Đồ án tốt nghiệp thiết kế mạng truyền tải và phân phối điện năng

CÁC YÊU CẦU- Phân tích nguồn, phụ tải - Bù sơ bộ công suất kháng ở các nút - Chọn số luợng và công suất máy biến áp tại các trạm - Tính toán kinh tế kỹ thuật và chọn phương án tối ưu - S

PHẦN A THIẾT KẾ MẠNG

TRUYỀN TẢI

PHẦN A: THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI

SỐ LIỆU BAN ĐẦU

I VỊ TRÍ NGUỒN VÀ PHỤ TẢI

10km cho một khoảng chia

II SỐ LIỆU PHỤ TẢI

Giá tiền 1 kWh điện năng tổn thất: 0.05$/kWh

Giá tiền 1 kVAr thiết bị bù: 5$/kVAr

N 1

2

3 4

5

1

IV CÁC YÊU CẦU

- Phân tích nguồn, phụ tải

- Bù sơ bộ công suất kháng ở các nút

- Chọn số luợng và công suất máy biến áp tại các trạm

- Tính toán kinh tế kỹ thuật và chọn phương án tối ưu

- Sơ đồ nối dây chi tiết

- Bù kinh tế giảm tổn thất điện năng

- Phân bố công suất, bù cưỡng bức công suất kháng

- Phân bố công suất trong tình trạng max, min, sự cố

- Điều chỉnh điện áp, chọn đầu phân áp

- Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

MỞ ĐẦU PHÂN TÍCH NGUỒN

VÀ PHỤ TẢI

I THU THẬP SỐ LIỆU VÀ PHÂN TÍCH VỀ PHỤ TẢI

Phụ tải điện là số liệu ban đầu để giải quyết những vấn đề tổng hợp kinh tế kỹ thuậtphức tạp khi thiết kế mạng điện Xác định phụ tải điện là giai đoạn đầu tiên khi thiết kếhệ thống nhằm mục đích vạch ra sơ đồ, lựa chọn và kiểm tra các phần tử của mạng điệnnhư máy phát, đường dây, máy biến áp và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Vì thế việc phântích phụ tải chiếm một vị trí hết sức quan trọng cần được thực hiện một cách chu đáo

Việc thu thập số liệu về phụ tải chủ yếu là để nắm vững vị trí và yêu cầu của các hộtiêu thụ lớn, dự báo nhu cầu tiêu thụ, sự phát triển của phụ tải trong tương lai Có nhiềuphương pháp dựa trên cơ sở khoa học để xác định phụ tải điện

Ngoài ra cũng cần phải có những tài liệu về đặc tính của vùng, dân số và mật độ dânsố, mức sống của dân cư trong khu vực, sự phát triển của công nghiệp, giá điện…, các tàiliệu về khí tượng, địa chất, thuỷ văn, giao thông vận tải Những thông tin này ảnh hưởngđến dự kiến về kết cấu sơ đồ nối dây của mạng điện sẽ lựa chọn

Căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện, phụ tải phân ra làm 3 cấp:

- Cấp một: bao gồm các phụ tải quan trọng Việc ngưng cung cấp điện cho cácphụ tải này có thể gây nguy hiểm cho tính mạng con người, thiệt hại đến sản xuất, ảnhhưởng đến an ninh quốc phòng Vì phải bảo đảm cung cấp điện liên tục, nên các đườngdây phải bố trí sao cho vẫn đảm bảo cung cấp ngay cả khi có sự cố trong mạng điện Chú

ý rằng không phải tất cả các thành phần tiêu thụ điện trong phụ tải đều yêu cầu phải cungcấp điện liên tục, vì vậy có thể cắt bớt một phần nhỏ các thành phần không quan trọng củaphụ tải để đảm bảo cung cấp trong trường hợp có sự cố nặng nề trong mạng điện

