Đồ án môn học thiết kế lưới Điện khu vực

Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống điện, các nhà máy của hệ thống can phải phát công suất bằng tông các công suất của các hộ tiêu thy va ton thất công suất trong mạng đi

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN

ĐáI HỌC DIEN LUC

ELECTRIC POWER UNIVERSITY

THIET KE LUOI DIEN KHU VUC

Sinh viên thực hiện

Mã sinh viên :

Giảng viên hướng dẫn : TS ĐẶNG THÀNH TRUNG

Hà Nội, tháng 08 năm 2024

KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN Độc lập - Tự do — Hạnh phúc Nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp

LOI MO DAU

Điện năng là một nguồn năng lượng quan trọng của hệ thống năng lượng quốc gan no được sử dụng rộng rãi trên hâu hết các lĩnh vực như: sản xuất kinh tê, đời sông xã hội, Hiện nay, đất nước ta đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa — hiện đại hóa, nên nhu câu về điện năng đòi hỏi ngày càng cao cả về sô lượng và chất lượng phục vụ Đề đảm bảo tốt hai tiêu chí trên thì ngành điện vừa phải làm tốt việc khai thác thăm dò các nguồn năng lượng dé có thể biến đôi chúng thành điện năng và hơn nữa cũng cần phải xây dựng hệ thống truyền tải, phân phối điện năng hiện đại, có phương thức vận hành tối

ưu đám bảo cá yêu cầu về kĩ thuật cũng như kinh tế

Với nhiệm vụ là thiết kế lưới điện khu vực, sau một thời gian tìm hiểu của bản thân

cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của cô ThŠ Đặng Thành Trung đã giúp em hoàn thành tot

do an nay Do an cua em được trình bày như sau:

Chương 1: Phân tích nguồn và phụ tải

Chương 2: Cân bằng công suất Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn điện

Chương 3: Tính chỉ tiêu kỹ thuật

Chương 4: Tính toán chỉ tiêu kinh tế

Chương 5: Chọn máy biến áp và sơ đồ nói điện

Chương 6: Tính toán chính xác cân bằng công suất và chọn đầu phân áp Chương 7: Tính toán giá thành của mạng điện

LOI CAM DOAN

Tôi, wives , cam đoan những nội dung trong đồ án này là do tôi thực hiện dưới sự hướng dan cua ThS Dang Thanh Trung Các số liệu và kết quả trong do án là trung thực và chưa được công bố trong các công trình khác Các tham khảo trong đồ án đều được trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên công trình, thời gian và nơi công bố Nếu không đúng như đã nêu trên, tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về đồ án của mình

Hà Nội ngày tháng năm 2023 Người cam đoan (Ký và ghi rõ họ tên)

Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Kỹ Thuật Điện, trường Đại học Điện Lực đã tận tình truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong thời gian vừa qua

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà nội ngày tháng năm 2023 Sinh viên

NHAN XET CUA GIANG VIEN HUONG DAN

CHƯƠNG 3: TINH CHI TIEU KY THUAT o.oo ccccccecsescsessesesesseresereeresereerereresserenernereneens 8

3.1, Dé xuat cdc phuong an noi day cece ccs csescesesssesseseseesereressereeerecsenervenenveenvenseres 8

3.2 Lựa chọn điện áp định mức của mạng điện Q0 2 22122222 10

3.3 Phương pháp chọn tiết diện dây dẫn và tính tôn thất điện áp trong mạng điện I3 3.3.1 Chọn tiết diện dây dẫn -.2 52 2222222222222 re 13 3.3.2 Tính tôn thất điện áp trong mạng điện 2 2H t2 eo 14

3.3.3 Áp dụng cho từng phương án nh HH ng 15

CHƯƠNG 4: TĨNH TOÁN CHỈ TIỂU KINH TẾ 222 2E 2221221222 222822 reg

4.1 Phương pháp tính chí tiêu kinh tế 2s 2s

42 Tính kinh tế cho các phương án đề suất của các nhóm

CHUONG 5: LUA CHON MAY BIEN ÁP VÀ SƠ ĐÔ CÁC TRẠM CHO PHƯƠNG

ÁN ĐƯỢC CHỌN 00 0 2222211222122 11021111121112121112211121121211221211E 1e 27 5.1 Chọn số lượng và công suất của máy biến áp sưa 27 5.1.3 Chọn số lượng và công suất MBA trong các trạm tăng áp của nhà máy nhiệt điện 27

