Tài liệu Thiết kế lưới điện Chương 3 ppt

Thiết kế lưới điện Chương 3
----------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------- --------------------------------------------
9
CHƯƠNG III
CHỌN PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ VỀ KINH TẾ KỸ THUẬT

Nguyên tắc chủ yếu của công tác thiết kế là tìm ra phương án tối ưu nhất
hợp lý nhất để cung cấp điện năng kinh tế với chất lượng tốt và độ tin cậy cao
. Để đạt được mục đích đó trước tiên ta phải lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phù
hợp bằng cách tiến hành tính toán lựa chọn điện áp làm việc , tiết di
ện dây
dẫn , các thông số kỹ thuật , kinh tế . Sau đây là một số phương án đi dây .

3. 1 SƠ ĐỒ ĐI DÂY
3. 1. 1 Phương án 1













3. 1. 2 Phương án 2
Thiết kế lưới điện Chương 3

----------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------- --------------------------------------------
10


3. 1. 3 Phương án 3





3. 1. 4 Phương án 4
Thiết kế lưới điện Chương 3
----------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------- --------------------------------------------
11

16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4

3
2
1
0
0123456 87 9 10 11 12 13 14 15 16
PT2 PT5
PT1
PT4
PT3
HT
NMĐ
PT6
PT7
PT8 PT9


3. 1. 5 Phương án 5


Thiết kế lưới điện Chương 3
----------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------- --------------------------------------------
12
3. 2 LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ VỀ KỸ THUẬT
Ta tiến hành lựa chọn các phương án theo các tiêu chuẩn sau

A . Chọn điện áp định mức của mạng điện :
Trong thiết kế hệ thống điện , việc lựa chọn điện áp tối ưu cho đường dây
tải điện là rất quan trọng . Nó ảnh hưởng trực tiếp đến tính kinh tế và tính kỹ
thuật của mạng điện . Ứng với mỗi công suất phụ tải và độ dài tải điện khác

nhau cần có cấp điện áp tải điện t
ương ứng cho hiệu quả kinh tế cao nhất .
Nếu cùng độ dài thì giá thành đường dây, chi phí vận hành và tổn thất điện
năng phụ thuộc vào điện áp và dòng điện. Nếu công suất truyền tải không đổi
thì khi điện áp cao, dòng điện sẽ nhỏ và ngược lại.
Nếu điện áp cao thì dòng điện nhỏ sẽ được lợi về dây dẫn nhưng xà, sứ
cách đi
ện phải lớn và ngược lại nếu điện áp nhỏ thì dòng điện sẽ lớn thì được
lợi về cách điện, cột xà nhỏ nhưng chi phí cho dây dẫn sẽ cao hơn.
Từ đó ta thấy có một cấp điện áp tối ưu cho mỗi công suất tải S và độ dài tải
điện L.
Công thức kinh nghiệm để chọn điện áp vận hành cho mạng đi
ện.

iii
PlU 1634,4 +=
(KV)
Trong đó : U
i
- điện áp định mức chọn cho mạch thứ i (KV).
l
i
- khoảng cách từ nguồn điện đến phụ tải thứ i (Km).
P
i
- công suất lớn nhất của phụ tải thứ i (MW).
B . Chọn tiết diện của dây dẫn F
i
:
Để so sánh các phương án về mặt kỹ thuật ta cần phải tiến hành theo các nội

