THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN 110KV VÀ TRẠM BIẾN ÁP 11022 kV

Xác định phụ tải điện là giai đoạn đầu tiên khi thiết kế hệ thống nhằm mục đích vạch ra sơ đồ, lựa chọn và kiềm tra các phần tử của mạng điện như máy phát, đường dây, máy biến áp và các

CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1/- CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG

Cân bằng công suất trong hệ thống điện là quá trình đánh giá khả năng cung cấp điện của các nguồn năng lượng cho phụ tải qua mạng lưới điện Trong giai đoạn này, chúng ta tập trung phân tích cân bằng công suất tại thời điểm phụ tải cực đại để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định Việc xác định cân bằng công suất trước khi đề xuất phương án nối dây giúp tối ưu hóa hiệu suất và độ tin cậy của mạng điện, đồng thời đảm bảo cung cấp điện một cách liên tục và an toàn cho các phụ tải.

I-CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG:

Cân bằng công suất cần thiết để giữ tần số trong hệ thống Cân bằng công suất trong hệ thống được biểu diễn bằng công thức sau:

PF = mPpt + Pmd + Ptd + Pdt

Với: P F - tổng công suất tác dụng phát ra do các máy phát điện của các nhà máy trong hệ thống

Ppt- tổng phụ tải cực đại của các khu vục

P pt = 170.000 MW m- hệ số đồng thời ( giả thiết chọn 0,8)

Pmd - tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp

Pf - tổng công suất của các nhà máy điện tại thanh cái cua máy biến áp tăng

Xác định hệ số đồng thời của một khu vực phải căn cứ vào tình hình thực tế của phụ tải

Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp

Theo tài liệu thống kê thì tổn thất công suất tác dụng của đường dây và máy biến áp trong trường hợp mạng cao áp khoảng 810%

Công suất tự dùng của các nhà máy điện:

Tính theo phần trăm của (mPpt + Pmd)

Công suất dự trữ của hệ thống

Dự trữ sự cố tường lấy bằng công suất của một tổ máy lớn nhất trong hệ thống điện

Dự trữ phụ tải dự trù cho phụ tải tăng bất thường ngoài dự báo: 2-3% phụ tải tổng

Dự trữ phát triển nhằm đáp ứng phát triển phụ tải 5-15 năm sau

II-CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

Cân bằng công suất phản kháng nhằm giữ điện áp bình thường trong hệ thống công suất kháng phụ tải Q1 = P1 * tg ư1 = 18.75 MVA

Công suất kháng phụ tải Q2 = P2 * tg ư2 = 26.458 MVA

Công suất kháng phụm tải Q3 = P3 * tg ư 3 = 21 MVA

Công suất kháng phụ tải Q1 = P1 * tg ư 1 = 18.75 MVA

Tổng công suất kháng phụ tải có xét hệ số đồng thời : m * Qpt = 111.1814 MVA

Công suất biểu kiến phụ tải S1 = P1 / cosư1 = 31.25 MVAr

Công suất biểu kiến phụ tải S2 = P2 / cosư2 = 40 MVAr

Công suất biểu kiến phụ tải S3 = P3 / cosư 3 = 35 MVAr

Công suất biểu kiến phụ tải S4 = P4 / cosư 4 = 46.667 MVAr

Tổng Công suất biểu kiến phụ tải :

Tổng tổn thất Công suất kháng trong my biến p

Tổng công suất kháng phát lên tại thanh cái cua máy biến áp tăng :

Hệ số Công suất nguồn : cosư F = 0.763

Trong luận văn này không bù sơ bộ công suất kháng

Bảng số liệu phụ tải

DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT 2.1/- LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI

Những vấn đề đầu tiên cần được giải quyết là lựa chọn điện áp tải điện và lựa chọn sơ đồ nối dây của mạng điện

2.1 LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI

Vì chưa có sơ đồ nối dây cụ thể và rõ ràng, sơ bộ về các đường dây hình tia nối từ nguồn đến phụ tải xa hoặc có công suất tiêu thụ lớn, điện áp cấp phụ thuộc vào công suất và khoảng cách truyền tải Dựa vào công thức Still, ta có thể xác định điện áp tải điện U(kV), giúp thiết lập hệ thống truyền tải phù hợp.

TrTroonngg đđóó :: PP :: CCôônngg ssuuấấtt ttrruuyyềềnn ttảảii ((MMWW)) ll :: KKhhooảảnngg ccáácchh ttrruuyyềềnn ttảảii ((kkmm))

Bảng kết quả tính toán điện áp tải điện U (kV) bằng công thức Still:

DựDựaa vvààoo kkếếtt qquuảả bbảảnngg ttrrêênn ,, ttaa cchhọọnn đđiiệệnn áápp ttảảii đđiiệệnn llàà 111100kkVV

2.2.22 CCHHỌNỌN SSƠƠ ĐĐỒỒ NNỐỐII DDÂÂYY CCỦỦAA MMẠẠNNGG ĐĐIIỆỆNN

STT Đoạn l(km) Ppt(MW) U(KV)

Hệ thống truyền tải điện đóng vai trò quan trọng trong việc phân phối điện năng từ nhà máy điện tới người tiêu dùng Sơ đồ lưới truyền tải thể hiện các điểm nút chính và cách kết nối giữa các trạm biến áp, giúp đảm bảo dòng điện luôn ổn định và an toàn Việc tối ưu hóa quá trình truyền tải điện là mục tiêu hướng tới nhằm giảm thiểu tổn thất năng lượng và nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống Đồng thời, phát triển các công nghệ mới trong truyền tải điện góp phần nâng cao khả năng chịu tải của lưới điện, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về điện năng của xã hội.

Phương pháp xử lý kịch bản tối ưu đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa các cấp đội ngũ, nhằm đảm bảo quá trình diễn ra trơn tru và hiệu quả Việc xác định rõ các yêu cầu cần thiết là bước quan trọng giúp xây dựng kế hoạch phù hợp và hạn chế rủi ro trong quá trình thực hiện Để đạt được mục tiêu này, cần tập trung vào việc tối ưu hóa các phương án, đảm bảo tính linh hoạt và khả năng thích nghi với các biến đổi xảy ra Đồng thời, việc phối hợp liên tục giữa các bộ phận đóng vai trò then chốt trong việcđưa ra các giải pháp phù hợp, giúp vượt qua mọi thử thách trên tuyến đường phát triển dài hạn.

Sơ đồ vị trí nguồn và phụ tải:

Khu vực 1: gồm các phương án đi dây như sau:

Hình các phương án đi dây của khu vực 1

Lựa chọn tiết diện dây: Đối với mạng truyền tải cao áp chọn dây theo mật độ dòng kinh tế JKT

Với mạng lưới điện có điện áp 110 KV, chúng ta chọn dây theo mật độ dòng điện kinh tế và mã hiệu dây AC phù hợp Dựa trên giả thiết thời gian sử dụng tối đa là 5000 giờ/năm, bảng tra cứu cho thấy mật độ dòng điện tối ưu là Jkt = 1.1 A/mm², đảm bảo hiệu quả vận hành và an toàn cho hệ thống truyền tải.