- Cấp hai: bao gồm những phụ tải tuy quan trọng nhưng việc mất điện chỉ gâygiảm sút về số lượng sản phẩm Vì vậy mức độ đảm bảo cung cấp điện an toàn và liện tụccho các phụ tải này cần được cân nhắc mới có thể quyết định được

- Cấp ba: bao gồm các phụ tải không quan trọng, việc mất điện không gây ranhững hậu quả nghiêm trọng Trong trường hợp này không cần phải xét đến các phươngtiện dự trử để đảm bảo cung cấp

Tuy phân ra làm ba cấp phụ tải nhưng khi nghiên cứu sơ đồ nên tận dụng các điềukiện đảm bảo mức độ cung cấp điện cao nhất có thể được cho tất cả các phụ tải trong đókể cả các phụ tải cấp ba

Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax cho các phụ tải chủ yếu sản xuất như sau :

1 ca : Tmax = 2400 – 3000 giờ/năm

2 ca : Tmax = 3000 – 4000 giờ/năm

3 ca : Tmax = 4000 – 7700 giờ/năm

Ngoài ra theo sự phát triển của sản xuất và của hệ thống điện mà việc xác định

Tmax phải được xét một cách toàn diện qua liên quan đến qui luật phát triển của phụ tải

Công suất phụ tải dùng để tính toán thiết kế không phải là tổng công suất đặt củacác thiết bị trong xí nghiệp, nhà máy, thiết bị gia dụng mà phải kể đến hệ số sử dụng vìkhông phải tất cả các máy móc đều được sử dụng cùng một lúc mà phụ thuộc vào quátrình công nghệ Nhiều phương pháp để xác định phụ tải tính toán qua các hệ số dựa vàokinh nghiệm hay dựa vào thống kê được đưa ra nhằm có được số liệu tin cậy ban đầu dùngcho thiết kế Phụ tải tiêu thụ điện thay đổi theo đồ thị phụ tải và số liệu dùng cho tính toánlà phụ tải cực đại Pmax được coi như phụ tải tính toán Ptt , vào thời gian thấp điểm phụ tảicó trị số Pmin

Ngoài ra do phụ tải cực đại của các phụ tải trong vùng có sự phân tán nghĩa là xảy rakhông đồng thời nên khi xác định phụ tải tổng của toàn mạng điện phải xét đến hệ sốđồng thời, từ đó ước tính được khả năng của nguồn cung cấp.

II PHÂN TÍCH NGUỒN CUNG CẤP ĐIỆN

Trong thiết kế môn học thường chỉ cho một nhà máy điện cung cấp cho phụ tải trongvùng và chỉ yêu cầu thiết kế từ thanh góp cao áp của trạm tăng áp của nhà máy điện trở

đi, nên cũng không cần phân tích về nguồn cung cấp điện Tuy vậy cũng có thể giả thiếtvề một loại nguồn cung cấp để giới thiệu cho đồ án Nguồn đó có thể là lưới điện quốc giamà mạng điện sắp được thiết kế được cung cấp từ thanh góp của hệ thống, nhà máy nhiệtđiện, nhà máy thuỷ điện, giả thiết về nguồn nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện, thuỷ năngcho nhà máy thuỷ điện…có sẵn

Nguồn điện được giả thiết cung cấp đủ công suất tác dụng theo nhu cầu của phụ tảivới một hệ số công suất được qui định Điều này cho thấy nguồn có thể không cung cấp đủyêu cầu về công suất phản kháng và việc đảm bảo nhu cầu điện năng phản kháng có thểthực hiện trong quá trình thiết kế bằng cách bù công suất kháng tại các phụ tải mà khôngcần phải đi từ nguồn

CHÖÔNG I CAÂN BAÈNG COÂNG SUAÁT

TRONG HEÄ THOÁNG ÑIEÄN

Cân bằng công suất trong hệ thống điện nhằm xét khả năng cung cấp của các nguồncho phụ tải thông qua mạng điện Trong phần này xét sơ bộ cân bằng công suất lúc phụ tảicực đại trước khi đề ra phương án nối dây của mạng điện.

