tính ở trên ta có các công suất phản kháng của nguồn và
của các phu t
̣ ải như sau:
Bảng 1.2: Công suất tác dụng và công suất phản kháng của nguồn và phụ tải:
Thông số
Tải 1
Tải 2
Tải 3
Tải 4
Tải 5
Tải 6
P(MW)
23
21
20
22
16
18
Cos
0.8
0.8
0.8
0.7
0.8
0.8
17.25
15.75
15
22.45
12
13.5
Q(MVar)
Cân bằng công suất phản kháng nhằm giữ điện áp bình thường trong hệ thống. Cân bằng công
suất phản kháng được biểu diễn bằng biểu thức sau:
ΣQF + Σ = mΣQpt + ΣΔQB + ΣΔQd – ΣQC + ΣQtd + ΣQdt
Trong đó:
+ ΣQF: tổng công suất phát ra của các máy phát điện. Trong thiết kế môn học chỉ thiết kế từ
thanh cái cao áp của trạm biến áp tăng của nhà máy nên chỉ cần cân bằng từ thanh cái cao áp.
( −1 )
ΣQF= ΣPF× tan ? F = 132 × tan cos 0.8
= 132 × 0.75=99 MVAr
+ mΣQpt : tổng phu t
̣ ải phản kháng của mạng điện có xét đến hệ số đồng thời.
∑Qpt= 17.25+15.75+15+22.45+12+13.5= 95.95 MVAr
6
lượng với:
+ ΣΔQB: tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp có thể ước
ΣΔQ = 15%∑Q
pt = 15% × 95.95 = 14.3925 (MVAr)
B
+ ΣΔQd: tổng tổn thất công suất kháng trên các đoạn đường dây của mạng điện. Với mạng điện
110 kV trong tính toán sơ bộ có thể xem tổn thất công suất phản kháng trên cảm kháng đường
dây bằng công suất phản kháng do điện dung đường dây cao áp sinh ra.
+ ΣQtd: tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện trong hệ thống với ΣQtd = ΣPtd x tgφtd. Vì
chỉ tính từ thanh góp cao áp nên ΣQtd = 0
+ ΣQdt: Công suất phản kháng dự trữ của hệ thống với: ΣQdt= 0
Trong thiết kế môn học, chỉ cân bằng từ thanh cái cao áp của nhà máy điện có thể
không cần
tính Q và Q . Từ công thức trên có thể suy ra lượng công suất kháng cần bù Nếu dương có
td
dt
nghĩa hệ thống cần cài đặt thêm thiết bị bù để cân bằng
công suất kháng.
Trong phần này ta chỉ xét cung cấp công suất bù cho các phụ tải ở xa nguồn và có hệ số cosφ
thấp hay phụ tải có công suất tiêu thụ lớn. Và ta có thể tạm cho một lượng
này sao cho tổng Q
bù i
bằng Q .
bùƩ
ở các phu t
̣ ải
bù i
Sau đó, ta tính lại công suất biểu kiến và hệ số công suất cosφ
mới.
Tổng công suất tiêu thụ :
∑Qtt=∑Qpt + ∑QB + ∑Qdt = (1 + 0.15 )∑Qpt =1.15 x 95.95= 110.343 MVAr
Ta thấy ∑QF < ∑Qtt, vì vậy ta cần phải đặt thiết bị bù:
∑Qbù= ∑Qtt ∑QF = 110.343 – 99 = 11.343 MVAr
7
Q
Như vậy, để cân bằng công suất phản kháng, ta tiến hành bù sơ bộ lượng công suất phản kháng
cho hệ thống là 11.3425 (MVAr). Ta tiến hành bù theo nguyên tắc: Ưu tiên bù cho phụ tải ở xa,
φ
φ
cos thấp; bù đến cos ’ = 0.9 ÷ 0.95.
