Thiết kế mạng điện tính chỉ tiêu chống sét

Hệ thống này sẽ liên kết với một nhà máy nhiệt điện để trao đổi công suất giữa hai nguồn khi cần thiết đồng thời đảm bảo cho hệ thống điện làm việc một cách bình thường trong các chế độ

PHẦN I CHƯƠNG I PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM NGUỒN VÀ CÁC PHỤ TẢI-CÂN

1 – Nguồn cung cấp điện:

Nguồn cung cấp điện trong phần thiết kế này được lấy từ hai nguồn đó

là hệ thống điện và nhà máy nhiệt điện

1.1- Hệ thống điện:

Hệ thống điện được cho có công suất vô cùng lớn, có hệ số công suất trên thanh góp bằng 0.85 Hệ thống này sẽ liên kết với một nhà máy nhiệt điện để trao đổi công suất giữa hai nguồn khi cần thiết đồng thời đảm bảo cho hệ thống điện làm việc một cách bình thường trong các chế độ vận hành

Do hệ thống có công suất vô cùng lớn nên nó được chọn làm nút cân bằng công suất và nút cơ sở điện áp trong lưới điện Cùng do hệ thống có công suất vô cùng lớn nên việc dự trữ công suất trong nhà máy điện là không xét đến, có nghĩa là công suất tác dụng và công suất phản kháng dự trữ sẽ được lấy từ hệ thống

1.2- Nhà máy nhiệt điện:

Nhà máy nhiệt điện gồm hai tổ máy, mỗi tổ máy phát công suất định mức

để bảo trì Lúc này việc thiếu công suất cug cấp cho các phụ tải sẽ được lấy

từ hệ thống thông qua đường dây 220kV nối giữa hệ thống – nhà máy nhiệt điện Do hệ thống có công vô cùng lớn nên cũng cần xét đến chế chế độ vận hành kinh tế nhà máy nhiệt điện

Nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu có thể là than đá , dầu, khí đốt…Công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện vào khoảng 6-15% công suất định mức tuỳ theo nhà máy nhiệt điện

Đối với các nhà máy nhiệt điện thì các máy phát làm việc ổn định khi phụ tải P ≥ 70% Pđm và khi phụ tải P< 30% Pđm thì các máy phát ngưng làm việc Công suất phát kinh tế của các nhà máy nhiệt điện vào khoảng (80-90%) Pđm Khi thiết kế chọn công suất phát kinh tế bằng 85%Pđm

Việc liên kết giữa hệ thống và nhà máy nhiệt điện sẽ tạo ra những ưu điểm của việc kết nối:

- Tiết kiệm được công suất dự trữ Do công suất của hệ thống vô cùng lớn nên việc dự trữ công suất trong nhà máy nhiệt điện xem như bằng không

- Trao đổi điện năng giữa hai nguồn khi có sự thay đổi của tải làm cho việc truyền tải điện kinh tế hơn

- Tận dụng tốt hơn các điều kiện làm việc và các nguồn tài nguyên có sẵn trong mỗi hệ thống

- Có thể có những phát triển kinh tế trong tương lai bằng cách chọn các thiết bị cỡ lớn đối với su phát triển chung của hệ thống liên kết

- Nối kết hệ thống đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ nhiều hơn

2 – Các phụ tải

Phụ tải là đại lượng đặc trưng cho công suất tiêu thụ của các thiết bị điện riêng lẻ hoặc hộ tiêu thụ điện năng Phụ tải điện là số liệu ban đầu cần thiết để giải quyết những vấn đề kinh tế kỹ thuật phức tạp khi thiết kế cung cấp điện xác định phụ tải điện là giai đoạn ban đầu của công tác thiết kế hệ thống cung cấp điện nhằm xác định nguồn cung cấp, lựa chọn và kiểm tra các phần tử mạng điện, tính toán lựa họn sơ đồ hợp lý về chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.Vì thế công tác phân tích phụ tải chiếm một vị trí hết sức quan trọng cần được thực hiện một cách chu đáo

Trong thiết kế hệ thống truyền tải điện này có tám phụ tải được phân

bổ xung quanh hai nguồn các phụ tải có yêu cầu điều chỉnh diện áp khác và điện áp định mức của mạng điện phân phối là 22kV Nhu cầu sử dụng của các phụ tải này là liên tục, thời gian sử dụng của các phụ tải cực đại của các

hộ tiêu thụ bằng 5000h/ năm, phụ tải cực tiểu bằng 75% phụ tải cực đại từ

đó ta sẽ xác định được giá trị công suất của các phụ tải ở các chế độ cực đại

và cực tiểu

GIÁ TRỊ CÔNG SUẤT CÁC PHỤ TẢI Phụ

266.3

2 Bảng 1.1

II – CÂN BẮNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG

1/ Cân bằng công suất tác dụng:

Cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống điện là hết sức quan trọng, do đặc điểm của các hệ thống điện là truyền tải điện năng tức thời từ các đến các hộ tiêu thụ và không thể tích trữ điện năng thành số lượng thấy được Do đặc điểm này nên cần có sự đồng bộ giữa quá trình sản suất và tiêu thụ điện năng

Tại mỗi thời điểm xác lập của hệ thống, các nhà máy của hệ thống cần phải phát công suất bằng với công suất của các hộ tiêu thụ kể cả tổn thất công suất trong mạng điện Điều này đồng nghĩa với việc phải đảm bảo sự cân bằng công suất phát và công tiệu thụ

Ngoài ra để đảm bảo cho hệ thống vận hành bình thường cần có sự dữ trữ nhất định công suất tác dụng của hệ thống Đây là vấn đề rất quan trọng lên quan đến vận hàh cũng như sự phát triển của hệ thống Từ những phân tích trên, ta có phương trình cân bằng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải cực đại :

ND

P + P HT = P tt= mPmax + P + P td+ P dt

Trong đó

* m : Hệ số xuất hiện đồng thời các phụ tải cực đại (m=1)

sơ bộ có thể lấy bằng 10% tổng công suất đặt của nhà máy

Việc cân bằng công suất trong hệ thống điện thường chọn nguồn phát nào có công suất lớn và có khả năng điều chỉnh công suất tác dụng là nút cân bằng công suất, để thuận tiện trong việc tính toán ta chọn nút cơ sở về điện

áp trùng với nút cân bằng công suất

Tổng công suất tác dụng của các phụ tải khi cực đại: ( Bảng 1.1)

P HT  tt  ND  348 6  170  178 6

Như vậy ở chế độ phụ tải cực đại khi nhà máy nhiệt điện phát công suất theo chế độ kinh tế thì hệ thống phải cung cấp một lượng công suất bằng 178.6 (MW)

Trong sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng xoay chiều đòi hỏi cần

có sự cân bằng giữa điện năng sản xuất và tiêu thụ tại mỗi thời điểm Sự cân bằng này không chỉ đối với công tác dụng mà còn cả với công suất phản kháng, vì công suất phản kháng có liên quan đến điện áp

đại

trong mạng điện

thống có công suất vô cùng lớn nên công suất phản kháng

Việc tính toán công suất phản kháng do hệ thống và nhà máy nhiệt điện nhằm biết được rằng chúng có đủ cung cấp đủ cho phụ tải hay không , nếu thiếu sẽ có bù công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế

Tổng công suất phản kháng của các phụ tải ở chế độ cực đại: ( Bảng 1.1 )

Q ND  ND*   170 * 0 62  105 4

Tổng công suất phản kháng do hệ thống cung cấp

MVAr

tg P

Q td  td*   20 * 0 88  17 6

Tổng công suất phản kháng tiêu thụ trong mạng điện :

MVAr

Q Q Q

Q tt  max  b  TD  167 71  25 15  17 6  210 46Tổng công suất phản kháng do hệ thống và nhà máy nhiệt điện cung cấp

CHƯƠNG II LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

I – Dự kiến các phương án:

Với mạng điện gồm 2 nguồn và 8 phụ tải nên việc dự kiến các phương

án là vô cùng khó do có rất nhiều phương án được đưa ra Tuy nhiên, việc dự kiến các phương án thiết kế sẽ trở nên dể dàng hơn khi ta sử dụng những lập luận, phân tích cũng như những tính toán sơ bộ để đưa ra một số phương án tốt nhất trong các số phương án đã liệt kê

Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ của nó ( phương án được chọn ) Do đó, sơ đồ của mạng điện cần phải có chi phí đầu

tư nhỏ nhất , độ tin cậy cũng như chất lượng điện năng được đảm bảo theo yêu cầu phụ tải , thuận tiện và an toàn trong vận hành , khả năng phát triển trong tương lai cũng như tiếp nhận các phụ tải mới

1/ Chọn điện áp định mức:

Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công suất của phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải, nguồn cung cấp điện, sơ đồ mạng điện Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện

Hai nguồn liên kết với nhau thông qua đường dây truyền tải 220kV nối

từ HT – NMĐ Như vậy tổng công suất mà nhà máy nhiệt điện cung cấp cho các phụ tải 3, 4, 7, 8 là:

Tương ứng 75% công suất phát định mức của nhà máy, còn hệ thống

sẽ cung cấp điện cho các phụ tải 1, 2, 5, 6 còn lại với tổng công suất 153 (MW)

Do đó đường dây truyền tải 220kV nối từ HT – NMĐ chỉ truyền tải công suất khi nhà máy nhiệt điện không phát đủ công suất ( do sự cố ) cho các phụ tải mà nó đảm trách

Điện áp định mức của mạng điện được tính sơ bộ theo giá trị công suất trên mỗi đường dây trong mạng điện theo công thức Still:

Trong đó:

Đường dây

Công suất truyền tải MVA

Chiều dài đường dây,

km

Điện áp tính toán,

kV

Điện áp định mức của mạng điện

II Lựa chọn sơ đồ nối dây trong mạng điện:

Sơ đồ nối dây của mạng điện phụ thuộc nhiều yếu tố: số lượng phụ tải, vị trí phụ tải, mức độ liên tục cung cấp điện, công tác vạch tuyến, sự phát triển của mạng điện

Vì còn thiếu số liệu khảo sát thực tế nên ta tạm thời chấp nhận nối các điểm

để có phương án đi dây.Các phương án chia ra làm nhiều vùng trên địa hình, phụ tải yêu cầu cung cấp điện liên tục ta có phương án đi dây lộ kép hoặc phương án mạch vòng kín

Các phương án đi dây đươc đề xuất :

Chia mạng điện ra làm 4 khu vực :

* Khu vực I gổm các phụ tải 1,2

* Khu vực II gổm các phụ tải 5,6

* Khu vực III gổm các phụ tải 3,4

* Khu vực IV gổm các phụ tải 7,8

1/ khu vực I:

1.1 phương án 1:

Được bố trí theo bản vẽ sơ đồ các phụ tải của luận văn như sau:

a/ chọn tiết diện dây dẫn:

Các đường dây truyền tải ở cấp điện áp 110kV, 220kV được thực hiện trên không do đó loại dây dẫn được chọn là loại dây nhôm lõi thép Tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ dòng kinh tế của dòng điện

nhôm lõi thép thời gian sử dụng cực đại của các phụ tải T =

Dòng điện phụ tải cực đại :

* Qmax : công suất phản kháng trên đường dâyMVAR)

Đối với đường dây truyền tải cao áp trên không, do điều kiện hạn chế

về tổn hao vầng quang, qui định đường kính dây tối thiểu với cấp điện áp 110kV : d > 9.9mm dây AC tối thiểu là AC-70 Còn đối với cấp điện áp 220kV thì F ≥ 240mm2 Độ bền cơ của đường d được phối hợp với điều kiện

về vầng quang của dây dẫn do đó không cần phải kiểm tra điều kiện vầng quang

* Tính dòng trên các đoạn dây dẫn :

Dựa vào công thức (1) ở trên ta có được:

+ Đoạn từ HT > pt1:

) ( 104.97 110

3 2

17.44 + 36 10

2 2

3 2

24.17 + 39 10

2 2

,

1 1

104.97

mm j

I F

kt

HT kt

 Chọn dây AC – 95 có Icp = 335A)

Kiểm tra sự cố khi ngừng một mạch của đường dây, dòng điện sẽ chạy trên đường dây còn lại:

Isc = 104.97 * 2 = 209.94A) < Icp + Đoạn từ HT > pt2:

 2 2

,

1 1

120.40

mm j

I F

kt

HT kt

Kiểm tra sự cố khi ngừng một mạch của đường dây, dòng điện sẽ chạy

trên đường dây còn lại:

Isc = 120.4* 2 = 240.8 (A) < Icp

b/ Tính các thông số cho đường dây:

* Chọn trụ:

Để tiến hành tính toán các thông số đường dây ta phải chọn loại trụ

thích hợp cho các phương án đã chọn ở trên

Tham khảo bảng PL5.2 sách hướng dẫn môn học thiết kế mạng điện Ñ

– NXB ĐH Quốc gia TPHCM Ta có số liệu của trụ lộ đơn và lộ kép như

hình vẽ sau:

Tính các thông số đường dây bằng hai cách:

Thống Điện – chương 3 – NXB Đại học Quốc Gia TP.HCM

đường dây lộ đơn hay lộ kép nhưng bố trí trên hai trụ cách xa nhau và tính cho 1 lộ:

7.58 10

lg m

b

D r



m ab bc ca

D  D D D là khoảng cách trung bình hình học (GMD) giữa

Hoặc tính theo công thức:

D r

phụ thuộc vào số sợi (giả thiết đồng nhất kim loại)

7.21 7

6.26

ab bc a b b c

ac a c

a a c c bb

ab bc ca

Tra bảng PL2.5 và PL3.1 cho ta số liệu sau:

- 6 sợi nhôm, 1 sợi thép

' ' ' ' 4

' ' ' '

4.579 4.579 4.899

Tính dung dẫn :

Tính lại các bán kính trung bình hình học:

3 '

3 '

3 '

D D

D r

Lộ đơn:

6)1.24

6)1.21.2

Tính tương tự cho các loại dây dẫn còn lại giống như trên:

c/ Tính sơ bộ tổn thât điện áp,tổn thất công suất và khi sự cố:

Điện năng cung cấp cho các phụ tải được đặc trưng bằng tần số của dòng điện và độ lệch điện áp so với điện áp định mức trên các cực của thiết

bị dùng điện Khi thiết kế mạng điện ta giả thiết rằng hệ thống và nguồn cung cấp có đủ công suất tác dụng để cung cấp cho các phụ tải Do đó không xét đến việc duy trì tần số.Vì vậy , chỉ tiêu chất lượng của điện năng là giá trị của độ lệch điện áp ở các phụ tải so với điện áp định mức ở mạng điện thứ cấp

Để đảm bảo đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sau sự

cố thì cần phải có điều kiện : Isc ≤ Icp

Trong đó :

* Isc : dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố

* Icp : dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn

Khi tính sơ bộ các mức điện áp trong các trạm hạ áp, có thể chấp nhận

là phù hợp nếu trong chế độ phụ tải cực đại các tổn thất điện áp lớn nhất của

mạng điện , một cấp điện áp không vượt quá 10 – 15% trong chế độ làm việc

bình thường, còn trong chế độ sau sự cố các tổn thất điện áp lớn nhất không

vượt quá gới hạn15 – 20%:

% 15 10

% max  

U bt

% 20 15

% max  

U sc

Đối với mạng điện phức tạp thì có thể chấp nhận :

% 20 15

% max  

U bt

% 25 20

% max  

U bt

Đối với các tổn thất như vậy, cần sử dụng các máy biến áp điều chỉnh

điện áp dưới tải trong các trạm hạ áp

Công thức tính tổn thất điện áp cho đường dây vận hành bình thường :

U

X Q R P



Trong đó :

* P,Q : Công suất chạy trên đường dây

* R, X: Điện trở và điện kháng của đường dây

* Tổn thất công suất trên đường dây mạch kép từ HT-pt1:

+ Khi vận hành bình thường:

Công suất ở cuối tổng trở Z 1 của đoạn đường dây từ HT-pt1:

MVA

U l b j jQ P

16.349i +

36 2

2 1 01 1

1 jQ

P 

Tổn thất điện áp đường dây:

 kV U

X Q R P U

dm

2.6589 110

4 6 349 16 218 5 36

1

"

1 1

% 2.4172 100

110

2.6589

% 100

01l

b j

HT

2 1

01l

b j

Tổn thất công suất tác dụng đường dây:

0.6742 218 5 110

349 16 36

2

2 2

1 2

2

"

1 2

dm

(MW)

Tổn thất công suất phản kháng:

0.8269 400

6 110

349 16 36

2

2 2

1 2

2

"

1 2

dm

(MVAR) +Lúc sự cố :

Khi sảy ra sự cố đứt 1 trong 2 dây dẫn:

Công suất ở cuối tổng trở Z1 của đoạn đường dây HT-pt1:

16.9435i +

36.0000 2

2 1 01 1

Tổn thất điện áp đường dây:

 kV U

X Q R P U

dm

5.5717 110

999 13 943 116 436 10 36

1

"

1 1

% 5.0652 100

110

5.5717

% 100

943 16 36

2

2 2

1 2

2

"

1 2

dm

(MW)

Tổn thất công suất phản kháng:

1.8315 999 13 110

943 16 36

2

2 2

1 2

2

"

1 2

22.1188i +

39.0000 2

2 2 02 2

2 jQ

P 

Tổn thất điện áp đường dây:

 kV U

X Q R P U

dm

5.0996 110

11.481 118

22 7.872 39

2

"

2 2

HT

2 02 l 02 b j

Phần trăm sụt áp:

% 10

% 4.6360 100

110

5.0996

% 100

118 22 39

2

2 2

2 2

2

"

2 2

dm

(MW)

Tổn thất công suất phản kháng:

1.9074 841 11 110

118 22 39

2

2 2

2 2

2

"

2 2

dm

(MVAR)

+Lúc sự cố :

Khi sảy ra sự cố đứt 1 trong 2 dây dẫn:

2

2 2 02 2

2 jQ

P 

Tổn thất điện áp đường dây:

 kV U

X Q R P U

dm

10.8997

110

11.481 118

22 7.872 39

2

"

2 2

% 9.9088 100

110

10.8997

% 100

238 23 39

2

2 2

2 2

2

"

2 2

dm

(MW)

Tổn thất công suất phản kháng:

4.2876 25.1720 110

238 23 39

2

2 2

2 2

2

"

2 2

dm

(MVAR)

1.2 phương án 2:

Được bố trí theo bản vẽ sơ đồ các phụ tải của đồ án như sau:

a chọn tiết diện dây dẫn:

Dòng công suất chạy trên đường dây HT > pt1:

*2

1 1

pt HT pt

*2

61.41

2 2

*110

*2

2 1 2

1

pt pt pt

*2

17.24

2 2

, 1

1 1

225.08

mm j

I F

kt

pt HT kt pt

 Chọn dây AC – 240 có Icp = 510 (A)

Kiểm tra sự cố khi ngừng một mạch của đường dây, dòng điện sẽ chạy

trên đường dây còn lại:

Isc = 225.08 * 2 = 450.16 (A) < Icp + Đoạn từ pt1 > pt2:

 2 2

,

1 1

120.40

mm j

I F

kt

HT kt

Kiểm tra sự cố khi ngừng một mạch của đường dây, dòng điện sẽ chạy

trên đường dây còn lại:

Isc = 120.40* 2 = 240.8 (A) < Icp

Bảng thông số đường dây phương án 2-kvI

b/Tính sơ bộ tổn thât điện áp,tổn thất công suất và khi sự cố:

* Tổn thất công suất trên đường dây mạch kép từ HT-pt1:



S

/ 12

HT

2 01 l 01 b

l 12 b

l 12 b j

Công suất ở cuối tổng trở Z12 của đoạn đường dây pt1-pt2:

MVA

U l b j S

2

2 12 012 2

X Q R P U

dm

3.5444

12 12 12 12



% 10

% 3.2222 100

110

1.7134

% 100

2 12 2 12

U

Q P P

dm

(MW)

MVAR

X U

Q P Q

dm

1.3273

12 2

2 12 2 12

2

2 12 012 2

2

2 12 01 12 2

X Q R

P U

dm

HT HT HT

% 3.4500 100

110

4.9471

% 100

1 2

U

Q P

MVAR

X U

Q P

dm

HT HT

2 1 2

% 6.6722 3.2222

x0 =0.4192(  /km); b0 =2.723710-6(1/ km), vậy R = 4.174(  /km);

Công suất ở cuối tổng trở Z12 của đoạn đường dây pt1-pt2:

MVA

U l b j S

2

2 12 012 2

X Q R P U

dm

3.5444

12 12 12 12



% 10

% 3.2222 100

110

1.7134

% 100

2 12 2 12

U

Q P P

dm

(MW)

MVAR

X U

Q P Q

dm

1.3273

12 2

2 12 2 12

2

2 12 012 2

2

2 12 01 12 2

X Q R

P U

dm

HT HT HT

% 6.9571 100

110

4.9471

% 100

2 1 2

U

Q P

MVAR

X U

Q P

dm

HT HT

2 1 2

% 10.1793 3.2222

9571 6

%

%

1.3 phương án 3:

Được bố trí theo bản vẽ sơ đồ các phụ tải của đồ án như sau:

a/ chọn tiết diện dây dẫn:

Để xác định dòng công suất chạy trong mạch vòng ta giả sử rằng

mạng điện đồng nhất và tất cả các đoạn đường dây đều có cùng tiết diện:

Dòng công suất chạy trên đường dây HT > pt1 > pt2 > HT:

i(MVA)31

.5862.3140

58.31

*)(

98.31

*)(

)(

24.0414 +

44.7391 24.17i

39 17.44i

36

2 1 12

2 2 2 12 1 1

l S l l S

S HT pt

(MVA)31

.5862.3140

31.62

*)(

41.62

*)(

)(

17.5686i +

30.2609 17.44i

36 24.17i

39

2 1 12

1 1 1 12 2 2

l S l l S

S HT pt

(MVA))

44.1736()

1 1

* Tính dòng trên các đoạn dây dẫn :

Dòng điện chạy trên đường dây từ HT-pt1:



3110

1 1

pt HT pt

HT

S

3110

739.44

266.5758

3 

Dịng điện chạy trên đường dây từ HT-pt2:



3110

2 2

pt HT pt

2 1 2

1

pt pt pt

pt

S

3110

7391.8

57.4840

3 

* Tính tiết diện dây trên các đoạn dây dẫn :

+ Tiết diện của đoạn dây dẫn HT-pt1 :

kt j

I kt pt HT

Chọn dây AC – 240 cĩ Icp = 610 (A)

Isc = 266.57* 2 = 533.14 (A) < Icp

+ Tiết diện của đoạn dây dẫn HT-pt2 :

kt j

I kt pt HT

Chọn dây AC – 185 cĩ Icp = 510 (A)

Isc = 183.655* 2 = 367.31 (A) < Icp

+ Tiết diện của đoạn dây dẫn pt1-pt2 :

kt j

I kt pt pt

21





Chọn dây AC – 70 cĩ Icp = 275 (A)

Kiểm tra dây dẫn khi sự cố:

Do cơng suất chạy trên đoạn HT – pt1 là lớn nhất nên khi kiểm dây dẫn lúc sự cố ta chỉ xét đến khi đứt đường dây nối từ HT – pt1

Khi đó dịng điện chạy trên đoạn HT – pt1 là lớn nhất khi sự cố:

(MVA)

17.44i 36

3110

61.417510

3

110

3 2 2

Bảng thông số đường dây của phương án 3-kvI

b Tính sơ bộ tổn thât điện áp,tổn thất cơng suất và khi sự cố:

* Tổn thất cơng suất trên đường dây mạch vịng HT-pt1-pt2:

MVAR U

l b Q

MVAR U

l b Q

dm

dm N C

dm N C

0.6126 110

40.00 2.5952

2

1 2

1

0.9646 110

58.31 2.7342

2

1 2

1

0.5211 110

31.62 2.7237

2

1 2

1

2 2

12 012 12

2 2

2 02 2

2 2

1 01 1

2

12

012l b j

2

2

02 N l b j

Ap dụng phân bố công suất gần đúng theo tổng trở để tính dòng công suất trên đường dây nối với nguồn :

MVA Z

Z Z

Z S Z Z S S

MVA Z

Z Z

Z S Z

Z S S

N N

N N

HT

N N

N N

HT

22.5928i +

39.0000

16.3063i +

36.0000

2 12 1

1 '*

1 1 12 '*

2

* 2

2 12 1

2 '*

2 2 12 '*

1

* 1

HT

HT

17.3830i +

30.2396

21.5161i +

75.0000 38.8991i

+ 75.0000

'

1 2

' 1 1

12     





Tính tổn thất điện áp và tổn thất công suất :

+Sụt áp và tổn thất công suất trên 1-2 :

2.2827 110

17.708 2098

5 13.200 8.7604

12 12 12 12



dm U

X Q R P

% 10

% 2.0752 100

110

2.2827

% 100

2

2 12 2 12

U

Q P P

dm

3 12

2

2 12 2 12



+Sụt áp và tổn thất công suất trên đoạn N-1:

Công suất cuối tổng trở N-1 là:

MVA

U l b j U l b j S

S

dm HT

2 2

2 1 01 2

12 012 1

X Q R

P

U

dm

HT HT HT

HT

110

13.256 21.5116

4.174 44.7604

1 1 1

% 3.9012 100

110

4.2913

% 100

2 1 2

U

Q P

MVAR

X U

Q P

dm

HT HT

2 1 2

1



Vậy sụt áp trên đoạn N-1-2 :

% 10

% 5.9764 8296

1 986 3

X Q R P U

dm

N N N N

110

24.356 4 9.913 39

2 2 2 2



% 10

% 5.8156 100

110

6.3972

% 100

2 2 2

U

Q P

MVAR

X U

Q P

dm

HT HT

2 2 2

2

2 12 012 1

X Q R P U

dm

8.6430

12 '' 12 12 '' 12



% 10

% 7.8573 100

110

8.6430

% 100

2

2 '' 12 2 '' 12

U

Q P P

dm

(MW)

MVAR

X U

Q P Q

dm

2.3103 12

2

2 '' 12 2 '' 12

2

2 12 012 '

1

12    



N N

2

12

012l b j

Z12

2

2

02 N l b

Công suất ở cuối tổng trở Z 2 của đoạnv đường dây N-2 :

MVA

U l b j S S

41.7312i +

77.3664 2

2 2 02 12 2

X P R

P U

dm

HT HT

2 '' 2 2 2 '' 2



% 14.7383

100 110

16.2122

% 100

6.3304 2

2

2 '' 2 2 '' 2

MVAR

X U

P P

dm

2 '' 2 2 '' 2

Tổng sụt áp trên đoạn N-1-2 :

% 20

% 22.5956 8573

7 7383 14 12 2

a/ Tính tiết diện dây dẫn:

* Tính dòng trên các đoạn dây dẫn :

Dựa vào công thức (1) ở trên ta có được:

+ Đoạn từ HT > pt5:

) ( 126.5855 110

3 2

25.41 + 41 10

2 2

3 2

17.92 + 37 10

2 2

,

1 1

126.5855

mm j

I F

kt

HT kt

Kiểm tra sự cố khi ngừng một mạch của đường dây, dòng điện sẽ chạy trên đường dây còn lại:

Isc = 126.5855 * 2 = 253.17A) < Icp + Đoạn từ HT > pt6:

 2 2

,

1 1

107.8888

mm j

I F

kt

HT kt

 Chọn dây AC – 95 có Icp = 335 (A)

Kiểm tra sự cố khi ngừng một mạch của đường dây, dòng điện sẽ chạy trên đường dây còn lại:

Isc = 107.8888* 2 = 215.77(A) < Icp

Bảng thông số đường dây phương án 1-KVII Khi vận hành bình thường Khi gặp sự cố

b/ Tính sơ bộ tổn thât điện áp,tổn thất công suất và khi sự cố:

* Tổn thất công suất trên đường dây mạch kép từ HT-pt5:

+ Khi vận hành bình thường:

Công suất ở cuối tổng trở Z 5 của đoạn đường dây từ HT-pt5:

MVA

U l b j jQ P

23.8368i +

41.0000 2

2 5 05 5

5 jQ

P 

Tổn thất điện áp đường dây:

 kV U

X Q R P U

dm

4.1584 110

8.806 8368

23 6.037 41

5

"

5 5

% 3.7804 100

110

4.1584

% 100

8368 23 41

2

2 2

5 2

2

"

5 2

dm

(MW)