I.1 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG

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

PF = mPpt +  Pmd + Ptd +  Pdt

Trong đó :

PF – tổng công suất tác dụng phát ra do các máy phát điện của các nhà máytrong hệ thống

Ppt – tổng phụ tải tác dụng cực đại của các hộ tiêu dùng

m – hệ số đồng thời; m = 0.8 – 0.85

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

Ptd – tổng công suất tự dùng của các nhà máy điện

Pdt – tổng công suất dự trữ

a/ Xác định hệ số đồng thời của một khu vực phải căn cứ vào tình hình thực tế củacác phụ tải Ơû đây ta chọn m = 0.8

b/ Theo tài liệu thống kê thì tổn thất công suất tác dụng trên đường dây và máy biếnáp trong mạng cao áp vào khoảng (8% – 10%)m Ppt

c/ Công suất tự dùng của nhà máy điện được tính theo phàn trăm của (m Ppt +

Pmd)

-Đối với nhà máy nhiệt điện: 3 – 7%

-Đối với nhà máy thuỷ điện: 1 – 2%

d/ Công suất dự trữ của hệ thống:

-Dự trữ sự cố thường lấy bằng công suất của 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 tảitổng

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

Tổng quát dự trữ hệ thống lấy bằng 10 – 15% tổng phụ tải của hệ thống Trongtrường hợp này ta chọn dự trữ là 15%

Trong trường hợp đơn giản ta có thể tính toán cân bằng công suất tác dụng như sau:

I.2 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

Cân bằng công suất phản kháng nhằm giữ điện áp bình thường trong hệ thống điện.Cân bằng công suất phản kháng được biểu diễn bằng biểu thức sau:

QF + Qbù = mQpt +  QB +  QL - QC + Qtd +  Qdt

Trong đó:

QF – tổng công suất kháng phát ra của các nhà máy điện

QF = PF tgF

m Qpt – tổng phụ tải phản kháng của mạng điện có xét đến hệ số đồng thời

QB – tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp

QB = (8 – 12%)  Spt

QL – tổng tổn thất công suất phản kháng trên các đường dây của mạng điện

Ở mạng điện 110KV có thể xem  QL = QC

Qtd – tổng công suất kháng tự dùng của hệ thống điện





= 0.8*75.8 = 60.64 (MVAr)Chọn:

) ( )

Vậy Qbù = 83.48 - QF = 83.48 – 75.924 = 7.556 (MVAr)

Như vậy ta cần phải đặt thêm thiết bị bù cho hệ thống Ở đây ta thực hiện tính toánbù sơ bộ cho hệ thống theo nguyên tắc: bù ưu tiên cho các phụ tải ở xa, cos thấp Côngthức bù sơ bộ cho phụ tải thứ I được tính theo biểu thức sau:

Qbi = Pi (tgi - tgi’ )

Sao cho:  Qbi =  Qbù

Sau khi tính toán bù sơ bộ ta có bảng số liệu:

STT P (MW) (MVAr)Q Cos Qb Q – Qb S’ cos’

CHƯƠNG II DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG

ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT

Những vấn đề đầu tiên cần được giải quyết khi dự kiến các phương án về mặt kỹthuật:

- Lựa chọn điện áp tải điện

- Lựa chọn sơ đồ nối dây của mạng điện

Sau khi vạch ra một số phương án cần phân tích sơ bộ để chọn một số phương án đểtính toán cụ thể so sánh về mặt kỹ thuật

II.1 LỰA CHỌN ĐIỆN ÁP TẢI ĐIỆN

Vì chưa có sơ đồ nối dây cụ thể, sơ bộ ta vẽ một số đường dây hình tia nối từ nguồnđến phụ tải ở xa hoặc có công suất tiêu thụ lớn Cấp điện áp tải điện phụ thuộc vào côngsuất và khoảng cách truyền tải Có nhiều phương pháp để tìm điện áp tải điện:

-Công thức Still : U = 4.34 l 0 016P

l – khoảng cách truyền tải (Km)

-hoặc theo công thức : U = P( 0 1  0 015 l)

-theo cẩm nang kỹ thuật của Thuỵ Điển :

Từ bảng trên ta chọn cấp điện áp tải điện là: U = 110(kV)

II.2 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN

10km cho một khoảngchia

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

Vạch phương án có thể chia ra làm nhiều vùng cung cấp trên địa hình, đối với phụtải có yêu cầu liên tục cung cấp cần đưa ra phương án đi dây lộ kép hay mạch vòng Ơû đây

ta có các phương án cung cấp điện như sau:

N 1

2

3 4

5

1

II.3 LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN

Đối với mạng truyền tải cao áp ta chọn dây theo mật độ dòng kinh tế jkt Đối vớiđường dây trên không có Tmax = 5500giờ/năm ta chọn jkt = 1 cho trường hợp sử dụng dâydẫn nhôm lõi thép

Gọi Imax là dòng điện phụ tải cực đại:

max

Có Fkt ta tra bảng để chọn tiết diện dây tiêu chuẩn và dòng điện phát nóng chophép Sau đó kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn theo điều kiện:

k * Icp  Imax đối với đường dây lộ đơn

k * Icp  Isc đối với đường dây lộ kép hoặc mạch vòng

3

N15

4

N15

4

N15

Trong đó k – là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, ta chọn k = 0.82

Nếu không thỏa mãn điều kiện trên ta phải tăng tiết diện dây dẫn lên

a Chọn dây cho phương án 1

+ Đường dây N 1 – 1:

Dòng điện trên đoạn đường dây N1 –1:

IN1-1max = 164( )

11.0

*3

25.313

b Chọn dây cho phương án 2

+ Đường dây N 1 – 2

Dòng điện trên đoạn đường dây N1 –2:

IN1-2max = 97.57( )

11.0

*3

59.183

57 97

 (mm2)Chọn dây AC-70 có dòng cho phép Icp = 275 (A)

Kiểm tra phát nóng khi đứt một lộ: Isc = 97.57 < 0.82 * 275 = 225 (A)

+ Đường dây N 1 – 3:

Dòng điện trên đoạn đường dây N1 - 3:

IN1-3max = 126.91( )

11.0

*3

18.243

91 126

 (mm2)Chọn dây AC-70 có dòng cho phép Icp = 275 (A)

Kiểm tra phát nóng khi đứt một lộ: Isc = 126.91 < 0.82 * 275 = 225 (A)

c Chọn dây cho phương án 3

+ Đường dây N 1 – 2 – 3:

Dòng điện trên đoạn đường dây N1 –2:

IN1-2max = 224 42 ( )

11 0

* 3

56 24 35 3

2 2

3

U

S S

42 224

Chọn dây AC-120 có dòng cho phép Icp = 360 (A)

Kiểm tra phát nóng khi đứt một lộ: Isc = 224.42 < 0.82 * 360 = 295.2 (A)

+ Đường dây 2 – 3:

Dòng điện trên đoạn đường dây N1 - 3:

I2-3max = 126.91( )

11.0

*3

18.243

91 126

 (mm2)Chọn dây AC-70 có dòng cho phép Icp = 275 (A)

Kiểm tra phát nóng khi đứt một lộ: Isc = 126.91 < 0.82 * 275 = 225(A)

d Chọn dây cho phương án 4

+ Mạng vòng kín N 1 - 2 – 3 - N 1

Ta có:

Sa =

3 2 1

3 3 3 2

2*( ) *

l l l

l S l l S

31.58

*)58.11320

(03.103

*)98.1015(  j   j

S3 = 20 + j13.58L= 44.7 km

Từ đó ta tính dòng điện trên các đoạn đường dây

Dòng điện trên đoạn đường dây N1 – 2:

IN1-2max = 113.32

11.0

*3

59.21

 (mm2)Chọn dây AC-120 có dòng điện cho phép Icp = 360 (A)

Dòng điện trên đoạn đường dây N1 – 3:

IN1-3max = 111.11

11.0

*3

17.21

 (mm2)Chọn dây AC-120 có dòng điện cho phép Icp = 360 (A)

Dòng điện trên đoạn đường dây 2 - 3:

I2-3max = 15.85

11.0

*3

02.3

 (mm2)Chọn dây AC-70 có dòng điện cho phép Icp = 275 (A)

Kiểm tra phát nóng trong trường hợp có sự cố nặng nề nhất là đứt đường dây N1 – 3:

Dòng điện sự cố trên các đoạn đường dây:

11 0

* 3

56 24 35

* 3

2 2

3 2

(A)

IN1-2sc = 224.42 (A) < 0.82 * 360 = 295.2 (A)

I2-3sc = 126.91

11.0

*3

18.24

*3

Dòng điện trên đoạn đường dây N1 – 4:

IN1-4max = 130.62( )

11.0

*3

89.243

62 130

 (mm2)Chọn dây AC-70 có dòng cho phép Icp = 275 (A)

Kiểm tra phát nóng khi đứt một lộ: Isc = 130.62 < 0.82 * 275 = 225 (A)

+ Đường dây N 1 – 5:

Dòng điện trên đoạn đường dây N1 - 5:

IN1-5max = 95.16( )

11.0

*3

13.183

16 95

 (mm2)Chọn dây AC-70 có dòng cho phép Icp = 275 (A)

Kiểm tra phát nóng khi đứt một lộ: Isc = 95.16 < 0.82 * 275 = 225 (A)

f Chọn dây cho phương án 6

+ Đường dây N 1 – 4 – 5:

Dòng điện trên đoạn đường dây N1 –4:

IN1-4max = 225 77 ( )

11 0

* 3

004 25 35 3

2 2

5

U

S S

77 225

Chọn dây AC-120 có dòng cho phép Icp = 360 (A)

Kiểm tra phát nóng khi đứt một lộ: Isc = 225.77 < 0.82 * 360 = 295.2 (A)

+ Đường dây 4 – 5:

N1

S5 = 15 + j10.184L= 51 km

Dòng điện trên đoạn đường dây 4 - 5:

I4-5max = 95.16( )

11.0

*3

13.183

16 95

 (mm2)Chọn dây AC-70 có dòng cho phép Icp = 275 (A)

Kiểm tra phát nóng khi đứt một lộ: Isc = 95.16 < 0.82 * 275 = 225.5 (A)

g Chọn dây cho phương án 7

+ Mạng vòng kín N 1 – 4 – 5 – N 1 :

Ta có:

Sa =

3 2 1

3 5 3 2

4*( ) *

l l l

l S l l S

Từ đó ta tính dòng điện trên các đoạn đường dây

Dòng điện trên đoạn đường dây N1 – 4:

IN1-4max = 140.14

11.0

*3

7.26

 (mm2)Chọn dây AC-150 có dòng điện cho phép Icp = 445 (A)

Dòng điện trên đoạn đường dây N1 – 5:

IN1-5max = 85.34

11.0

*3

26.16

 (mm2)Chọn dây AC-95 có dòng điện cho phép Icp = 335 (A)

Dòng điện trên đoạn đường dây 4 - 5:

11.0

*3

83.1

 (mm2)Chọn dây AC-70 có dòng điện cho phép Icp = 275 (A)

28.28km

S3 = 15+j10.184

Kiểm tra phát nóng khi có sự cố đứt đường dây N1 – 4:

Dòng điện sự cố trên các đoạn đường dây:

11 0

* 3

004 25 35

* 3

2 2

4 5

(A)