Công suất bù cho phụ tải thứ i được tính theo công thức:
φ
φ’ ) để
=
Qbi = Qi – Qi’ = Pi(tg i + tg i
∑Qbi ∑Qbù
Trên cơ sở đó, ta tiến hành bù như sau:
+Bù cho hộ 3 (ở xa):
φ
φ
Giả sử sau khi bù, cos 3’ =0.92 => tg 3’= 0.43
φ
=>Qb3 = Q3 – P3tg ’3 = 15 20x0.43 = 6.4 (MVAr)
Lượng công suất phản kháng cần bù còn lại
Qb* = ∑Qbù – Qb3 = 11.343 – 6.4 = 4.943 (MVAr)
φ
+Ta bù cho hộ 4 (cos thấp)
φ
tg ’4 = = = 0.8
φ
=> cos ’4 = 0.8
8
Bảng 1.3: Sau khi bù sơ bộ công suất kháng ta có bảng số liệu phụ tải
Phụ tải
P
Q
b
(MVAr)
0
Q Q
pt b
(MVAr)
17.25
S
(MVA)
28.75
S’
(MVA)
28.75
Cos ’
0.8
pt
(MVAr)
17.25
Cos
Q
1
pt
(MW)
23
2
21
0.8
15.75
0
15.75
26.25
26.25
0.8
3
20
0.8
15
6.4
8.6
25
21.77
0.92
4
22
0.7
22.45
4.943
17.507
31.43
28.11
0.8
5
16
0.8
12
0
12
20
20
0.8
6
18
0.8
13.5
0
13.5
22.5
22.5
0.8
Tổng
120
153.93
147.38
95.95
0.8
Số liệu này sẽ được dùng trong phần so sánh phương án chọn dây chọn công suất máy biến
áp. Nếu sau này khi tính chính xác lại sự phân bố thiết bị bù mà một phu t
̣ ải không được bù
nhưng lại được bù sơ bộ thì ta phải kiểm tra lại tiết diện dây và công suất máy biến áp đã chọn.
9
CHƯƠNG 2:
DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT
2.1. Chon s
̣ ơ đô nôi dây cua mang điên:
̀ ́
̉
̣
̣
Sơ đồ nối dây của mạng điện phu thu
̣
ộc nhiều yếu tố: số lượng phu t
̣ ải, vị trí phu t
̣ ải, mức độ
liên tuc cung c
̣
ấp điện, công tác vạch tuyến, sự phát triển của phu t
̣ ải và khả năng vận hành của
mạng điện.
Trong phạm vi đồ án môn học có thể chia ra làm nhiều vùng để cung cấp điện cho các nút phu ̣
tải. Đối với phu t
̣ ải có nhu cầu cung cấp điện liên tuc c
̣ ần đưa ra phương án đường dây lộ kép
hay phương án mạch vòng kín.
Từ bản đồ vị trí nhà máy điện và phụ tải, ta tính được bảng thể hiện khoảng cách như sau:
Bảng 2.1: Khoảng cách giữa nguồn A và các hộ tiêu thụ
Km
A
Hộ 1
Hộ 2
Hộ 3
Hộ 4
Hộ 5
Hộ 6
A
36.06
40
76.16
72.11
70
36.06
36.06
50
36.06
44.72
40
42.43
60
80.62
67.08
42.43
80.62
90
41.23
67.08
44.72
Hộ 1
Hộ 2
Hộ 3
Hộ 4
Hộ 5
Hộ 6
Ta có 3 phương án như sau:
Phương án 1:
A
2
1
6
10
3
4
5
Phương án 2:
A
2
1
6
3
4
5
Phương án 3:
A
2
6
1
3
4
5
2.2. Tinh toan cac thông sô ky thuât:
́
́ ́
́ ̃
̣
* Phương án 1:
11
a. Lựa chọn điện áp tải điện:
Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật, cũng
như các đặc trưng kĩ thuật của mạng. Vì vậy chọn đúng điện áp định mức của mạng điện khi
thiết kế cũng là bài toán kinh tế kĩ thuật.
Điện áp định mức có thể xác định sơ bộ bằng công thức Still:
Trong đó: P là cống suất truyền tải (MW)
l là chiều dài đường dây truyền tải (km)
Ta có bảng sau:
Bảng 2.2: Điên ap tinh toan cua cac hô tiêu thu
̣ ́ ́
́ ̉
́ ̣
̣
Đường dây
Chiều dài đường dây
(km)
36.06
Điện áp tính toán (KV)
A1
Công suất truyền tải
(MVA)
45+j34.757
A2
41+j24.35
40
114.5
A6
34+j25.5
36.06
104.53
23
20+j8.6
42.43
82.62
14
22+j17.507
36.06
85.49
56
16+j12
44.72
75.26
119.34
Từ số liệu trên, sơ bộ chọn Uđm = 110 KV
b. Chọn tiết diện dây dẫn:
Mạng điện thiết kế là mạng điện khu vực, nên tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh
tế jkt . Dây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép AC. Đối với các đường dây 110 KV, khoảng
cách hình học giữa dây dẫn các pha Dtb = 5m.