I-Khu vực I:Yêu cầu cung cấp điện liên tục

Phương án đường dây kép,tia N-1va N-2

Dòng điện phụ tải cực đại:

Chọn trụ kim loại 2 mạch hiệu PI110-4

Có các kích thước sau: a1= 2 (m), a2 = 3.5 (m) a3=2 (m), b1=2 (m ),b2=3.5(m),b3=2(m), h1=h2=3

Lúc sự cố đứt 1 lộ:

Bán kính tự thân ds = 4.138 (mm)

D sc D sa  ds*0.001*D cc ' = 0.172 (mm)

X 0  pa 1  suco (1)2*pi*50*2*0.0001*log(D m  suco *1000/Ds(1)) = 0.207 ohm/km

D s '  3 D sa ' *D sb ' *D sc ' = 0.2017 (mm) b 0 2*pi*50/(18*10 6 *log(Dm/D s ' ))5.5486*10  6 (1/ ohm*km)

0   2*pi*50/(18*10 *log(Dm  *1000/r ))2.6560*10  b pa suco suco

(1/ ohm*km) Đường kính dây : 11.4 (mm)

Bán kính tự thn ds = r*k = 4.138 (mm) a b c a’ b’

Dòng cho phép Icp = 275 (A) Điện trở r0 = 0.46 (ohm/km)

Cảm kháng x0 = 2*pi*50*2*10  4 *ln(Dm/Ds)0.2077 (1/ohm*km)

Dung dẫn b0 = 7.6*10  6 /log10(Dm/Ds')5.5486*10  6 (1/ohm*km) Điện trở toàn đường dây (lộ đơn): R = 0.46*34.7851 = 16.001 (ohm)

Cảm kháng toàn đường dây (lộ kp) : X = 0.2077 * 34.785 = 7.224 (ohm)

Dung dẫn toàn đường dây (lộ kép) :Y = b0 * l = 0.0000055486 *34.785

= 0.00019301 (1/ohm) Điện trở toàn đường dy (lộ kp) : R = 16.001 / 2 = 8.0006 (ohm)

Tính toán theo phương pháp từng bước đường dây N-1 :

Công suất tải trên đọan 1(N-1)

Công suất kháng do điện dung ở cuối :

Công suất ở cuối tổng trở Z :

Các thành phần của vectơ sụt áp :

Tổn thất công suất tác dụng : P =(Pn' 2 Qn' 2 )*R/Udm 2

Tổn thất công suất phản kháng : Q =(Pn' 2 Qn' 2 )*X /Udm 2

Kiểm tra phát nóng lúc đứt 1 lộ :

Dòng điện cưỡng bức Icb = 2* 82.01 = 164.02 (A)

Tính toán đường dây N-2 của phương án 1:

Tiết diện kinh tế tính tốn :

Bán kính tự thân: ds = 4.9 (mm)

X 0 2*pi*50*2*0.0001*log(Dm/Ds) = 0.2024 ohm/km

X 0  pa 1  suco (2)2*pi*50*2*0.0001*log(D m  suco *1000/Ds(2))

0   2*pi*50/(18*10 *log(Dm  *1000/r))2.7261*10  b pa suco suco

Bán kính tự thân ds = r*k = 4.9005 (mm)

Cảm kháng x0 = 2*pi*50*2*10  4 *ln(Dm/Ds)0.2024

Dung dẫn b0 = 7.6*10  6 /log10(Dm/Ds')5.7019*10  6

(1/ohm*km) Điện trở toàn đường dây (lộ đơn): R = 0.33*49.1935 = 16.234

Cảm kháng toàn đường dây (lộ kép) : X = 0.2024 * 49.193 9.956 (ohm)

Dung dẫn toàn đường dây (lộ kép) :Y = b0 * l = 0.0000057019

= 0.0028 (1/ohm) Điện trở toàn đường dây (lộ kép) : R = 16.2339 / 2 = 8.117

Công suất tải trên đọan (N-2)

Cơng suất ở cuối tổng trở Z :

Bảng số liệu đường dây của khu vực I: Đườn g dây

805 Đoạn dây Dây tiêu chuẩn Dòng cho phép

Bảng tổn thất công suất tác dụng của phương án 1 Đường dây

Phương án 2: Đường dây kép liên thông Đường dây kép liên thông N-1-2

Dòng điện 1 lộ của đường dây 1-2

Tiết diện kinh tế tính tốn :

Bn kính tự thn: ds = 4.9005 (mm)

0   2*pi*50/(18*10 *log(Dm  *1000/r))2.7261*10  b pa suco suco

(1/ohm*km) Điện trở toàn đường dây (lộ đơn):

Cảm kháng toàn đường dây (lộ kép) :

Dung dẫn toàn đường dây (lộ kép) :Y = b0 * l = 0.0000057019

= 0.00019834 (1/ohm) Điện trở toàn đường dây (lộ kép) : R = 11.4791 / 2 = 5.7395

Tính toán theo phương pháp từng bước đường dây 1-2 :

Công suất tải trên đọan (1-2)

Công suất ở đầu tổng trở Z :

Công suất kháng do điện dung ở đầu :

Công suất ở đầu phát của đường dây 1-2 :

Tính toán đường dây kép N-1:

Phụ tải ở đầu nhận của đường dây N- 1:

Dòng điện phụ tải đầu nhận cực đại:

Dòng điện 1 lộ của đường dây N-1:

Bán kính tự thân: ds = 7.296 (mm)

0   2*pi*50/(18*10 *log(Dm  *1000/r ))2.8798*10  b pa suco suco

(1/ ohm*km) Đường kính dây : 19 (mm)

(1/ohm*km) Điện trở toàn đường dây (lộ đơn): R = 0.17*34.785 = 5.913 (ohm)

Cảm kháng toàn đường dây (lộ kép) : X = 0.1899 * 34.785 = 6.605 (ohm)

Dung dẫn toàn đường dây (lộ kép) :Y = b0 * l = 0.000006039 *34.785

= 0.00021007 (1/ohm) Điện trở toàn đường dây (lộ kép) : R = 5.9135 / 2 = 2.9567 (ohm)

Công suất tải cuối đường dây :

Công suất ở đầu phát của đường dây N-1 :

Tổng sụt áp từ đầu N đến đầu 2 :

Tổng tổn thất công suất của pa2 gồm 2 đường dây :

Bảng số liệu đường dây của khu vực I của phương án 2: Đườn g dây

Phương án mạch vòng kín N-1-2-N

Phân bố công suất theo chiều dài:

Tổng chiều dài các đoạn : l = 34.785 + 34.785 + 49.193 8.764 (km)

Công suất tải trên đoạn N-1

0.104 + j 24.217 MVA Công suất tải trên đoạn N-2 :

Công suất tải trên đoạn 1-2

2 Phương án 3 Điểm 2 là điểm phân công suất

Chọn dây N-1 của phương án 3:

Dòng điện tải trên đoạn N-1

Chọn trụ kim loại 2 mạch hiệu PI-110-3

Có các kích thước sau: a1= 2.1 (m), b1=4.2 (m ),b2=2.1(m),h1 = 4(m)

D m  3 D ab *D bc *D ca = 5.485 (m) Đường kính dây : 19 (mm)

(1/ohm*km) Điện trở toàn đường dây (lộ đơn): R = 0.1700 x 34.7851

Cảm kháng toàn đường dây (lộ đơn) : X = 0.4161 *34.7851

Dung dẫn toàn đường dây (lộ đơn) :Y = b0 * l

Chọn dây N-2 của phương án 3:

chọn dây AC-185 Đường kính dây : 19 (mm)

(1/ohm*km) Điện trở toàn đường dây (lộ đơn): R = 0.17 * 49.193

Cảm kháng toàn đường dây (lộ đơn) : X = 0.4161 * 49.193

Dung dẫn toàn đường dây (lộ kép) : Y = b0 * l

Chọn dây 1-2 của phương án 3:

Dòng điện tải trên đoạn 1-2

chọn dây AC-70 Đường kính dây : 11.41 (mm)

(1/ohm*km) Điện trở toàn đường dây (lộ đơn): R = 0.46 * 34.785

Cảm kháng toàn đường dây (lộ đơn) : X = 0.4517 * 34.785

Dung dẫn toàn đường dây (lộ kép) : Y = b0 * l

Kiểm tra phát nóng lúc sự cố đứt đoạn N-2:

Mạng trở thành liên thông N-1-2

Dòng điện tải trên đoạn N-1:

Dòng điện tải trên đoạn 2-1:

Phân bố công suất theo tổng trở

Công suất trên đoạn N-1 : Tổng các tổng trở Z-tổng = Z_N1 + Z_12 + Z_N2

Kiểm tra kết quả : S_N1 + S_N2 = (P1+jQ1)+(P2+jQ2)

Nút 2 là điểm phân công suất

Tính toán đường dây N-2 trong mạch kín:

Công suất tải cuối đường dây :

Tổn thất công suất tác dụng :

Tổng sụt áp từ đầu N đến nút 2 :

Tính toán đường dây đơn 1-2:

Tổn thất công suất phản kháng :

Công suất ở đầu phát của đường dây 1-2 :

Tính toán đường dây đơn N-1:

Phụ tải ở đầu nhận của đường dây N-1 :

Công suất kháng do điện dung ở cuối

Tổng sụt áp trên mạch N-1-2 :

Tổng tổn thất công suất của pa3 gồm 3 đường dây :

Bảng số liệu đường dây của khu vực I của phương án 3: Đườn g dây

Loại dây Đoạn dây Icp(A)

II-Tính toán khu vực II : Đường dây kép hình tia N-3 và N-4

Dòng trên 1 lộ của đường dây N-3

Chọn trụ kim loại 2 mạch hiệu PI110-4

Có các kích thước sau: a1= 2 (m), a2 = 3.5 (m) a3=2 (m), b1=2 (m ),b2=3.5(m),b3=2(m), h1=h2=3

chọn dây AC- 150 Đường kính dây : 17 (mm)

Bảng số liệu đường dây của khu vực 2 : Đườn g dây

III-Tính toán khu vực III: Đường dây kép liên thông N-5-6

Tính toán đường dây kép 5-6:

Dòng trên 1 lộ của đường dây 5-6

chọn dây AC- 70 Đường kính dây : 11.4 (mm)

Tính toán đường dây kép N-5:

chọn dây AC- 185 Đường kính dây : 19 (mm)

Bảng số liệu đường dây của khu vực III : Đườn g dây

Chọn phương án tối ưu trên cơ sở so sánh về kinh tế kỹ thuật

Chỉ những phương án nào thỏa mãn về kỹ thuật mới giữ lại so sánh về kinh tế

Khi so sánh các phương án sơ đồ nối dây, không cần đề cập đến các trạm biến áp nếu các trạm biến áp trong các phương án là giống nhau, giúp giảm khối lượng tính toán Để tối ưu quá trình đánh giá, có thể tính toán một lần cho một phương án và sử dụng kết quả đó cho toàn bộ phương án tổng thể Điều này giúp tiết kiệm thời gian và công sức khi phân tích các sơ đồ nối dây trong hệ thống điện.

Tiêu chuẩn để so sánh các phương án về mặt kinh tế là phí tổn tính toán hàng năm thấp nhất

Phí tổn tính toán hàng năm cho mỗi phương án được tính theo công thức:

Với k-vốn đầu tư của mạng điện

Trong quá trình tính toán chi phí xây dựng hệ thống điện, chỉ tập trung vào các thành phần chủ yếu như đường dây và máy cắt, có thể bỏ qua chi tiết tiền đầu tư máy cắt nếu không cần thiết Khi so sánh kinh tế, giá thành được tính dựa trên tổng chi phí cho 1 km đường dây, trong đó đường dây lộ kép đi song song trên hai hàng cột có giá khoảng 1,8 lần so với đường dây lộ đơn, do chi phí thăm dò, đo đạc và thi công được giảm nhẹ Các yếu tố vận hành như hệ số vận hành, khấu hao, sửa chữa, và phục vụ mạng điện cũng cần được tính toán đúng để đảm bảo hiệu quả và tối ưu hóa chi phí đầu tư.

) a vh ≈ 7% ,cột bê tông cốt thép a vh ≈ 4% a tc - hệ số thu hồi vối đầu tư phụ (chênh lệch giữa các phương án) a tc Ttc

Thời gian thu hồi vốn đầu tư phụ tiêu chuẩn của Ttc thường kéo dài từ 5 đến 8 năm, phù hợp với chính sách sử dụng vốn của nhà nước Trong đó, ATC thường được chọn là 0,125 để tính toán chi phí điện năng Giá tiền 1 kWh điện năng (c) đóng vai trò quan trọng trong đánh giá hiệu quả đầu tư và xác định mức lợi nhuận hợp lý.