HT

2 5

05l

b j

2 5

05l

b j



5

S

Tổn thất công suất phản kháng:

1.6369 806 8 110

8368 23 41

2

2 2

5 2

2

"

5 2

dm

(MVAR) +lúc sảy ra sự cố :

Khi sảy ra sự cố đứt 1 trong 2 dây dẫn:

2

2 5 05 5

5 jQ

P 

Tổn thất điện áp đường dây:

 kV U

X Q R P U

dm

8.8349 110

19.306 6952

24 12.075 41

5

"

5 5

% 8.0317 100

110

8.8349

% 100

6952 24 41

2

2 2

5 2

2

"

5 2

dm

(MW)

Tổn thất công suất phản kháng đường dây:

3.6551 306 19 110

6952 24 41

2

2 2

5 2

2

"

5 2

16.1610i +

37.0000 2

2 6 06 6

6 jQ

P 

Tổn thất điện áp đường dây:

 kV U

X Q R P U

dm

4.3460 110

10.320 161

16 8.413 37

6

"

6 6

S 

/ 6

l 06 b j 6

6

S

% 10

% 3.9509 100

110

4.3460

% 100

161 16 37

2

2 2

6 2

2

"

6 2

dm

(MW)

Tổn thất công suất phản kháng đường dây:

1.3904 32 10 110

161 16 37

2

2 2

6 2

2

"

6 2

dm

(MVAR)

+ lúc sảy ra sự cố:

Khi sảy ra sự cố đứt 1 trong 2 dây dẫn:

17.1194i +

37.0000 2

2 6 06 6

6 jQ

P 

Tổn thất điện áp đường dây:

 kV U

X Q R P U

dm

9.1730 110

22.573 1194

17 16.827 37

6

"

6 6

% 8.3391 100

110

9.1730

% 100

1194 17 37

2

2 2

6 2

2

"

6 2

dm

(MW)

Tổn thất công suất phản kháng:

3.1007 573 22 110

1194 17 37

2

2 2

6 2

2

"

6 2

dm

(MVAR)

2.2 phương án 2:

Được bố trí theo bản vẽ sơ đồ các phụ tải của đồ án như sau:

a chọn tiết diện dây dẫn:

Dòng công suất chạy trên đường dây HT > pt5:

S HTpt5 S5S6 (41  25.41i)(37  17.92i)78 + 43.33iMV

S pt5pt6 S2 37 + 17.92i MVA

* Tính dòng trên các đoạn dây dẫn :

Dòng điện chạy trên đường dây:

*2

5 5

max

pt HT pt

HT

S I

(A)10

*3

*110

*

2

33.4378

234.1606 3

2 2

*2

6 5 6

5 max

pt pt pt

*2

92.1737

107.8888 3

2 2





*Tính tiết diện trên các đoạn dây dẫn:

+ Đoạn từ HT > pt5:

 2 5

,

1 1

234.16

mm j

I F

kt

pt HT kt pt



 Chọn dây AC – 240 cĩ Icp = 510 (A)

Kiểm tra sự cố khi ngừng một mạch của đường dây, dịng điện sẽ chạy trên đường dây cịn lại:

Isc = 234.16 * 2 = 468.3 (A) < Icp + Đoạn từ pt5 > pt6:

 2 6

, 6

1 1

107.888

mm j

I F

kt

HT kt pt

Kiểm tra sự cố khi ngừng một mạch của đường dây, dịng điện sẽ chạy trên đường dây cịn lại:

Isc = 107.888* 2 = 215.77 (A) < Icp

Bảng thông số đường dây của phương án 2-KVII

* Tổn thất công suất trên đường dây mạch kép từ HT-pt6:

Khi vận hành bình thường:

Công suất ở cuối tổng trở Z56 của đoạn đường dây pt5-pt6:

MVA

U l b j S

2

2 56 056 6

X Q R P U

dm

2.7340 110

4 6 16.8292 5.217

37 56 56 56 56



% 10

% 2.4854 100

110

2.7340

% 100



dm U

U

0.7124

56 2

2 56 2 56

U

Q P P

dm

(MW)

MVAR

X U

Q P Q

dm

0.8739

56 2

2 56 2 56

2

2 56 056 6

40.5485i +

78.7124 2

2 56 05 56 6

X Q R

P U

dm

HT HT HT

HT

% 10

% 5.0617 100

110

5.5678

% 100

5 2

U

Q P

MVAR

X U

Q P

dm

HT HT

2 5 2

% 7.5471 4854

2 0617 5

j 5 5 P5  jQ5

2 l b

l b

j 5656

Sự cố nặng nề nhất của mạch là khi đoạn dây dẫn từ HT-pt5 bị đứt,lúc này dây còn lại sẽ tải toàn bộ công suất, nên ta chỉ tính toán cho trường hợp này:

2

2 56 056 6

X Q R P U

dm

2.7340 110

4 6 16.8292 5.217

37 56 56 56 56



% 10

% 2.4854 100

110

2.7340

% 100

2 56 2 56

U

Q P P

dm

(MW)