5.1.4 Chọn số lượng và công suất của máy biến áp trong các tram ha ap 28

5.2 Chọn sơ đồ nối dây cho các trạm -s 2s n2 2t 2 1c rrrrưyu 29

5.2.3 Sơ đồ trạm tăng áp của nhà máy nhiệt điện 20 2n te 29

5.2.4 Sơ đồ nối điện cho các trạm biến áp giảm áp ào nhe rớt 30 CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC CÂN BẰNG CÔNG SUẤT VÀ CHỌN ĐẦU PHẦN ÁP -2 22222122211222221222112222222122222222222222221212 ra 34

6.1 Chế độ phụ tải cực đại 0 c2 n2 2212222121 1011222 1112510211111 111111 tr 34

6.2 Chế độ phụ tải cực tiỂU à n1 1121 1n rta

6.3 Chế độ sau sự cố Ặ 0 n2 n2 He HH rerrererrree

6.3.1 Sự cố ngừng một tổ máy phát

6.3.2 Sự cố ngừng một mạch đường dây liên lạc giữa nhà máy và hệ thống 42

6.3.3 Sự cố ngừng một mạch đường dây kép stnnnHnrrrryg 42

6.4 _ Tính điện áp tại các nút phụ tải trong mạng điện - 2 22c s22 44

6.4.1 Chế độ phụ tải cực đại ào caro 6.4.2 Chế độ phụ tải cực tiểu

6.4.3 Chế độ sau sự CỐ 2202 2222222222 22k

6.5 _ Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện Ea 46

6.5.1, Chọn đầu điều chỉnh khi chọn máy biến áp điều chỉnh dưới tải 48 CHƯƠNG 7: TĨNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA LƯỚI ĐIỆN 50

7.1 Vén dau tu xây dựng mạng điện - S0 20222 12112211221 1221122112121 Hee 50

7.2 Tén thất công suất tác dụng trong mạng điện S2 rea 31

743 Tên thất điện năng trong mạng điện - 2 22212112 2121151 1121215511111 1 re 51

74 Tính chỉ phí và giá thành 2s SH n1 11 11 1c rryg 51

KY HIEU CAC CUM TU VIET TAT

Bảng tính toán số liệu ở chế độ cực đại hoặc cực tiểu 2

Tổng kết phương thức vận hành của nhà máy và hệ thông 7

Bang tính toán điện áp của nhóm L 11

Bang tính toán điện áp của phương án2.a II

Bang tính toán điện áp của phương án 2.b 12

Bảng tính toán điện áp của phương án2.c 13

Bang tính toán điện áp của phương án3.a 13

Bang tính toán điện áp của phương án3.b 13

Bảng tính toán điện áp của phương án 4.a 13

Tiết diện các dây dẫn của nhóm l 15

Thông số các dây dẫn của nhóm l 15

Tén that điện áp trên đường day nhom1 16

Tiét dign cac day dẫn của phương an2a 16

Thông số các dây dẫn của phương án 2a I7

Tén that điện áp trên đường dây phương án 2a

Tiết diện các dây dẫn của phương án2b 17

Thông số các dây dẫn của phương án 2b 17

Tén that điện áp trên đường dây phương án 2b Tiết diện các dây dẫn của phương án2c 19

Thông số các dây dẫn của phương án 2c 19

Tén that điện áp trên đường dây phương án 2c

Tiết diện các dây dẫn của phương án3a 20

Thông số các dây dẫn của phương án 3a 20

Tén that điện áp trên đường dây phương án 3a

Tiết diện các dây dẫn của phương án3b_ 20

Thông số các dây dẫn của phương án 3b 20

Tổn thất điện áp trên đường dây phương á án 3b Tiết diện các dây dẫn của phương án4a 21