P  : tổng tổn thất cơng suất công suất của phương án đ lập bảng trong chương 2

:thời gian tổn thất công suất công suất cực đại

Có thể tra đồ thị =f(T max ,cos) hoặc tính gần đúng theo công thức :

Phương án 1: Đường dây képN-1

- Tiền đầu tư 1 km đường dây 2 mạch : 32100 $/km

- Tiền đầu tư toàn đường dây lộ kép = 32100 * 34.785 = 1116600.24 $

- Khối lượng 1 km dây : 275 kg/pha/km

- Khối lượng toàn đường dây kép N-1 : 6 * 275 * 34.785 = 57.395 tan Đường dây képN-2 :

- Tiền đầu tư 1 km đường dây 2 mạch: 33200 $/km

- Tiền đầu tư toàn đường dây lộ kép = 33200 * 49.193 = 1633224.05 $

- Khối lượng 1 km dây: 386 kg/pha/km

- Khối lượng toàn đường dây kép N-2 : 6 * 386 x 49.193 = 113.932 tấn

- Tổng tiền đầu tư pa1 K = 1116600.24 + 1633224.05 = 2749824.29 $

- Tổng khối lượng kim loại màu : 171.327 tấn

- Tổn thất điện năng trong phương án 1: A = P_tong_pa1 * To

- hệ số thu hồi vốn đầu tư phụ tiêu chuẩn atc = 0.125

Phí tổn tính toán hằng năm Z =(avh+atc)* K + c * A = ( 0.04+

Bảng chi phí đầu tư của phương án 1 : Đường dây

Tiền đầu tư 1 km đường dây ($/km)

Tiền đầu tư toàn đường dây ($)

*10 3 Tổng đầu tư đường dây của phương án 1: K'49824.29 ( $)

Khối lượng kim loại màu của phương án 1:

Tổng khối lượng :171.327 (tấn) Đường dây

Khối lượng (kg/km/pha)

Khu vực đường dây liên thông N-1-2

Tổn thất điện năng của phương án 2 :

Tiền đầu tư toàn đường dây ($) N-1 AC - 185 34.785 37.3 10 3 1297482.52

Tổng đầu tư đường dây của phương án 2: K 97482.52 +1154863.8

Phí tổn tính toán hằng năm của phương án 2 :

Khối lượng kim loại màu của phương án 2: Đường dây

Tổn thất điện năng của phương án 3 :

Tổng đầu tư đường dây của phương án 3 : K = 2033389.71( $)

Khối lượng kim loại màu của phương án : Đườg dây

Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế của các phương án: Đơn vị Phương án 1 Phương án

Km loại màu sử dụng

 Chọn phương án 3 là phương án tối ưu vì có phí tổn tính toán Z thấp nhất

B- khu vực II Đường dây kép hình tia N-3,N-4

Tổn thất điện năng của khu vực II :

Bảng chi phí đầu tư của khu vực II : Đường dây

Tiền đầu tư toàn đường dây ($) N-3 AC - 95 46.669 33.2 10 3 1549421.38

Tổng đầu tư đường dây của khu vực II: K 49412.38 +2002384.96

Phí tổn tính toán hằng năm của khu vực II :

Khối lượng kim loại màu của khu vựcII: Đường dây

Khu vực đường dây liên thông N-5-6

Tổn thất điện năng của khu vực II :

Tổng đầu tư đường dây của phương án 2: K 34917.38 +1116600.24

Khối lượng kim loại màu của khu vực II: Đường dây

SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT CHO MẠNG ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP 4.1/- YÊU CẦU

MẠNG ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP

Sơ đồ nối điện phải làm việc bảo đảm ,tin cậy,đơn giản,vận hành linh hoạt,kinh tế và an toàn cho người và thiết bị

Chọn sơ đồ nối dây của mạng điện Phía nhà máy điện chỉ bắt đầu từ thanh góp cao áp của nhà máy

Chọn số lượng và công suất máy biến áp của trạm giảm áp

Sơ đồ thể hiện vị trí đặt máy cắt ,không yêu cầu tính ngắn mạch để chọn máy cắt

4.2 CÁC DẠNG SƠ ĐỒ CƠ BẢN

Tham khảo các sơ đồ sau

- Sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn bằng máy cắt

- Sơ đồ hai hệ thống thanh góp

- Sơ đồ cầu có máy cắt ở phía máy biến áp

- Sơ đồ có máy cắt phía đường dây

Các sơ đồ điện có trong tài mạch điện, nhà máy điện và trạm biến áp đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả của hệ thống điện Hiểu rõ cách vận hành của sơ đồ, trình tự thao tác các dao cách ly và máy cắt là yếu tố thiết yếu để đảm bảo an toàn và tối ưu hóa quá trình vận hành hệ thống điện.

4.3 CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP

TRONG TRẠM GIẢM ÁP a/ Kiểu máy biến áp

Nên dùng máy biến áp 3 pha

Máy biến áp có thể điều áp dưới tải hoặc điều áp thường, tùy thuộc vào yêu cầu điều chỉnh điện áp của hệ thống Ngoài ra, thông tin về chế độ làm mát của máy biến áp cũng rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả hoạt động và tuổi thọ của thiết bị Số lượng máy biến áp cần thiết trong hệ thống điện phụ thuộc vào công suất tải và yêu cầu vận hành cụ thể, giúp tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo sự ổn định của nguồn điện.

Phụ tải yêu cầu cung cấp điện liên tục nên chọn trạm có 2 biến áp.Phụ tải không cần cung cấp liên tục chọn trạm có một biến áp

4.4 CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP Đối với trạm có môt biến áp chọn sơ bộ công suất của máy biến áp theo điều kiện

Nếu có đồ thị phụ tải có thể chọn kỷ lưỡng theo điều kiện qúa tải bình thường cho phép Đối với trạm có 2 máy biến áp:

Máy biến áp được phép quá tải sự cố gấn 1,4 lần trong thời gian không quá 5 giờ mỗi ngày và liên tục trong 5 ngày đêm, nhằm đảm bảo vận hành an toàn khi xảy ra sự cố Quy định này giúp duy trì hiệu suất của máy biến áp trong các tình huống khẩn cấp, hạn chế thiệt hại và đảm bảo an toàn điện lực Việc cho phép quá tải có giới hạn này là quan trọng để duy trì độ bền của máy biến áp trong điều kiện hoạt động liên tục trong thời gian ngắn.

S sc là công suất phải cung cấp khi sự cố một máy biến áp , nếu không cắt bớt phụ tải thì Ssc = Sphụ tải max

4.5 CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP CHO

Khu vực I và III yêu cầu cung cấp điện liên tục nên chọn trạm có 2 máy biến áp Đối với trạm có 2 máy biến áp :

1-Chọn máy biến áp cung cấp cho phụ tải 1

Công suất S của phụ tải 1 :

Công suất của máy biến áp:

S pt = 22.321 MVA  Chọn S dm B1 = 25 KVA

Số lượng 2 máy biến áp song song Điện áp định mức : 110/22 kv

Tổn hao ngắn mạch : Pn = 63 KW

Phần điện p ngắn mạch :Un% = 9.5 %

Tổn hao không tải : P0 = 24 KW

Phần trăm dòng không tải : I0 % = 2

Do l phụ tải quan trọng nên ta sẽ chọn 2 máy Thông số mỗi máy như sau:

ONAN 25 110 22 9,5 2 24 63 Điện trở 1 máy : R B = Pn * 110 2 *1000/(S đm 2 )

= 63 * 110 2 *1000/(25*1000) 2 = 1.22 ohm Điện kháng 1 máy : X B = U n * 110 2 *10/S đm )

Tổn hao tác dụng trong sắt : P_Fe = P0 = 0.024 MW

Tổn hao phản kháng trong sắt : Q_Fe = I0*Sdm/100

= 0.5 MVAr Điện trở tương đương 2 máy song song : Rt = Rb/2 = 0.6098 ohm Điện kháng tương đương 2 máy song song : Xt = Xb/2 = 22.99 ohm