MVAR

X U

Q P Q

dm

0.8739

56 2

2 56 2 56

2

2 56 056 6

2

2 56 05 56 6

X Q R

P U

dm

HT HT HT

% 10.2365 100

110

11.2602

% 100

3.8541

5 2

5 2

U

Q P

MVAR

X U

Q P

dm

HT HT

2 5 2

% 12.7219 4854

2 2365 10

%

%

U HT  U HT U

2.3 phương án 3:

Được bố trí theo bản vẽ sơ đồ các phụ tải của đồ án như sau:

a/ chọn tiết diện dây dẫn:

Để xác định dịng cơng suất chạy trong mạch vịng ta giả sử rằng

mạng điện đồng nhất và tất cả các đoạn đường dây đều cĩ cùng tiết diện:

Dịng cơng suất chạy trên đường dây HT > pt5 > pt6 > HT:

(MVA)99

.5062.3172.44

50.99

*)(

82.61

*)(

)(

23.6618i +

41.4171 17.92i

37 25.41i

41

6 5 56

6 6 6 56 5 5

l S l l S

S HT pt

(MVA)99

.5072.4462.31

44.72

*)(

76.34

*)(

)(

19.6682i +

36.5829 25.41i

41 17.92i

37

6 5 56

5 5 5 56 6 6

l S l l S

S HT pt

(MVA)1.7482i

0.4171 5

5

S HT pt

* Tính dòng trên các đoạn dây dẫn :

Dòng điện chạy trên đường dây từ HT-pt5:



3110

* Tính tiết diện dây trên các đoạn dây dẫn :

+ Tiết diện của đoạn dây dẫn HT-pt5 :

kt j

I kt pt HT

Chọn dây AC – 240 có Icp = 610 (A)

Isc = 250.35* 2 = 500.7(A) < Icp

+ Tiết diện của đoạn dây dẫn HT-pt6 :

kt j

I kt pt HT

Chọn dây AC – 240 có Icp = 610 (A)

Isc = 218.0015* 2 = 436.00 (A) < Icp

+ Tiết diện của đoạn dây dẫn pt5-pt6 :

kt j

I kt pt pt

65





Chọn dây AC –70 có Icp =275 (A)

Isc = 9.4331* 2 = 18.866 (A) < Icp

Kiểm tra dây dẫn khi sự cố:

Do công suất chạy trên đoạn HT – pt5 là lớn nhất nên khi kiểm dây dẫn lúc sự cố ta chỉ xét đến khi đứt đường dây nối từ HT – pt5

Khi đó dòng điện chạy trên đoạn HT – pt5 là lớn nhất khi sự cố:

(MVA)

25.41i 41

5  

Ssc=S5+S6=(41+25.41i)+( 37+17.92i)=78+43.33i(MVA)

)(32.46810

3110

33.437810

3

110

3 2 2

b/Tính sơ bộ tổn thât điện áp,tổn thất công suất và khi sự cố:

* Tổn thất công suất trên đường dây mạch vòng từ HT-pt5-pt6-HT:

MVAR U

l b Q

MVAR U

l b Q

dm

dm N C

dm N C

0.4843 110

26 1 0.4533 2

1 2

1

0.8402 110

50.99 4192

0 2

1 2

1

0.7369 110

44.72 0.4192

2

1 2

1

2 2

56 056 56

2 2

6 06 6

2 2

5 05 5

2

56

056l b j

2

6

06 N l b j

Áp dụng phân bố công suất gần đúng để tính dòng điện gây ra trên đoạn dây dẫn

MVA Z

Z Z

Z S Z

Z S S

MVA Z

Z Z

Z S Z

Z S S

HT HT

ht ht

HT

HT HT

HT HT

HT

16.5955i +

37.0000

24.1888i +

41.0000

6 56

5

6 '*

5 6 56

'*

2

* 6

6 56

5

6 '*

6 6 56

'*

5

* 5

HT

HT

18.3351i +

36.8889

22.4491i +

78.0000 40.7842i

+ 78.0000

'

5 6

' 5 5

56      





Tính tổn thất điện áp và tổn thất công suất:

+Sụt áp và tổn thất công suất trên đoạn 5,6:

0.2414 110

14.333 7397

1 545 4 0.1111 56

56 56 56



dm U

X Q R P

% 10

% 0.2194 100

110

0.2414

% 100

2

2 56 2 56

U

Q P P

dm

3 56

2

2 56 2 56



+Sụt áp và tổn thất công suất trên đoạn HT-5:

Công suất cuối tổng trở Z5 của đoạn HT-5:

2 2

2 5 05 2

56 056 5

X Q R

P U

dm

HT HT HT

HT

110

747 8 21.2279 4.5.803

41.2258 5

5 5

% 5.3001 100

110

5.8301

% 100



dm

U U U