Thông số các dây dẫn của phương án4a 21

Tổn thất điện áp trên đường dây phương án 4a

Chỉ tiêu kỹ thuật của các phương án 21

Bang 4- 1: Gia thanh l km đường dây trên không mạch I 10 kV

Bảng 4- 2: Tén that điện năng và vốn đầu tư của nhóm 1 24 Bảng 4- 3: Tôn thất điện năng và vốn đầu tư của phương án 2.a Bảng 4- 4: Tôn thất điện năng và vốn đầu tư của phương án 2.b

23

24 24

Bang 4- 6:

Bang 4- 7:

Bang 4- 8:

Tén that điện năng và vốn đầu tư của phương án 3.a 25

Tén that điện năng và vốn đầu tư của phương án 3.b 25

Tén that điện năng và vốn đầu tư của phương án 4.a 25

Bảng 4- 10: Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phương án so sánh 25

Cac théng sé cia may bién áp trong trạm tăng áp 29

Kiểu máy biến áp đã chọn trong các trạm giảm áp 30

Các thông số của máy biến áp hạ áp 30

Chọn loại sơ đồ cho các phụ tải 33

Thông số tính toán các đường dây nối với nhà máy ở chế độ cực đại Thông số tính toán các đường dây nối với hệ thống ở chế độ cực đại Thông số tính toán các đường dây nối voi nha may ở chế độ cực tiểu Thông số tính toán các đường dây nối với hệ thong ¢ ở chế độ cực tiêu

37

39

40

42 Thông số tính toán các đường dây nối với nhà máy và hệ thống sau sự cô

Bảng tồn thất điện áp tại các nhánh trong chế độ phụ tải cực đại 46 Bảng tồn thất điện áp tại các nhánh trong chế độ phụ tải cực tiêu 47 Bảng tốn thất điện áp tại các nhánh trong chế độ sau sự cô 47 Giá trị điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp 47

Bảng 6- 10: Thông số điều chính của MBA điều chỉnh dưới tải 48

Bang 6- 11: Bảng tổng hợp điều chỉnh đầu phân áp ở các nút trong các chế độ

Bang 7- 1:

Bang 7- 2:

Bang 7- 3:

Bang thong số đường dây của toàn mạng điện 31

Bảng thông sô trạm của toàn mạng điện 51 ¬

Các chỉ tiêu kinh tê - kỹ thuật của hệ thông điện thiết kê 53

50

2: Phương án nói dây của nhóm l9

3: Phương án nói dây của nhóm 2 9

4: Phương án nối day của nhóm 3 9

5:

6

7

8

Phương án nôi dây của nhóm 4 10

: Phương án tối ưu của mạng điện28

: Sơ đồ trạm biến áp tăng áp 32

: Sơ đồ câu trong và cầu ngoài 33

9: Sơ đề bộ đường dây - máy biến áp

10: Sơ đồ nối điện chính của nhà máy

11: Tính chế độ mạng điện của đường đây NĐ-I trong chế độ cực đại 36 12: Tính chế độ mạng điện của đường dây ND-HT trong chế độ cực đại 38 13: Tính chế độ mạng điện của đường đây HT-ND trong chế độ cực tiêu 41 14: Tinh ché d6 mang dién cia dung day ND-1 trong ché dé sucé 44

33 35

CHUONG 1: PHAN TICH NGUON VA PHU TAI

1.1 Nguồn điện

Lưới điện thiết kế gồm 2 nguồn cung cấp là nhà máy nhiệt điện và hệ thống điện

Hệ thống điện (HTĐ) có công suất vô cùng lớn:

Điện áp trên thanh góp hệ thống: U=

Hệ số công suất trên thanh góp: ©°S Pur =

- Dé trao đôi công suất giữa hai nguồn cung cấp khi cần thiết, đảm bảo cho hệ thống thiệt kê làm việc bình thường trong các chế độ vận hành cân phải có sự liên hệ giữa hệ

thông và nhà máy điện Mặt khác, vì hệ thông có công suât vô cùng lớn nên chọn hệ

thông là nút cân băng công suât và nút cơ sở về điện áp

Ngoài ra do hệ thống có công suất vô cùng lớn nên không cần phải dự trữ công suất trong nhà máy điện, nói cách khác công suất tac dụng va công suất phản kháng dự trữ sẽ

được lây từ hệ thông điện

Nhà máy nhiệt điện (NĐ) gồm 2 tô máy:

Đối với các nhà máy nhiệt điện, máy phát làm việc ổn định khi phụ tải có

P>10%„ còn khi Š30„ thì các máy phát ngừng làm việc

Công suất phát kinh tế của các máy phát ở nhà máy nhiệt điện thường bằng

cực đại

Trong hệ thống điện thiết kế có tat ca 5 phụ tải là phụ tải loại II và 2 phụ tải loại II

với hệ số cosga„ = 0,91 Phy tai loại II là những phụ tải quan trọng phải được cung cấp điện một cách liên tục Nếu gián đoạn cung cấp điện sẽ gây thiệt hại về kinh tế như sản xuất sản phẩm bị thiếu hụt, thứ phẩm tăng gây lãng phí và không sử dụng hết công suất thiết bị Do đó các hộ phụ tải loại II cần phải được cấp điện từ hai nguồn hoặc hai phía trở lên, cụ thê là sử dụng sơ đồ mạch vòng kín, đường dây mạch kép hoặc trạm biến áp có hai máy biến áp làm việc song song dé dam bảo cung cấp điện liên tục cũng như đảm bảo

chất lượng điện năng ở mọi chế độ vận hành Phụ tải loại III là những phụ tải cho phép

mất điện như các công trình dân dung, công trình phúc lợi, khu dân cư Do đó phụ tải loại III được cấp điện từ một nguồn, cụ thé là sử dụng đường dây mạch đơn hoặc trạm biến áp

có 1 máy biến áp

Công suất tiêu thụ của các phụ tải điện được tính như sau:

(1.1)

(1.2)

(1.3)

TY cosQimn = => †8@au=

Kết qua giá trị công suất của phụ tải trong chế độ cực đại và cực tiểu:

Bảng I- 2: Bảng tính toán số liệu ở chế độ cực đại hoặc cực tiểu

6

Hình 1: So đỗ bồ trí phụ tải va nguén

CHUONG 2: CAN BANG CONG SUAT XAC BINH SO BO CHE DO LAM

VIEC CUA NGUON

2.1 Cân bằng công suất

2.1.2 Cân bằng công suất tác dụng

Đặc điểm quan trọng của năng lượng điện đó là khả năng truyền tải một cách tức thời

từ nguồn cung cấp tới hộ tiêu thụ và không thể tích trữ điện năng thành số luợng nhận thấy được Tính chất này xác định sự đồng bộ của quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng

Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống điện, các nhà máy của hệ thống can phải phát công suất bằng tông các công suất của các hộ tiêu thy va ton thất công suất trong mạng điện, nghĩa là cân phải thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất phát và công suất tiêu thụ

Ngoài ra để đảm bảo cho hệ thông vận hành bình thường, cần phải có dự trữ nhất định của các công suất tác dụng trong hệ thống Dự trữ trong hệ thống điện là một vẫn đề quan trọng, liên quan đến vận hành cũng như sự phát triển của hệ thống

Vì vậy, phương trình cân bằng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải cực đại đối với

hệ thống điện thiết kế có dạng:

Trong do:

Pyp - tong công suất tác dụng phát kinh tế do nhà máy nhiệt điện phát ra (bằng

§5% tông công suất đặt của nhà máy)

Pur - cong suat tác dung lấy từ hệ thông

P„ - công suất tiêu thụ

m=l m: Hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tai cực đại (ta lấy )

2 F,, max ~ tông công suất tác dụng của phụ tải trong chế độ cực đại DAP — tông ton thất trong mạng điện, khi tính sơ bộ có thé lay bằng 5% tông công suất tác dung