Tổn hao tác dụng trong sắt của tồn trạm : P_Fe_trạm = 2 * P0

Tổn hao phản kháng trong sắt của tồn trạm :Q_Fe_tram = 2*Q_Fe

Bảng tổng trở tương đương và tổn thất sắt của trạm biến áp

Công suất S của phụ tải 2 :

Số lượng 2 máy biến áp song song

Do là phụ tải quan trọng nên ta sẽ chọn 2 máy Thông số mỗi máy như sau:

Công suất S của phụ tải :

S pt = 25 MVA  Chọn Sdm B3 = 25 KVA

S pt = 33.333 MVA  Chọn Sdm B4 = 40 KVA

S pt = 226.786 MVA  Chọn Sdm B3 = 31.5 KVA

6 -Chọn máy biến áp cung cấp cho phụ tải 6

S pt = 20.952 MVA  Chọn S dm B6 = 25 KVA

Do là phụ tải quan trọng nên ta sẽ chọn 2 máy Thông số mỗi máy như sau:

BÙ KINH TẾ TRONG MẠNG ĐIỆN 5.1/- MỞ ĐẦU

Các biện pháp giảm tổn thất điện năng trong mạng điện đã được trình bày trong giáo trình mạng điện Trong bài viết này, chúng tôi tóm tắt phương pháp tính dụng lượng bù kinh tế nhằm giảm tổn thất điện năng và nâng cao hệ số công suất cosφ của đường dây, giúp cải thiện hiệu quả truyền tải điện năng.

5.2 TÍNH TOÁN BÙ KINH TẾ

Không xét đến thành phần tổn thất trong sắt của máy biến áp và công suất kháng do điện dung đường dây sinh ra

Không xét đến thành phần tổn thất công suất tác dụng do P gây ra

Trong bài viết này, chúng tôi tập trung phân tích sơ đồ điện trở đường dây và máy biến áp để xác định cách hoạt động của hệ thống Để tính toán chính xác, công suất Qbu tại phụ tải được đặt làm ẩn số chính, từ đó xây dựng biểu thức liên quan đến phí tổn và tối ưu hóa hệ thống truyền tải điện Việc này giúp nâng cao hiệu quả vận hành, giảm thiểu tổn thất năng lượng và đảm bảo ổn định cho mạng lưới điện Phương pháp này là cơ sở quan trọng trong việc thiết kế và vận hành các hệ thống truyền tải điện một cách tối ưu và an toàn.

Z của mạng điện do việc đặt thiết bị bù kinh tế

Lấy đạo hàm riêng Z/ Qbui và cho bằng không

Giải hệ phương trình bậc nhất tuyến tính n ẩn trong Qbu

Khi công suất Q bui < 0, phụ tải thứ i không cần thiết phải bù, do đó có thể bỏ bớt một phương trình đạo hàm riêng thứ i Trong trường hợp này, ta đặt Q bui = 0 trong các phương trình còn lại và giải lại hệ phương trình còn n-1 ẩn liên quan đến Q bui Điều này giúp tối ưu hóa quá trình phân tích hệ thống và đảm bảo độ chính xác trong tính toán công suất phù hợp.

Nên dùng đến cos = 0,95 vì cao hơn thì việc bù sẽ không có hiệu quả kinh tế

Tính toán bù kinh tế:

Phí tổn hàng năm do đầu tư thiết bị bù Qb :

K O : giá tiền 1 đơn vị công suất thiết bị = 5000

Avh : hệ số vận hành của thiết bị bù =0.1

Atc : hệ số thu hồi vốn đầu tư phụ = 0.125

Phí tổn do tổn thất điện năng

C : tiền 1 MWh tổn thất điện năng = 50

∆P * : tổn thất công suất tương đối của thiết bị bù, với tụ điện tỉnh lấy = 0.005 t : thời gian vận hành tụ điện , nếu vận hành suốt 1 năm t = 8760 giờ

Chi phí do tổn thất điện năng , do thành phần công suất kháng tải trên đường dây và máy biến áp sau khi đặt thiết bị bù:

∆P : tổn thất trên đường dây và máy biến áp t : thời gian tổn thất công suất cực đại

1 Tính toán bù kinh tế khu vực I: a-Các thành phần của hàm chi phí tính toán :

Z1 = (avh + atc) *k 0 * (Qbu1+ Qbu2 ) = 1125 * (Qbu1+ Qbu2 )

= 2190 * (Q bu1 + Q bu2 ) Điện trở tổng mạch N-1-2-N : R_tổng = 30.277 ohm Điện trở N-2-1 = 24.364 ohm Điện trở N-2 = 8.3629 ohm

Dòng công suất kháng trên đường dây N-1 :

Q I = 0.8047 (18.75 - Qbu1) + 0.2762(26.458 - Qbu2) Điện trở N-1 = 5.9135 ohm Điện trở N-1-2 = 21.9146 ohm

Dòng công suất kháng trên đường dây N-2 :

Suy ra dòng công suất kháng trên đường dây 2-1 :

Hàm chi phí tính toán Z = Z1 + Z2 + Z3

Lấy đạo hàm của Z theo Qbu1 va Qbu2 và sắp xếp, thu gọn có kết quả sau :

Giải hệ phương trình trên có được :

2 Tính tốn b kinh tế khu vực I:

Bù kinh tế cho đường dây kép N-3 ( và trạm biến áp )

Thành lập hàm chi phí tính toán:

Lấy đạo hàm của Z theo Qbu va cho bằng không, giải được Qbu3

Bù kinh tế cho đường dây kép N-4 ( và trạm biến áp )

Thành lập hàm chi phí tính toán:

Lấy đạo hàm của Z theo Qbu va cho bằng không, giải được Qbu4

Tính toán tương tự các khu vực ta có bảng kết quả sau

Bảng kết quả bù kinh tế :

P(MW) Q(MVAr) cos trước bù

CÂN BẰNG CHÍNH XÁC CÔNG SUẤT KHÁNG TRONG MẠNG ĐIỆN 6.1/- MỤC ĐÍCH

SUẤT KHÁNG TRONG MẠNG ĐIỆN

Chương này tập trung vào tính toán cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống điện Khi nguồn điện không cung cấp đủ công suất phản kháng cần thiết, cần thực hiện bù công suất phản kháng để đảm bảo ổn định và hiệu quả hoạt động của mạng lưới Việc bổ sung công suất phản kháng thiếu hụt tại các phụ tải giúp duy trì ổn định điện áp, giảm thiểu các biến dạng sóng và nâng cao hiệu suất của hệ thống điện.