Với thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 5300h , dây dẫn sử dụng là dây nhôm lõi thép,
tra bảng 2.4 (sách TKCMVHTD), ta có jkt = 1
12
Tiết diện dây dẫn được xác định bởi công thức:
Fkt = = (mm2)
Trong đó: Smax : công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại
Udm : điện áp định mức của mạng điện (KV)
n: số mạch đường dây , n = 1 (đường dây đơn) , n = 2 (đường dây kép)
Đối với đường dây 110 KV, để không xuất hiện vầng quang, dây dẫn được chọn cần có tiết
diện F70 mm2.
Dựa vào công thức tính toán và điều kiện về tiết dây dây dẫn ở mạng khu vực, ta tiến hành
tính toán tiết diện và lựa chọn tiết diện dây.
+ Đường dây A1: dây kép
Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại
IA1 = = = 149.22 (A)
Tiết diện kinh tế của dây dẫn
Fkt A1 = = = 149.22 (mm2)
Chọn dây AC –150
Tương tự, ta tính toán đói với các đường dây còn lại.
Từ các số liệu thu được, ta có bảng sau:
Bang 2.3: L
̉
ựa chon dây dân va cac thông sô cua dây dân
̣
̃ ̀ ́
́ ̉
̃
Đường dây
A1
13
Dòng điện Tiết diện
tính toán Itt tính toán Ftt
149.22
149.22
Chọn dây
2AC150
xo
(Ω/km)
0.416
ro
(Ω/km)
0.21
Icp
(A)
445
A2
125.14
125.14
2AC120
0.423
0.27
380
A6
111.53
111.53
2AC120
0.423
0.27
380
23
114.27
114.27
AC120
0.423
0.27
380
14
73.79
73.79
2AC70
0.44
0.46
265
56
52.49
52.49
2AC70
0.44
0.46
265
c.Tính toán tổn thất điện áp trong mạng và kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn lúc
xảy ra sự cố:
Công thức tính tổn thất điện áp:
ΔU% = (*)
Trong đó: Pi, Qi là công suất tác dụng, công suất phản kháng của tải trên đường dây thứ i
Ri, Xi là điện trở, điện kháng đường dây i
Uđm là điện áp định mức, Uđm = 110 KV
Khi 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
+ Lúc làm việc bình thường: ΔUmax bt % = 10 ÷ 15 %
+ Lúc xảy ra sự cố : ΔUmax sc % = 15 ÷ 20 %
Đối với những mạng điện phúc tạp, có thể chấp nhận các tổn thất điện áp:
+ Lúc làm việc bình thường: ΔUmax bt = 15 ÷ 20 %
+ Lúc xảy ra sự cố : ΔUmax sc = 20 ÷ 25 %
Đối với đường dây kép, nếu ngừng một mạch thì tổn thất điện áp trên đường dây bằng:
ΔUi sc % = 2ΔUi bt %
Từ công thức tính tổn thất điện áp (*), tổn thất điện áp ở các đường dây được tính như sau:
Lúc làm việc bình thường:
+ Nhánh A14:
Δ % = x 100%= 6.22%
+ Nhánh A23:
Δ % = x 100% = 6.7%
+ Nhánh A65
Δ % = x 100% = 5.31%
14
Như vậy, tiết diện dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điệp áp lúc làm việc bình
thường. Ta có Umax bt% = 6.7 %
Lúc xảy ra sự cố:
Sự cố nguy hiểm nhất là đứt một lộ nhánh A2 của nhánh liên thông A23 , đứt lộ nhánh A1
của nhánh A14 và đứt lộ nhánh A6 của nhánh A65.
+ Nhánh A23:
Tổn thất điện áp khi đứt nhánh A2:
Δ% = = 10.23 %
Δ% < Δ% = (15 ÷ 20) % => thỏa mãn điều kiện
+ Nhánh A14:
Tổn thất điện áp khi đứt nhánh A1:
Δ% = = 9.78 %
Tôn thât điên ap khi đ
̉
́ ̣ ́
ứt nhanh 14:
́
Δ% = = 8.87 %
Δ% < Δ% = (15 ÷ 20) % => thỏa mãn điều kiện
+ Nhánh A65:
Tổn thất điện áp khi đứt nhánh A6:
Δ% = = 8.29%
Δ% < Δ% = (15 ÷ 20) % => thỏa mãn điều kiện
Như vậy các dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp lúc làm việc bình thường và
lúc xảy ra sự cố. Ta tiếp tục kiểm tra các dây dẫn đã chọn có thỏa mãn điều kiện phát nóng hay
không.