Pa- công suất tự dùng trong nhà máy điện, có thể bằng 10% tông công suất đặt của nhà máy

Por : Công suất tác dụng dự trữ của nhà máy điện Công suất dự trữ này có thê lấy từ thanh góp hệ thông nên không cần dự trữ công suất

Por =0 (do thanh gop hé thống có công suất vô cùng lớn)

Theo như tính toán ở trên, công suất tác dụng của nhà máy nhiệt điện phát ra ở chế

độ này là: PNb = Đụ

Tổng công suất tác dụng của các phụ tải trong chế độ cực đại được xác định ở mục 1.1 bằng:

Công suất tác đụng tự đùng trong nhà máy điện bằng:

Tổng công suất tiêu thụ trong mạng điện có giá trị:

Như vậy, công suất mà hệ thống cung cấp cho phụ tải lúc này là:

2.1.2 Cân bằng công suất phân kháng

Sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi sự cân bằng giữa điện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm Sự cân bằng đòi hỏi không những đối với công suất tác dụng mà đối với cả công suất phan kháng

Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp Phá hoại sự cân bằng công suất phản kháng sẽ dẫn đến thay đổi điện áp trong mạng điện Nếu như công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng sẽ tăng, ngược lại nêu thiếu công suất phản kháng điện áp trong mạng sẽ giảm

Vì vậy để đảm báo chất lượng cần thiết của điện áp ở các hộ tiêu thụ trong mang

điện và trong hệ thống, cân tiễn hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng

Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng thiết kế có dạng:

(22)

Trong đó:

Q;: tong công suất phản kháng do nhà máy phát ra

Qur:công suất phản kháng do hệ thông cung cấp

Qu: tng công suất phản kháng tiêu thụ

SQ›a‹ tông công suất phản kháng trong chế độ phụ tải cực đại của

các phụ tải

ĐAQ;: tổng tốn thất công suất phân kháng trong cảm kháng của các

đường dây trong mạng điện

Q.: tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây

sinh ra, khi tính sơ bộ lấy *AQ + = 5

ĐAQ¡: tổng tôn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp, trong tinh

toán sơ bộ lầy SAQ› =15% 5Q

Qua: cong suat phan khang ty dung trong nha may điện

Qa công suat phản kháng dự trữ trong hệ thống, đối với mạng điện thiết kế công suất Qa¡ lấy ở hệ thông, nghĩa là Qa =

m : hệ số đồng thời (m=1)

Hệ số công suất của nhà máy là C05Øxo = ˆ nên ͧØxp =

Hệ số công suất của hệ thông là €0ŠØ„r = nên ÍSØzr =

COSØ,; =

Hệ số công suất tự ding là nên ÍSØ„ =

Như vậy, tông công suất phản kháng do nhà máy nhiệt điện phát ra là:

Công suất phân kháng do hệ thống cung cấp là:

Tổng tôn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp hạ áp bằng:

Tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện bằng:

Tổng công suất phản kháng tiêu thụ trong mạng điện:

Tổng công suất phản kháng được cung cấp từ hệ thống và nhà máy:

Từ các kết quả tính toán trên nhận thấy rằng, công suất phản kháng do các nguồn cung cấp lớn hơn công suất phan khang tiêu thụ VÌ vậy không cần bù công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế

2.2 Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn

a) Chế độ phụ tải cực đại

Ta có công suất yêu cầu của phụ tải (chưa tính đến công suất tự dùng):

Nhà máy nhiệt điện vận hành 85% công suất định mức và cả 2 tô máy đều vận hành Công suất phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện là:

Công suất phát lên lưới là:

Vậy hệ thông phải cung cấp lượng công suất là:

b) Chế độ phụ tải cực tiểu

Ở chế độ cực tiêu cho nhà máy phát 70% công suất định mức cho 2 tô máy Khi đó: Tổng công suất yêu cầu của phụ tải (chưa tính đến công suất tự dùng):

Công suất phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện là:

Công suất phát lên lưới là:

Vậy hệ thông phải cung cấp lượng công suất là:

c) Chế độ sự có

Với giả thiết không xét đến sự cố xếp chồng thi sự cô nặng nề nhất là hỏng I tổ máy của nhà máy nhiệt điện, khi đó đề đáp ứng nhu câu của phụ tải ta phải cho nhà máy phát 100% công suâật của Í tô máy còn lại

Tổng công suất yêu cầu trong chế độ sự cô một tổ máy nhà máy nhiệt điện là:

Công suất phát lên lưới là:

Vậy hệ thông phải cung cấp lượng công suất là:

Từ các lập luận cùng với các tính toán ở trên ta có bảng tông kết phương thức vận hành của nhà máy và hệ thống trong các chế độ như sau:

Bảng 2- I: Tông kết phương thức vận hành của nhà máy và hệ thống

Chế độ vận Công suât phát Công suất hệ Số tô máy đang %4 công suất

CHUONG 3: TINH CHi TIEU KY THUAT

3.1, Đề xuất các phương án nỗi day

Một trong các yêu cầu của thiết kế mạng điện là đảm bảo cung cấp điện an toàn

và liên tục, nhưng vẫn đảm bảo tính kinh tế Muốn đạt được yêu cầu này người ta phải tìm ra các phương án hợp lý nhất trong các phương án vạch ra đồng thời đảm bảo được các chỉ tiêu kỹ thuật

Các yêu câu chính đối với mạng điện:

-_ Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

- Dam bao dé tin cậy cung cấp điện

- Dam bao chat luong dién nang

- Dam bao tinh linh hoat cua mang dién

- Dam bao tinh kinh té va cé kha nang phat trién

Nhu da tinh @ myo 1.1:Pe> — (MW),” — (MW)

Tổng công suất các phụ tải đối với nhiệt điện là:

Lượng công suất do nhà máy cung cấp không đủ nên ta phải lấy thêm công suất từ hệ thông

Như vậy ta sẽ phân khu vực nhà máy nhiệt điện cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ tải lân cận nó là 1,2,3,6; khu vực hệ thống cung cấp điện cho các hộ phụ tải là 4,5,7 Nhà máy nhiệt điện được chia thành 2 nhóm, phía hệ thống được chia thành 2 nhóm

Cụ thể:

- Nhóm I gồm: Hệ thống, nhà máy nhiệt điện

- _ Nhóm 2 gồm: Hệ thống điện, phụ tai 7, phụ tải 4, phụ tải 5

- Nhóm 3 gồm: Nhà máy nhiệt điện, phụ tải 2, phụ tải 3

- Nhóm 4 gồm: Nhà máy nhiệt điện, phụ tải 1, phy tai 6

Đề vạch ra được các phương án nối đây cho mỗi nhóm, ta phải dựa trên ưu điểm, nhược điểm của các sơ đồ hình tia, liên thông, mạch vòng và yêu cầu về độ tin cậy của các phụ tải

Mạng điện hình tia:

-u điểm: + Sử dụng các thiết bị đơn giản, rẻ tiền và bảo vệ role đơn giản + Thuận tiện khi phát triển và thiết kế cải tạo các mạng điện hiện có

-Nhược điểm: + Độ tin cậy cung cấp điện thấp

+ Khoảng cách dây lớn nên thi công tốn kém

Mang điện liên thông:

-u điểm: +Việc thi công sẽ thuận lợi hơn vì thi công cùng trên một đường dây + Độ tin cậy cung cấp điện tốt hơn so với hình tia

- Nhược điểm: + Tiết diện dây dẫn lớn

+ Tổn thất điện áp và tốn thất điện năng cao

Mang điện mạch vòng:

-Uu diém: + Dé tin cậy cung cấp điện cao

- Nhược điểm: + Giá thành xây dựng lớn

ND

Hình 4: Phương án nối dây của nhóm 3

Hình 5: Phương án nổi dây của nhóm 4

3.2 Lựa chọn điện áp định mức của mạng điện

Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất của phụ tải,

khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối giữa các phụ tải với nhau, sơ đồ mạng điện