II TÍNH CÂN BẰNG CÔNG SUẤT KHÁNG:

A- Lúc phụ tải cực đại

Khu vực I ứng với tải 1 , 2:

1- Đoan N-1 a-Tính công suất tính toán tại nút 1 :

Công suất kháng của phụ tải 1 sau khi bù Q1 = 18.75 - 1.001 = 17.749

Tổn thất công suất tác dụng trong điện trở dây quấn trạm biến áp 1 : tram dm

Tổn thất công suất kháng trong điện kháng dây quấn trạm biến áp 1 : tram dm

25  * 22.99 = 1.786 (MVAr) công suất tác dụng ở đầu tổng trở của trạm biến áp T1 :

P’_T1 = 25 + 0.0474 = 25.0474 (MW) công suất phản kháng ở đầu tổng trở của trạm biến áp T1 :

Tổn hao tác dụng trong sắt của toàn trạm

Tổn hao phản kháng trong sắt của toàn trạm

Công suất kháng do 1/2 điện dung đường dây N-1 phát ra :

Công suất kháng do 1/2 điện dung đường dây 1-2 phát ra: deltaQc_12 / 2 = 0.53611 MVAr

Công suất tính toán tại nút I :

Q_I = Q1 + Q_tram1 + Q_Fe_tram1 - Qc_N1/2 - Qc_12/2

= 19.419 MVAr b-Tính công suất tính toán tại nút 2:

30  * 0.433 = 0.0389 (MW) Tổn thất công suất kháng trong điện kháng dây quấn trạm biến áp 2 : tram dm

Công suất tác dụng ở đầu tổng trở của trạm biến áp T2 :

Công suất phản kháng ở đầu tổng trở của trạm biến áp T2 :

Công suất kháng do 1/2 điện dung đường dây N-2 phát ra:

Công suất kháng do 1/2 điện dung đường dây 1-2 phát ra:

Công suất tính toán tại nút II :

Q_II = Q2 + Q_tram2 + Q_Fe_tram2 - Qc_N2/2 - Qc_12/2

S_N1* = ((P_I-jQ_I)*Z_N21 +(P_II-jQ_II)*Z_N2) / Ztong

S_N2* = ((P_I-jQ_I) * Z_N1 +(P_II-jQ_II) * Z_N12) / Ztong

Kiểm tra kết quả : S_N1 + S_N2 = (P_I+jQ_I)+(P_II+jQ_II)= 55.1903 + j

Nút 2 là điểm phân công suất c-Tính toán đường dây N-2 trong mạch kín :

Tính toán theo phương pháp từng bước đường dây N2 :

Công suất tải cuối đường dây:

Công suất kháng do điện dung của toàn đường dây = 0.0001354 * 110 2

Công suất ở đầu phát của đường dây N-2:

SP = 26.047 + j (16.848 - 0.819) = 26.047 + j 16.029 MVA d-Tính toán đường dây đơn 1-2

Công suất ở cuối tổng trở Z:

Công suất kháng do điện dung của toàn đường dây = 0.00008861 *110 2

Công suất ở đầu tổng trở Z:

Công suất ở đầu phát của đường dây 1-2 : SP = 4.686 + j -0.122 MVA e-Tính toán đường dây đơn N-1

Công suất ở cuối tổng trở Z: SN’ = 29.782 + j 19.298 MVA

Công suất kháng do điện dung của toàn đường dây

Tổng sụt áp trên mạch N-1-2 :

Tổng tổn thất công suất của 3 pha gồm 3 đường dây :

Công suất nguồn cung cấp cho đường day N1 va N2 :

S-nguon_kv1 = Sphat_N1 + Sphat_N2 = 56.445 +j 36.254 MVA

Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây của khu vực 1 :

Tổn thất công suất tác dụng trong đồng của máy biến áp của khu vực 1 :

Tổn thất công suất tác dụng trong sắt của khu vực 1 : ∑P-fe = 0.104 MW

Tổng công suất phản kháng phát ra trên đường dây của khu vực 1 :

Bảng kết quả tính toán tổn thất đường dây khu vực I Đường dây

Tổn thất công suất tác dụng Pl Tổn thất công suất phản kháng

Công suất kháng do điện dung đường dây sinh ra Qc

Bảng tổn thất công suất trong trạm biến áp khu vực I :

Trạm biến áp P-fe Q-fe P-cu = P-B Q-cu =

Bảng công suất đầu đường dây có nối với nguồn : Đường dây Công suất tác dụng đầu đường dây Ps

Công suất phản kháng đầu đường dây Qs

Khu vực II ứng với tải 3 , 4:

1-Tính toán đường dây kép N-3 và trạm biến áp T3 :

Sơ đồ thay thế đoạn N-3:

Công suất kháng của phụ tải 3 sau khi bù

Quá trình tính ngược từ cuối vế nguồn

Tổn thất công suất tác dụng trong điện trở dây quấn trạm biến áp 3 :

Tổn thất công suất kháng trong điện kháng dây quấn trạm biến áp 3 :

Tổn hao tác dụng trong sắt của toàn trạm :

Công suất tác dụng ở cuối đường dây N-3 :

Công suất phản kháng ở cuối đường dây N-3 :

Công suất cuối đường dây:

Công suất cuối tổng trở Z :

Công suất kháng do điện dung ở đầu

Công suất ở đầu đường dây N-3 :

SP_N3 = PP’ + j (QP’ - Qc1)= PP +j QP

2-Tính toán đường dây kép N-4 và trạm biến áp T4

Tính toán theo phương pháp từng bước đường dây N-4:

Công suất cuối tổng trở Z:

SP_N4 = PP_phay + j (QP_phay - Qc1)= PP +j QP

Tổng Công suất nguồn cung cấp cho đường dây N-3 va N-4 cua kv 2 :

Snguon_kv2 = SP_N3 + SP_N4 = 64.6674 + j 34.5237 MVA

Tổn thất công suất tác dụng trong sắt của khu vực 2 :

Bảng kết quả tính toán tổn thất đường dây khu vực II Đường dây

Tổn thất công suất tác dụng Pl

Tổn thất công suất phản kháng

Bảng tổn thất công suất trong trạm biến áp khu vực II :

Khu vực III ứng với tải 5 , 6:

Sơ đồ thay thế khu vực III:

1-Tính toán đường dây kép N-5 và trạm biến áp T5 :

Tính toán theo phương pháp từng bước đường dây N-5:

Công suất cuối đường dây :

2-Tính toán đường dây kép 5-6 và trạm biến áp T6 :

Quá trình tính ngược từ cuối đường dây ngược về đầu đường dây

Tính toán theo phương pháp từng bước đường dây 5-6:

Công suất tác dụng ở cuối đường dây 5-6 :

Công suất phản kháng ở cuối đường dây 5-6 :

Công suất cuối đường dây : SN = 22.075 + j 9.25 MVA

Tổn thất công suất tác dụng:

P = (PN_phay 2 + QN_phay 2 )*R/ Udm 2

Tổn thất công suất phản kháng:

Q = (PN_phay 2 + QN_phay 2 )*X / Udm 2

Công suất ở đầu đường dây 5-6 :

SP_56 = PP_phay + j (QP_phay - Qc1)

Tổn thất công suất tác dụng trong sắt của khu vực 3 :

Bảng kết quả tính toán tổn thất đường dây khu vực II Đường dây

Bảng tổn thất công suất trong trạm biến áp khu vực II :