Khi kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn, cần thỏa mãn điều kiện:
15
KIcp Imax
Trong đó: K là hệ số điều chỉnh nhiệt độ môi trường
Icp là dòng điện chó phép chạy lâu dài trên dây dẫn
Imax là dòng điện làm việc lớn nhất trên đường dây
Tra bảng 43 (sách TKCMVHTĐ) ta có K = 0.82
+ Nhánh A1: khi ngừng một mạch của đường dây:
= 2IA1 = 2 x 149.22 = 298.44 (A)
= 0.82 x 445 = 364.9 (A)
Ta thấy: KIcpA1 > nên dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng.
Tính tương tự với nhánh A2, A6, 23, 65.
Ta có bảng sau:
Bang 2.4: Kiêm tra điêu kiên phat nong
̉
̉
̀
̣
́ ́
Đường dây
A1
A2
A6
23
14
56
Iscmax (A)
298.44
250.29
223.06
114.27
147.57
104.97
KIcp (A)
364.9
311.6
311.6
311.6
217.3
217.3
Vậy các dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng và tổn thất điện áp trong mức cho phép
*Phương án 2: tính toán tương tự phương án 1:
a. Lựa chọn điện áp tải điện:
Ta có bảng sau:
Bảng 2.5: Điên ap tinh toan cua cac hô tiêu thu
̣ ́ ́
́ ̉
́ ̣
̣
Đường dây
A1
16
Công suất truyền tải
(MVA)
45+j34.757
Chiều dài đường dây
(km)
36.06
Điện áp tính toán
(KV)
119.34
A2
A5
A6
14
23
41 + j24.35
16 + j12
18 + j13.5
22 + j17.507
20 + j8.6
40
70
36.06
36.06
42.43
114.5
78.36
78.13
85.49
82.62
Từ số liệu trên, sơ bộ chọn Uđm = 110 KV
b. Chọn tiết diện dây dẫn:
Từ các số liệu thu được, ta có bảng sau:
Bang 2.6: L
̉
ựa chon dây dân va cac thông sô cua dây dân
̣
̃ ̀ ́
́ ̉
̃
Đường dây
A1
A2
23
A5
A6
14
Dòng điện Tiết diện
tính toán Itt tính toán Ftt
(A)
(mm2)
149.22
149.22
125.14
125.14
114.27
131.22
52.49
52.49
59.05
59.05
73.78
72.82
Chọn dây
xo
(Ω/km)
ro
(Ω/km)
Icp
(A)
2AC150
2AC120
AC120
2AC70
2AC70
2AC70
0.416
0.423
0.423
0.44
0.44
0.44
0.21
0.27
0.27
0.46
0.46
0.46
445
380
380
265
265
265
c. Tính toán tổn thất điện áp trong mạng và kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn lúc
xảy ra sự cố:
Tổn thất điện áp:
Lúc làm việc bình thường:
+ Nhánh A14:
Δ % = x 100%= 6.22%
17
+ Nhánh A23:
Δ % = x 100% = 6.7%
+ Nhánh A5:
Δ % = x 100% = 3.66 %
+ Nhánh A6:
Δ % = x 100% = 2.12 %
Như vậy, tiết diện dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp lúc làm việc bình
thường.
Ta có : Umax bt% = 6.7 %
Lúc xảy ra sự cố:
+ Nhánh A23:
Tổn thất điện áp khi đứt nhánh A2:
Δ% = = 10.23 %
Δ% < Δ% = (15 ÷ 20) % => thỏa mãn điều kiện
+ Nhánh A14:
Tổn thất điện áp khi đứt nhánh A1:
Δ% = = 9.78 %
Tôn thât điên ap khi đ
̉
́ ̣ ́
ứt nhanh 14:
́
Δ% = = 8.87 %
Δ% < Δ% = (15 ÷ 20) % => thỏa mãn điều kiện
+ Nhánh A5:
Δ% = x 100% = 7.32 %
Δ% < Δ% = (15 ÷ 20) % => thỏa mãn điều kiện
+ Nhánh A6:
18
Δ % = x 100% = 4.24 %
Δ% < Δ% = (15 ÷ 20) % => thỏa mãn điều kiện
Như vậy, các dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp lúc làm việc bình thường và
lúc
xảy ra sự cố.
Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn:
Ta có bảng sau:
Bang 2.7: Kiêm tra điêu kiên phat nong
̉
̉
̀
̣
́ ́
Đường dây
A 1
A 2
A 5
A 6
1 4
2 3
Iscmax (A)
298.44
250.29
104.97
118.1
147.57
114.27
KIcp (A)
364.9
311.6
217.3
217.3
217.3
311.6
Vậy các dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng và tổn thất điện áp trong mức cho phép.
*Phương án 3: tính toán tương tự phương án 1:
a. Phân bố công suất trên mạch vòng A56:
Giả sử ta sử dụng dây dẫn đồng nhất và cùng tiết diện
19
Ta có:
ṠA5 = = = 12.88 + j9.66 (MVA)
ṠA6 = = = 21.12 + j15.84 (MVA)
Kiểm tra lại:
ṠA5 + ṠA6 = 12.88 + j9.66 + 21.12 + j15.84 = 34 + j25.5 = Ṡ5 + Ṡ6 (MVA)
Ṡ56 = ṠA6 – Ṡ6 = 21.12 + j15.84 – (18 + j13.5) = 3.12 + j2.34 (MVA)
b. Lựa chọn điện áp tải điện:
Ta có bảng như sau:
Bang 2.8: Điên ap tinh toan cua cac hô tiêu thu
̉
̣ ́ ́
́ ̉
́ ̣
̣
Đường dây
A1
A2
A5
A6
14
23
56
Công suất truyền tải
(MVA)
45 + j34.757
41 + j24.35
12.88 + j9.66
21.12 + j15.84
22 + j17.507
20 + j8.6
3.12 + j2.34
Chiều dài đường dây
(km)
36.06
40
70
36.06
36.06
42.43
44.72
Điện áp tính toán
(KV)
119.34
114.5
72.11
83.93
85.49
82.62
42.22
Từ số liệu trên, sơ bộ chọn Uđm = 110 KV
c. Chọn tiết diện dây dẫn:
Ta có bảng sau:
Bang 2.9: L
̉
ựa chon dây dân va cac thông sô cua dây dân
̣
̃ ̀ ́
́ ̉
̃
20
Đường dây
A1
A2
A5
A6
14
23
56
Dòng điện Tiết diện
tính toán Itt tính toán Ftt
(A)
(mm2)
149.22
149.22
125.14
125.14
84.5
84.5
138.56
138.56
73.79
73.79
114.27
114.27
20.47
20.47
Chọn dây
xo
(Ω/km)
ro
(Ω/km)
Icp
(A)
2AC150
2AC120
AC120
AC120
2AC70
AC120
AC70
0.416
0.423
0.423
0.423
0.44
0.423
0.44
0.21
0.27
0.27
0.27
0.46
0.27
0.46
445
380
380
380
265
380
265
d. Tính toán tổn thất điện áp trong mạng và kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn lúc
xảy ra sự cố:
Tính toán tổn thất điện áp trong mạng:
Lúc làm việc bình thường:
+ Nhánh A14:
Δ % = x 100%= 6.21%
+ Nhánh A23:
Δ % = x 100% = 6.7%
+ Nhánh A5:
Δ % = = 4.38%
+ Nhánh A6:
Δ % = = 3.7%
+ Nhánh 56:
Δ % = 0.91%
Như vậy, tiết diện dây dẫn đã thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp lúc làm việc bình thường. Ta
có: ΔUmax bt = 6.7 %
Lúc xảy ra sự cố:
Tổn thất điện áp khi đứt nhánh A2:
21
Δ% = = 10.23 %
Δ% < Δ% = (15 ÷ 20) % => thỏa mãn điều kiện
+ Nhánh A14:
Tổn thất điện áp khi đứt nhánh A1:
Δ% == 9.78%
Tôn thât điên ap khi đ
̉
́ ̣ ́
ứt nhanh 14:
́
Δ% = = 8.87 %
Δ% < Δ% = (15 ÷ 20) % => thỏa mãn điều kiện
+ Mạch vòng A56:
Tổn thất điện áp khi đứt nhánh A5:
Δ% = = 10.62%
Δ% < Δ% = (20 ÷ 25) % => thỏa mãn điều kiện
Như vậy các dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp lúc làm việc bình thường và
lúc xảy ra sự cố.
Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn:
Ta có bảng sau:
Bang 2.10: Kiêm tra điêu kiên phat nong
̉
̉
̀
̣
́ ́
Đường dây
A 1
A 2
A 5
A 6
1 4
2 3
56
Iscmax (A)
298.44
250.29
84.5
138.56
147.57
114.27
20.47
KIcp (A)
364.9
311.6
311.6
311.6
217.3
311.6
217.3
Vậy các dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng và tổn thất điện áp trong mức cho phép.