IN1-3sc = 225.77 (A) < 0.82*360 = 295.2 (A)

I5-4sc = 130.62

11.0

*3

89.24

*3

4 4 4 3 3 4 3 2

l l l l

l S l l S l l l S

28.28

*)82.1420(59.86

*)58.1320(31.131

*)98.1015(  j   j   j

Từ đó ta tính dòng điện trên các đoạn đường dây

Dòng điện trên đoạn đường dây N1 – 2:

11.0

*3

74.28

 (mm2)Chọn dây AC-185 có dòng điện cho phép Icp = 515 (A)

Dòng điện trên đoạn đường dây N1 – 4:

11.0

*3

91.38

 (mm2)Chọn dây AC-240 có dòng điện cho phép Icp = 610 (A)

44.72km51km

Dòng điện trên đoạn đường dây 2 - 3:

11.0

*3

15.10

 (mm2)Chọn dây AC-70 có dòng điện cho phép Icp = 275 (A)

Dòng điện trên đoạn đường dây 3 - 4:

11.0

*3

03.14

 (mm2)Chọn dây AC-95 có dòng điện cho phép Icp = 335 (A)

Kiểm tra phát nóng khi có sự cố đứt đường dây N1 – 4:

Dòng điện sự cố trên các đoạn đường dây:

11 0

* 3

38 39 55

* 3

2 2

4 3 2

(A)

IN1-2sc = 355.04 (A) < 0.82*515 = 422.3 (A)

11 0

* 3

4 28 40

* 3

2 2

4 3

(A)

I2-3sc = 257.48 (A) > 0.82*275 = 225.5 (A)

Chọn lại dây cho đoạn đường dây 2 – 3 là dây AC-95 có Icp = 335 (A)

Kiểm tra lại I2-3sc = 257.48 < 0.82*335 = 274.7 (A)

I3-4sc = 133.84

11.0

*3

5.25

*3

BẢNG DÒNG ĐIỆN CHO PHÉP CỦA DÂY DẪN

II.4 TÍNH TOÁN THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY

f

m

ln10.18

f

ln10.18

Dm – khoảng cách trung bình hình học

r – bán kính dây dẫn

r’ – bán kính trung bình hình học của dây dẫn

Ds – bán kính trung bình hình học

Đối với đường dây lộ kép ta chọn loại trụ B 110-4 có thông số như sau:

Dm = 12

' '

' '

sa D D

' '

' (r D aa D bb

Ds = 3

sc sb

sa D D

' '

c’

a’

Đối với đường dây lộ đơn ta chọn loại trụ B 110-3 có thông số như sau:

ab D D D

2.4518ln.50 10.4'ln.10

6

10.61.27.5

2.4518ln.10.18

50

*2ln

10.18

2.4518ln.50 10.4'ln.10

6

10.68.275.6

2.4518ln.10.18

50

*2ln

10.18

2.4518ln.50 10.4'ln.10

6

10.73.26.7

2.4518ln.10.18

50

*2ln

10.18

2.4518ln.50 10.4'ln.10

6

10.78.25.8

2.4518ln.10.18

50

*2ln

10.18

b1

a1c

+ Dây dẫn AC-185 có 35 sợi có r = 9.5mm  r’ = 0.768*9.5 = 7.296 mm

x0 = 0.403917

296.7

2.4518ln.50 10.4'ln.10

6

10.83.25.9

2.4518ln.10.18

50

*2ln

10.18

2.4518ln.50 10.4'ln.10

6

10.89.28.10

2.4518ln.10.18

50

*2ln

10.18

68.4688ln.50 10.4ln

.10

6

10.55.573795.201

68.4688ln

.10.18

50

*2ln

10.18

68.4688ln

.50 10.4ln

.10

6

10.81.594692.232

68.4688ln

.10.18

50

*2ln

10.18

f

(1/.km)

c Tính toán thông số của đường dây lộ kép khi bị sự cố một đường dây

Ta tính tương tự như đường dây lộ đơn:

Dm = 3

bc ac

ab D D D

Dm = 3 3354 1 2 * 6000

Dm = 4071.62 (mm)

+ Dây dẫn AC-70 có 7 sợi có r = 5.7mm  r’ = 0.726*5.7 = 4.1382 mm

x0 = 0.43301

1382.4

62.4071ln.50 10.4'ln.10

6

10.66.27

.5

62.4071ln.10.18

50

*2ln

10.18

62.4071ln.50 10.4'ln.10

6

10.78.26

.7

62.4071ln.10.18

50

*2ln

10.18

Chiềudài (km)

Chiều dài(km)

Chiều dài(km)

Chiềudài (km)

Chiềudài (km)

II.5 TÍNH SƠ BỘ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ TỔN THẤT CÔNG SUẤT

Tính tổn thất điện áp cực đại Umax từ nguồn đến phụ tải xa nhất lúc phụ tải cực đại và tính Usc lúc có sự cố nặng nề nhất như đứt một lộ của đường dây lộ kép hay đứt một đường dây trong mạch vòng kín Các trị số U% tính được phải thỏa mãn điều kiện:

- Lúc bình thường Umax%  10%

- Lúc sự cố Usc%  20%

Nếu tiết diện dây dẫn đã chọn không thoả mãn điềi kiện phát nóng và tổn thất điện áp thì phải tăng tiết diện dây cho đến khi thoả mãn

18 25 2

Tổn thất điện áp trên đường dây N1 – 1:

UN1-1% =

%886.1110

56811

6

*132779

182726

.7

*15

2 2

1

"

1 1

013.6

*110

132779

1825

2

2 2

1 2

Q

P

dm

(KW)Tổn thất công suất kháng trên đường dây N1 – 1:

QN1-1 =

1477

156.14

*110

132779

1825

2

2 2

1 2

10 15 2

%100

*110

59.10

*28.973.11

*15

%100

2

2 2

2 2

*110

28.915

2

2 2

2 2

+ Khi sự cố đứt một lộ trên đường dây kép

Công suất ở cuối tổng trở ( r2 + jx2 ):

2 6

2 2

2 10

* 66

135 98

10 15

%100

*110

084.22

*16.102

*73.11

*15

%100

sc

U

x Q r

P

< 20%

Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây N1 – 2:

PN1-2sc =

636.046.23

*110

16.1015

2

2 2

2 2

2

"

2 2

QN1-2sc =

599.0084.22

*110

16.1015

2

2 2

2 2

2

"

2 2

13 20 2

%100

*110

11.12

*62.1141.13

*20

%100

*110

62.1120

2

2 2

3 2

Q

P

dm

(KW)Tổn thất công suất kháng trên đường dây N1 – 3:

QN1-3 =

536.011.12

*110

62.1120

2

2 2

3 2

+ Khi sự cố đứt một lộ trên đường dây kép

Công suất ở cuối tổng trở ( r2 + jx2 ):

2 6

2 2

2

10

* 105

155 58

13 20

UN1-2sc% =

%20

%071.7

%100

*110

249.25

*64.1282.26

*20

%100

sc

U

x Q

*110

16.1015

2

2 2

2 2

Tổn thất công suất kháng trên đường dây N1 – 2:

QN1-2sc =

685.0249.25

*110

16.1015

2

2 2

2 2

2

"

2 2

13 20 2

%100

*110

29.9

*08.1229

.10

*20

%100

U

x Q

2

2 2

1 2

Q P

dm

b b

2

2 2

1 2

Q P

dm

b b

(MVAR)

Công suất ở đầu tổng trở ( r3 + jx3 ) :

42 0 46 0 08 12 20

3 2 3

2 10

* 34 296 98

10 15

11 46

20

r3

r2

S”a = Pa” + jQa” = 35.46 + j 20.19(MVA)

Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây N1 – 2:

UN1-2% =

%69.3

%100

*110

04.10

*19.20885

.6

*46.35

%100

U

x Q

*110

19.2046

.35

2

2 2

2 2

*110

19.2046

.35

2

2 2

2 2

35

2 1 2

Sụt áp trên toàn đường dây:

UN1-2-3% = U2-3% + UN1-2% = 2.63% + 3.69% = 6.32% < 10%

+ Khi sự cố đứt một lộ trên đường dây kép

Công suất ở cuối tổng trở ( r3 + jx3 ):

13 20 2

%100

*110

36.19

*89.1258

.20

*20

%100

bsc

U

x Q r

P

Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn đường dây 2 – 3:

P2-3sc =

963.058.20

*110

89.1220

2

2 2

1 2

Q2-3sc =

906.036.19

*110

89.1220

2

2 2

1 2

906 0 963 0 89 12 20

3 2 3

2 10

* 76 140 98

10 15

106 13 963

%100

*110

98.20

*236.2377

.13

*46.35

%100

asc

U

x Q r

P

Tổn thất công suất tác dụng trên đoạn đường dây N1 – 2:

PN1-2sc =

09.277.13

*110

236.23963

.35

2

2 2

2 2

*110

236.23963

.35

2

2 2

2 2

Q

P

dm

asc asc

(MVAR)

Công suất ở đầu tổng trở ( r2 + jx2 ):

52 1 09 2 236 23 963

35

2 1 2

Sụt áp trên toàn đường dây:

UN1-2-3% = U2-3% + UN1-2% = 5.46% + 8.06% = 13.52% < 20%

S”cS’c

Ta có các giá trị tổng trở của các đoạn đường dây :

2

* 2 23 2

*

Z Z Z

Z S Z Z S

+ Xét đoạn đường dây N 1 – 3:

Công suất ở cuối tổng trở (r3 + jx3):

S”b =

2 6

1 59 38

12 47

17 2

%100

*110

37.24

*42.1174

.15

*47.17

%100

U

x Q

*110

42.1147

.17

2

2 2

3 2

*110

42.1147

.17

2

2 2

3 2

+ Xét đoạn đờng dây N 1 – 2 - 3:

Công suất ở cuối tổng trở (r23 + jx23):

2

10

* 72 116 2

1 53 2 2

Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây 2 – 3:

U2-3% =

%234.0

%100

*110

66.19

*49.057.20

*53.2

%100

U

x Q

057.20

*110

49.053

.2

2

2 2

23 2

066.19

*110

49.053

.2

2

2 2

23 2

3 2 3

Công suất ở đầu đoạn đường dây 2 – 3:

2

2 23

%100

*110

3.21

*9323

977.13

*5413

17

%100

U

x Q

*110

9323

95413

.17

2

2 2

2 2

*110

9323

95413

.17

2

2 2

2 2

2 1 2

Sụt áp trên toàn đường dây :

UN1-1-2% = U2-3% + UN1-2% = 0.234% + 3.75% = 3.984%

14 20 2

UN1-4% =

%79.1

%100

*110

2.6

*87.135

.6

*20

%100

r

P

Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây N1 – 4:

110

87.1320

2

2 2

4 2

Q P

2

2 2

4 2

Q P

dm

(MVAR)

+ Khi sự cố đứt một lộ trên đường dây kép

Công suất ở cuối tổng trở ( r4 + jx4 ):

2 6

2 4

4

2 10

* 23 75 82

14 20

%6.3

%100

*110

25.12

*36.1413

*20

%100

sc

U

x Q r

P

Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây N1 – 4:

PN1-4sc =

719.036.14

*110

36.1420

2

2 2

4 2

QN1-4sc =

614.025.12

*110

36.1420

2

2 2

4 2

10 15 2

UN1-5% =

%2.2

%100

*110

59.10

*47.873.11

*15

%100

2

2 2

5 2

dm

(MW)