Tổng công suất nguồn của tất cả các khu vực:

Snguon = Snguon_khuvuc1 + Snguon_khuvuc2 + Snguon_khuvuc3

= 179.637 + j103.084 ( MVA) suy hệ số công suất của nguồn : cosφ-nguồn = 0.86

Tổng kết chế độ max

Snguon-max = 179.637 + j103.084 (MVA) suy hệ số công suất của nguồn cung cấp cho toàn mạng: cosφ-nguồn = 0.86

Bảng kết quả tính toán tổn thất đường dây toàn mạng ở chế độ max Đường dây Tổn thất công suất tác dụng

Toàn mạng ∑PL =4.37 ∑QL = 8.5288 ∑Qc = 17.04

Bảng tổn thất công suất trong trạm biến áp của toàn mạng ở chế độ max

Trạm biến áp P-fe Q-fe P-cu = P-

Bảng công suất đầu đường dây toàn mạng có nối với nguồn ở chế độ max: Đường dây Công suất tác dụng đầu đường dây Ps

B-Tính toán chế độ min

Phụ tải min = 0.4 phụ tải max

Cân bằng công suất khu vực I ứng với tải 1 , 2:

Nút 2 là điểm phân công suất

Thay chế độ phụ tải min :

Sau khi tính toán ta có các bản kết quả sau :

P 1 min +jQ 1 min P 2 min +jQ 2  min

Bảng kết quả tính toán tổn thất đường dây khi phụ tải min của khu vực I Đường dây

Bảng tổn thất công suất trong trạm biến áp khi phụ tải min khu vực I :

Bảng công suất đầu đường dây có nối với nguồn khi phụ tải min khu vực I : Đường dây Công suất tác dụng đầu đường dây Ps

Cân bằng công suất khu vực II ứng với tải 3 , 4:

Bảng kết quả tính toán tổn thất đường dây khi phụ tải min của khu vực II Đường dây

Bảng tổn thất công suất trong trạm biến áp khi phụ tải min khu vực II :

Bảng công suất đầu đường dây có nối với nguồn khi phụ tải min khu vực II : Đường dây Công suất tác dụng đầu đường dây Ps

Cân bằng công suất khu vực III ứng với tải 5 , 6:

Sơ đồ thay thế khu vực III:

P 5 min +jQ 5 min P 6 min +jQ 6 min

Bảng kết quả tính toán tổn thất đường dây khi phụ tải min của khu vực

Bảng tổn thất công suất trong trạm biến áp khi phụ tải min khu vực III

Bảng công suất đầu đường dây có nối với nguồn khi phụ tải min khu vực III : Đường dây Công suất tác dụng đầu đường dây Ps

Tổng công suất nguồn của tất cả các khu vực:

Snguon-min = Snguon-min_khuvuc1 + Snguon-min_khuvuc2 +

= 69.2523 + j 49.4335 ( MVA) suy hệ số công suất của nguồn : cosφ-nguồn-min = 0.814

Tổng kết chế độ min

Tổng công suất của nguồn cung cấp cho toàn mạng:

Snguon-min = 69.2523 + j49.4335 (MVA) suy hệ số công suất của nguồn cung cấp cho toàn mạng: cosφ-nguồn-min = 0.814

Bảng kết quả tính toán tổn thất đường dây toàn mạng chế độ min Đường dây Tổn thất công suất tác dụng

Toàn mạng ∑PL = 0.8752 ∑QL = 1.6798 ∑Qc = 17.034

Bảng tổn thất công suất trong trạm biến áp của toàn mạng chế độ min

Bảng công suất đầu đường dây toàn mạng có nối với nguồn chế độ min : Đường dây Công suất tác dụng đầu đường dây Ps

C-Tính toán chế độ sự cố

Cân bằng công suất khu vực I mạng kín N-1-2-N và sự cố đứt 1 lộ N-2:

Tổn thất công suất kháng trong điện kháng dây quấn trạm biến áp 1 : dm tram U

30  * 0.433 = 0.0389 (MW) Tổn thất công suất kháng trong điện kháng dây quấn trạm biến áp 2 : tram dm

1-Tính toán đương dây đơn 1-2 và trạm biến áp 2

Quá trình tính ngược từ cuối đường dây về dầu đầu đường dây

Tổn thất công suất kháng trong điện kháng dây quấn trạm biến áp 2 : dm tram U

Tính toán theo phương pháp từng bước đường dây 1-2:

Công suất tác dụng ở cuối đường dây 1-2 :

Công suất phản kháng ở cuối đường dây 1-2 :

Công suất ở đầu đường dây 1-2 :

SP_12 = PP’ + j (QP’ - Qc1) = PP +j QP = 31.6321 +j 16.9974

2 - Tính toán đường dây đơn N-1 và trạm biến áp T1 :

Tổn thất công suất kháng trong điện kháng dây quấn trạm biến áp 1 : tram dm

Tính toán theo phương pháp từng bước đường dây N-1: công suất tác dụng ở đầu tổng trở của trạm biến áp T1 :

P’_T1 = 25 + 0.0474 = 25.0474 (MW) công suất phản kháng ở đầu tổng trở của trạm biến áp T1 :

Công suất kháng do điện dung ở cuối:

Công suất cuối tổng trở Z :

Tổn thất công suất tác dụng:

SP_N1 = PP’ + j (QP’ - Qc1) = PP +j QP = 58.9676 +j 41.857

Tổng công suất nguồn cung cấp cho N-1-2 cua khu vực 1 :

Snguon_kv1 = PP_N1 +j QP_N1 = 58.9676 + j 41.857 MVA

Bảng kết quả tính toán tổn thất đường dây khu vực I khi có sự cố Đường dây

Bảng tổn thất công suất trong trạm biến áp khu vực I :

Cân bằng công suất khu vực II và III:

Vì khu vực I xảy nên khu vực II và III bình thường giống ở chế độ max

Bảng kết quả tính toán tổn thất đường dây toàn mạng ở chế độ sự cố Đường dây Tổn thất công suất tác dụng

Toàn mạng ∑PL = 6.8927 ∑QL = 12.4932 ∑Qc = 15.4

Bảng tổn thất công suất trong trạm biến áp của toàn mạng ở chế độ sự cố

Bảng công suất đầu đường dây toàn mạng có nối với nguồn ở chế độ sự cố: Đường dây Công suất tác dụng đầu đường dây Ps

Tổng kết chế độ sự cố:

Tổng công suất của nguồn cung cấp cho toàn mạng:

Snguon-suco = 177.475 + j 108.8 (MVA) suy hệ số công suất của nguồn cung cấp cho toàn mạng: cosφ-nguồn-suco = 0.853

TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG XUẤT ĐIỆN ÁP NÚT TRONG MẠNG ĐIỆN 7.1/- MỞ ĐẦU

Chương này tính toán chính xác phân bố công suất trong mạng điện lúc phụ tải cực đại ,cực tiểu và sự cố

Kết quả tính toán bao gồm điện áp và góc lệch pha tại các nút trong hệ thống điện, giúp xác định chính xác trạng thái của lưới Các thông số về tổn thất công suất tác dụng và phản kháng trên đường dây và máy biến áp được phân tích để tối ưu hóa hệ thống Ngoài ra, bài toán còn xác định tổng công suất kháng do điện dung đường dây sinh ra, cùng với tổng công suất tác dụng và phản kháng của nguồn từ thanh góp cao áp của nhà máy điện Đây là các kết quả quan trọng trong quá trình phân bố công suất chế độ xác lập trong mạng điện, đảm bảo vận hành ổn định và hiệu quả của hệ thống.