22
CHƯƠNG 3:
TÍNH TOÁN KINH TẾ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
TỔNG KẾT CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT
3.1. Nội dung:
Trong quá trình thiết kế phương án nối dây, việc đảm bảo các yêu cầu về mặt kỹ thuật rất
cần thiết để mạng có thể làm việc ổn định, kể cả khi gặp sự cố ngoài mong muốn. Bên cạnh
đó, mặt kinh tế của phương án thiết kế cũng rất quan trọng, phải đảm bảo sao cho phí tổn hàng
năm là bé nhất.
Phí tổn thất tính toán hàng năm được tính theo công thức:
Z = (avh + atc) x K + ΔA x C
Trong đó: + avh : hệ số vận hành khấu hao, sửa chữa, phục vụ mạng điện. Ở đây ta dùng cột
thép nên lấy avh = 0.04
+ atc : hệ số thu hồi vốn đầu từ phụ, atc = với Tc là thời gian thu hồi vốn đầu từ phụ
tiêu chuẩn, tùy theo chính sách sử dụng vốn của nhà nước. Ta chọn Ttc = 8 năm.
Do đó: atc = = = 0.125
+ K: vốn đầu tư của mạng điện. Do yêu cầu không cần tính toán chi tiết mà chỉ tính
vốn đầu tư xây dựng đường dây. Với đường dây kép ta lấy bằng 1.6 lần đường dây đơn.
Đường dây đơn: K = K0l
Đường dây kép: K = 1.6Kol
Với Ko là giá thành 1km đường dây
l là chiều dài đường dây
ΔA: tổn thất điện năng hàng năm
23
ΔA = ΔP x τ =
Với U : điện áp định mức
P, Q: công suất tác dụng, công suất phản kháng tải trên đường dây
R: điện trở đường dây
τ: thời gian tổn thất công suất lớn nhất
ΔP: tổng tổn thất công suất tác dụng cực đại của mạng
Có thể xác định τ theo công thức thực nghiệm:
= (0.124 + Tmax x 104)2 x 8760 (h)
Với giả thiết Tmax = 5300h, ta có:
τ = (0.124 + 5300 x 104)2 x 8760 = 3747 (h)
+ C: giá thành 1KWh điện năng, theo giả thiết C = 500đ/KWh
Khối lượng kim loại màu sử dụng cho phương án đã chọn được tính theo công thức:
M = 3n∑m0L (kg)
Với n: số mạch đường dây
mo: khối lượng tính toán cho 1km đường dây
L: chiều dài đường dây (km)
Với đường dây đơn: M = 3∑m0L (kg)
Với đường dây kép: M = 6∑m0L (kg)
Với các loại dây dẫn đã chọn: AC70, AC120, AC150, ta có bảng số liệu về giá thành và trọng
lượng 1km dây dẫn như sau:
Bảng 3.1: Số liệu về giá thành và trọng lượng 1km dây dẫn
Loại dây dẫn
Ko (106đ/km)
m0 (kg/km)
24
AC70
208
275
AC120
354
492
AC150
403
617
3.2. Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cho các phương án:
*Phương án 1:
a. Vốn đầu tư của mạng điện:
Vốn đầu tư K của mạng điện được tính bởi công thức:
K = K1 + K2
Với K1: vốn đầu tư cho các đường dây đơn: K1 = ∑K0ili
K2: vốn đầu tư cho các đường dây kép: K2 = 1.6∑K0nln
Ta có:
K1 = K23 = K0AC120 x l23 = 354 x 42.43 x 106 = 15020.22 x 106 (đồng)
K2 = KA1 + KA2 + KA6 + K56 + K14
= 1.6 x (K0AC150 x lA1 + K0AC120 x lA2 + K0AC120 x lA6 + K0AC70 x l56 + K0AC70 x l14) x 106
= 1.6 x (403 x 36.06 + 354 x 40 + 354 x 36.06 +208 x 44.72 + 208 x 36.06 ) x 106
= 93215.46 x 106 (đồng)
Vậy K = K1 + K2 = 15020.22 x 106 + 93215.46 x 106 = 108235.68 x 106 (đồng)
b. Tổng tổn thất công suất hàng năm:
Tổng tổn thất công suất hàng năm được tính theo công thức:
ΔP = ∑ΔPi
Với ΔPi =
Nhánh A1: ΔPA1 = x 0.21 x 36.06 = 1.01 (MW)
25