dung sau:
+ Lựa chọn loại dây dẫn.
+ Chọn tiết diện dây dẫn.
Với các ràng buộc kỹ thuật phải tuân theo khi lựa chọn tiết diện dây dẫn, nếu
không lưới điện sẽ không hoạt động được đó là:
+ Dòng điện lớn nhất cho phép theo điều kiện phát nóng trong chế độ làm
việ
c bình thường và sự cố.
Thiết kế lưới điện Chương 3
----------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------- --------------------------------------------
13
+ Tổn thất điện áp lớn nhất cho phép trong lưới điện.
+ Độ bền cơ học của đường dây trên không.
+ Tổn thất điện năng do vầng quang điện đối với đường dây trên không.
+ Điều kiện phát nóng khi ngắn mạch đối với đường dây cáp.
Nguyên tắ
c chung để lựa chọn tiết diện dây dẫn là : Trong các tiết diện dây
dẫn thỏa mãn điều kiện kỹ thuật, chọn dây dẫn cho hiệu quả kinh tế cao nhất.
Đối với các loại lưới điện, nguyên tắc trên được áp dụng khác nhau.
Dự kiến dùng loại dây nhôm lõi thép ( AC ) đặt trên không với khoảng cách
trung bình hình học D
tb
= 5 m . Thời gian sử dụng công suất cực đại là
T
max
=4500h . Điện áp cao và công suất truyền tải lớn nên tiết diện dây được
chọn theo điều kiện mật độ dòng điện kinh tế sau đó kiểm tra lại điều kiện
phát nóng, tổn thất điện áp lúc bình thường cũng như khi sự cố, điều kiện độ
bền cơ, tổn thất vầng quang.

Với điện áp U ≥ 110kv, tiết diện dây d
ẫn cần chọn có F ≥ 70 mm
2
, để
tránh tổn thất vầng quang trong điều kiện làm việc bình thường.
Để chọn tiết diện thì dựa vào biểu thức :

kt
kt
J
I
F
max
=

Trong đó : F
kt
- tiết diện tính toán của dây dẫn (mm
2
) .
J
kt
- mật độ dòng điện kinh tế (A/mm
2
) .
Dựa vào thời gian sử dụng công suất lớn nhất T
ln
=4500h và loại dây đã dự
kiến (AC) tra bảng ta được : J
kt

= 1,1(A/mm
2
).
I
max
- Giá trị lớn nhất của dòng điện chạy trên đường dây (A).

3
2
max
2
max
max
max
10.
.3.3 Un
QP
Un
S
I
ii
i
+
==

Với :
S
imax
- công suất chạy trên đường dây ở chế độ phụ tải max ( MVA ).
Thiết kế lưới điện Chương 3

----------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------- --------------------------------------------
14
n- số mạch trên một đường dây.
U
đm
-điện áp định mức của mạng(110KV).
C . Kiểm tra sự phát nóng của dây dẫn khi gặp sư cố nặng nề nhất
:
I
SC
< k.I
CP
Trong đó : I
CP
: tra trong bảng dựa vào tiết diện F
i
đã chọn trước đó .
I
SC
: Là dòng điện sự cố trên đoạn đường dây xảy ra sự cố.
k : là hệ số hiệu chỉnh dòng điện cho phép khi nhiệt độ môi
trường thay đổi so với điều kiện tính toán , ở đây ta giả thiết dây dẫn chọn đã
được nhiệt đới hóa theo điều kiện khí hậu nước ta (k = 1) .
Ngoài ra các dây dẫn được chọn phải thỏa mãn điều kiện:
Độ b
ền cơ học : đường dây 110 kV F
min
≥ 34 mm
2

Tổn thất vầng quang : đường dây 110 kV F
min
≥ 70 mm
2
.
D . Tổn thất điện áp lúc vận hành bình thường và lúc sự cố
:
Với điện áp danh định của mạng điện là 110KV ta có thể bỏ qua thành phần
ngang của điện áp giáng .Tổn thất điện áp trên các lộ được xác định theo biểu
thức:
ΔU
i
% =
100.
.
2
Un
XQRP
iiii
∑ ∑
+
(3.2C)
Trong đó
ΣP
i
: tổng công suất truyền trên đường dây thứ i,
ΣQ
i
: tổng công suất phản kháng truyền trên đường dây i,

R
i
: điện trở tác dụng của đoạn dây i,
X
i
: điện dẫn phản kháng của đoạn i.
n : Số mạch trên một đường dây
.
Tính tổn thất điện áp khi xảy ra sự cố : Sự cố nguy hiểm nhất là khi đứt 1
dây (đối với mạch liên thông thì sự cố nặng nề nhất là khi đứt dây gần nguồn
cung cấp hơn). Khi đó mạch chỉ còn lại một lộ dây nên R và X sẽ thay đổi.
Thiết kế lưới điện Chương 3
----------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------- --------------------------------------------
15
Điều kiện để phương án được chấp nhận : Do các phụ tải đều là hộ loại I ,
và yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường nghĩa là phải dùng máy biến áp
điều áp dưới tải nên tổn thất điện áp cho phép như sau :

⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
−=Δ
−=Δ
%)2010(%
%)1510(%
max
max

sc
bt
U
U

Sau đây là số liệu tính toán cụ thể từng phương án
3. 2. 1 PHƯƠNG ÁN 1
A . Sơ đồ đi dây :

16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0123456 87 9 10 11 12 13 14 15 16
PT2 PT5
PT1
PT4

PT3
HT
NMĐ
PT6
PT7
PT8 PT9

B . Điện áp vận hành lưới :

P
MW
Q
MVAR
L
km
U
KV
HT_1
30 17,80 76,16 102,35
HT_2
25 15,49 90,55 96,12
HT_7
38 19,47 55,90 111,83
HT_8
40 19,37 71,59 115,77
HT_3
61 31,23 50,62 139,00
NM_3
23 11,76 60,42 89,75
NM_4

34 18,35 70,58 107,59
NM_5
28 15,87 87,32 100,41
NM_6
35 16,95 42,43 106,52
NM_9
32 16,39 75,17 105,17
Thiết kế lưới điện Chương 3
----------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------- --------------------------------------------
16
Từ bảng ta chọn điện áp định mức vận hành cho toàn mạng là U
đm
= 110(KV).


C . Lựa chọn tiết diện dây dẫn :

S
MVA
L
km
I
max

A
F
tt

mm

2

I
sc

A
HT_1
34,88 76,16 91,55 83,22 183,09
HT_2
29,41 90,55 77,19 70,17 154,37
HT_7
42,70 55,90 112,05 101,86 224,10
HT_8
44,44 71,59 116,64 106,03 233,27
HT_3
68,48 50,62 179,72 163,38 359,44
NM_3
25,79 60,42 67,67 61,52 135,34
NM_4
38,64 70,58 101,39 92,18 202,79
NM_5
32,18 87,32 84,46 76,78 168,92
NM_6
38,89 42,43 102,06 92,78 204,11
NM_9
35,96 75,17 188,72 171,56 377,43
Tra số liệu bảng 1.2 trang 196-197 _ Nguyễn Văn Đạm Mạng lưới điện ,
NXBKHKT, Hà Nội 2002. Ta có bảng (Với R = r
0
. l , X = x

0
. l ) :

L
km
n
Dây
dẫn

I cp
A
r
0

Ω
/km
x
0

Ω
/km
R
Ω

X
Ω

HT_1
76,16 2 AC-95 330 0,33 0,429 25,13 32,67
HT_2

90,55 2 AC-70 265 0,46 0,440 41,65 39,84
HT_7
55,90 2 AC-95 330 0,33 0,429 18,45 23,98
HT_8
71,59 2 AC-95 330 0,33 0,429 23,62 30,71
HT_3
50,62 2 AC-185 510 0,17 0,409 8,61 20,70
NM_3
60,42 2 AC-70 265 0,46 0,440 27,79 26,58
NM_4
70,58 2 AC-95 330 0,33 0,429 23,29 30,28
NM_5
87,32 2 AC-70 265 0,46 0,440 40,17 38,42
NM_6
42,43 2 AC-95 330 0,33 0,429 14,00 18,20
NM_9
75,17 1 AC-185 510 0,17 0,409 12,78 30,74
D .Tổn thất điện áp lúc vận hành và khi sự cố :


P
MW
Q
MVAr
L
km
Δ
U
bt
%

Δ
U
sc
%
HT_1
30 17,80 76,16 5,52 11,04
HT_2
25 15,49 90,55 6,85 13,71
HT_7
38 19,47 55,90 4,83 9,65
HT_8
40 19,37 71,59 6,36 12,73
HT_3
61 31,23 50,62 4,84 9,68
NM_3
23 11,76 60,42 3,93 7,85