Trong quá trình làm việc ở tải cực đại, phụ tải đã được bù cưỡng bức nhằm giảm thiểu tổn thất hệ thống và nâng cao hiệu quả truyền tải Nếu không thực hiện bù cưỡng bức, thì phụ tải được điều chỉnh theo phương án bù kinh tế để tối ưu hóa chi phí vận hành Các giải pháp này giúp đảm bảo hệ thống vận hành ổn định và hiệu quả trong các trạng thái làm việc tải cao.

7.2.TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI CỰC ĐẠI

Dùng phương pháp tính tay theo hai chiều để tính điện áp và tổn thất công suất Điện áp nguồn : U_nguon = 1.05 * 110 = 115.5 kv

7.2.1 KHU VỰC I : Mạng điện mach vòng kín N-1-2-N

Nút 2 là điểm phân công suất a-Tính toán đương dây đơn N-2 và trạm biến áp T2 Điện áp nguồn lúc phụ tải cực đại : U_nguon = 1.05 * 110 = 115.5 kv

Công suất ở đầu tổng trở của đường dây N-2:

S’_N2= PP’_N2 +j QP’_N2 = 26.047 +j 16.848 MVA tổng trở của đường dây N-2 :

Các thành phần của vectơ sụt áp trên đường dây :

U-lớn = (PP’_N2 *R + QP’_N2 * X)/Unguon = 4.872 kV

U_nho = (PP’_N2 * X – QP’_N1 * R)/Unguon = 3.396 kV Điện áp cuối đường dây N-2 hay phía sơ cấp của trạm biến áp T2 :

U_II = (UnguonU) 2 u 2 = 110.68 kV b -Tính toán đương dây đơn N-1-2 và trạm biến áp T1 và T2

 Tính toán đương dây đơn N-1 và trạm biến áp T1 Điện áp nguồn lúc phụ tải cực đại : U_nguon = 1.05 * 110 = 115.5 kv

Công suất ở đầu tổng trở của đường dây N-1 :

S’_N1= PP’_N1 +j QP’_N1 = 30.397 +j 20.805 MVA tổng trở của đường dây đơn N-1 :

Các thành phần của vectơ sụt áp trên đường dây:

U_lon = (PP’_N1 * R + QP’_N1 * X) / Unguon = 4.163 kV

U_nho = (PP’_N1 * X – QP’_N1 * R) / Unguon = 2.744 kV Điện áp cuối đường dây N-1 hay phía sơ cấp của trạm biến áp T1 :

Công suất ở đầu tổng trở của trạm biến áp T1 :

S’_T1= PP’_T1 +j QP’_T1 = 25.047 +j 19.535 MVA tổng trở của trạm biến áp T1 :

Các thành phần của vectơ sụt áp qua trạm biến áp:

U_nho = (PP’_T1 * X_T1 – QP’_T1 * R_T1) / U_I = 5.063 kV Điện áp phía hạ áp của phụ tải 1 qui về phía cao áp của máy biến áp :

Tỷ số biến áp k = 110 / 22 = 5 Điện áp phía hạ áp của phụ tải 1: Uha1 = 21.464 kV

 Tính toán đương dây đơn 1-2 và trạm biến áp T2 Điện áp đầu đường dây 1-2 lúc phụ tải cực đại = 111.37 kV

Công suất ở đầu tổng trở của đường dây 1-2 :

S’_12= PP’_12 +j QP’_12 = 4.686 +j -0.122 MVA tổng trở của đường dây đơn 1-2 :

Các thành phần của vectơ sụt áp trên đường dây:

U_nho = (PP’_12 * X – QP’_12 * R) / U_I = 0.678 kV Điện áp cuối đường dây 1-2 hay phía sơ cấp của trạm biến áp T2 :

U_II = (U_IIU) 2 u 2 = 110.716 kV Điện áp trung bình cuối đường dây 1-2 hay phía sơ cấp của trạm biến áp T2: U_II_tb = 110.69 kV

Công suất ở đầu tổng trở của trạm biến áp T2 :

S’_T2= PP’_T2 +j QP’_T2 = 30.039 +j 15.3 MVA tổng trở của trạm biến áp T2 :

Các thành phần của vectơ sụt áp qua trạm biến áp:

U_lon = (PP’_T2 * R_T2 + QP’_T2 * X_T2) / U_II = 2.6393 kV

U_nho = (PP’_T2 * X_T2 – QP’_T2 * R_T2) / U_II = 4.8914 kV Điện áp phía hạ áp của phụ tải 2 qui về phía cao áp của máy biến áp:

Tỷ số biến áp k= 110/22 =5 Điện áp phía hạ áp của phụ tải 2 : Uha2 = 21.634 kV

Từ cách tính trên ta có kết quả điện áp của toàn mạng

Bảng kết quả điện áp lúc phụ tải cực đại của toàn mạng:

Phụ tải Điện áp phía cao áp(kv) Điện áp phía hạ áp quy về cao áp(kv) Điện áp phía hạ áp (kv)

% độ lệch điện áp phía thứ cấp

7.3.TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI MIN Điện áp nguồn : U_nguon = 1.02 * 110 = 112.2 kv

Từ cách tính trên cho tất cả các khu vực ta có kết quả điện áp của toàn mạng điện như sau:

Bảng kết quả điện áp lúc phụ tải cực tiểu:

Phụ tải Điện áp phía cao áp (kv) Điện áp phía hạ áp quy về phía cao áp(kv) Điện áp phía hạ áp(kv)

% độ lệch điện áp thứ cấp

7.4 Tính toán điện áp của mạng điện lúc sự cố:

Xét sự cố khi có 1 dây trong mạch vòng hoặc trong đường dây lộ đơn bị đứt.Trường hợp đứt đường dây N-2 , trở thành liên thông N-1-2

N Điện áp nguồn lúc sự cố: U_nguon = 1.1 * 110 = 121 kv

Từ cách tính trên cho tất cả các khu vực ta có kết quả điện áp của toàn mạng điện như sau:

Bảng kết quả điện áp lúc sự cố:

Phụ tải Điện áp phía cao áp(kv) Điện áp phía hạ áp quy về cao áp(kv) Điện áp phía hạ áp (kv)

% độ lệch điện áp phía thứ cấp

ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP – CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN 8.1/- MỞ ĐẦU

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110/22 KV

Định dạng
Số trang	144
Dung lượng	1,03 MB