Điện áp định mức của mạng điện thiết kế được chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp

điện Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị của công suất

trên mỗi đường dây trong mạng điện

Việc chọn điện áp ảnh hướng trực tiếp đến chỉ tiêu kinh tế và chỉ tiêu kỹ thuật của mạng điện Nếu điện áp lớn thì dòng điện nhỏ sẽ được lợi về dây dẫn nhưng xá sứ cách điện phải lớn Ngược lại, nếu điện áp thấp thì được lợi về cách điện, cột xà nhỏ nhưng chí phí cho dây dẫn sẽ cao hơn Tùy thuộc vào giá trị công suất cần truyền tải và độ dài đường dây tải điện mà chọn điện áp vận hành sao cho thích hợp nhất Trong khi tính toán thông thường, trước hết chọn điện áp định mức của các đoạn đường dây có công suất truyền tải lớn Các đoạn đường dây trong mạng kín, theo thường lệ cần phải được thực hiện với một cấp điện áp định mức

Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh nghiệm sau (1):

U,=4.34 Í], +162 7 (kV) @.D

Áp dụng lần lượt tính toán cho từng nhóm và phương án

3.2.1 Nhóm l

Tính điện áp định mức trên đường dây HT-NĐ

Công suất tác dụng từ NÐ truyền vào đường dây HT-NĐ được xác định:

(3.2) Trong đó:

- Pa tông công suất phát kinh tế của nhà máy điện;

- Pas công suất tự dùng của nhà máy điện;

- Py tông công suất tác dụng của tất cả các phụ tải với nhà máy nhiệt điện

Tổng công suất các phụ tải đối với nhiệt điện là:

Do đó công suất tác dụng từ nhà máy nhiệt điện truyền vào hệ thống là:

Công suất phản kháng từ nhà máy truyền vào hệ thống là:

Dòng công suất truyền tải trên đường dây ND-HT:

Điện áp tính toán trên đường dây ND-HT:

Do đó chọn ta chọn điện áp truyền tải định mức nhóm T là 110kV

Bang 3- I: Bảng tính toán điện áp của nhóm 1

Điện áp tính toán trên đoạn HT-7 là:

Điện áp tính toán trên đoạn HT-Š là:

Do đó ta chọn điện áp truyền tải định mức của phương án 2.a là I10kV

Bảng 3- 2: Bảng tính toán điện áp của phương án 2.a

Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây HT-4:

Điện áp tính toán trên đoạn đường HT-4:

Điện áp tính toán trên đoạn 4-7:

Điện áp nhánh HT-Š tính tương tự như phương án a

Do đó ta chọn điện áp truyền tải định mức của phương án 2.b là

Bảng 3- 3: Bảng tính toán điện áp của phương án 2.b

Giả thiết rằng mạng điện là đồng nhất và tất cả các đường dây đều có cùng tiết diện

Tính dòng công suất chạy trên các đoạn đường dây mạch vòng HI-4-7-HT Đề xác định các dòng công suất ta cần giả thiết răng, mạch điện đông nhật và tất cả các đoạn đường dây đều có cùng một tiết diện

Như vậy công suất chạy trên đoạn đường HT-4 như sau:

Dòng công suất chạy trên đoạn 7-4 là:

Dòng công suất chạy trên HT-7:

Nên mút 4 là điểm phân công suất chung

Điện áp tính toán trên đoạn HT-4:

Điện áp tính toán trên đoạn HT-7:

Điện áp tính toán trên đoạn 4-7:

Do đó ta chọn điện áp truyền tải định mức của phương án 2.c là I10kV

Bảng 3- 4: Bảng tính toán điện áp của phương án 2.c

12

Do đó điện áp định truyền tải định mức của nhóm 2 là 110kV

Tinh toán tương tự như trên ta được các nhóm con lai nh sau:

Do đó điện áp định truyền tải định mức của nhóm 4 là

Như vậy ta chọn được điện áp cho lưới điện là

3.3 Phương pháp chọn tiết diện dây dẫn và tính tôn thất điện áp trong mạng điện 3.3.1 Chọn tiết diện dây dan

Các mạng điện 110 kV đuợc thực hiện chủ yếu bằng các đường đây trên không Các dây dẫn được sử đụng là dây nhôm lõi thép (AC), đồng thời các dây dẫn thường được đặt trên các cột bê tông ly tâm hay cột thép tuỳ theo địa hình đường dây chạy qua Đối với các đường dây 110 kV, khoảng cách trung bình hình học giữa dây dẫn các pha bằng 5 m (Dtb= 5 m)

Trong thực tế, có điện áp truyền tai đến 220kV, người ta thường chọn tiết diện day

dẫn được chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện:

Ss 3— Prox TQ

¬ .10

Ty, ax _nA3U._ 3.U am

nvV3.U 4, Dua vao tiết diện day dan tính duoc theo : công thức trên, tiến hành chọn tiết điện tiêu chuẩn gân nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vắng quang, độ bền cơ học của đường dây và phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sự cô

Đối với đường dây „ để không xuất hiện vằng quang các dây nhôm lõi thé can phải có tiết diện

Đề đảm bao cho duong day van hanh binh thường trong các chế độ sau sự có, can phải có các điều kiện:

+1 max = Lk, A,

+1, <1 kk

(3.4)

Trong do:

I dong dién lam viéc lau dai cho phép của dây dẫn

Tmax: dong điện làm việc lớn nhất chạy trên đường dây ở chế độ làm việc bình

TƯỜNG

I„: dòng điện làm việc lớn nhất chạy trên đường dây ở chế độ sự cô Ta xét

trường hợp sự có một mạch đường dây lộ kép, còn với mạch vòng thì ta phải xét đến sự cố xảy ra trên các nhánh và sự cô một tô máy có công suất lớn nhất (không xét sự có xếp chồng)

kạ: Hệ số xét sự đặt gần nhau của các dây dẫn, k;= I

k¿: Hệ số điều chỉnh theo nhiệt độ

k, =

Trong do:

Ô; - Nhiệt độ cho phép lúc bình thường, %»=70°C

6 + : Nhiệt độ môi trường xung quanh, ?+=35%C

Ô.; : Nhiệt độ cho phép lúc bình thường, 2=25%C

3.3.2 Tinh tôn thất điện áp trong mạng điện

Tổn thất điện áp trên đường dây thứ ¡ khi vận hành bình thường được tính:

Đối với mạng điện kín, có thể chấp nhận tốn thất điện áp lớn nhất trong chế

độ phụ tải cực đại và chê độ sự cô là:

@ Lic binh thudng: AU max tr = 15 + 20%

Chọn tiết điện dây dẫn của đường dây:

Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-HT:

Dòng điện chạy trên đường dây NĐ-HÏT khi phụ tải cực đại:

Tiết diện dây dẫn:

Bảng 3- 9: Tiết điện các dây dẫn của nhóm 1

Áp dụng công thức 3.5 ta có bảng tôn thất điện áp trên đường dây nhóm l

Bang 3- 11: Tén thất điện áp trên đường đây nhóm 1

Kiểm tra điều kiện phát nóng cho phép

Sau khi chọn tiết diện tiêu chuan can kiém tra dong điện chạy trên đường dây, trong các chế độ sau sự cô Đôi với đường dây liên kết NĐ-HT, sự cô có thê xảy ra hai trường hợp sau:

@ Sự có một mạch trên đường dây;

® Sự cố một tô máy phát điện

+ Nếu sự cô một mạch của đường dây thì đòng điện còn lại bằng:

+ Nếu sự cô một tô máy phát điện, các tô còn lại phát đủ 100% công suất Công suất chạy trên đường dây HT-NĐ là:

Như vậy khi sự cô I tô máy, dòng công suất sẽ chạy từ phía hệ thông về phía nhà máy nhiệt điện

Dòng điện của đường dây NĐ-HT khi sự cố l máy phát điện như sau:

Kiểm tra điều kiện tôn thất điện áp:

3.3.3.2 Nhóm 2

a Phương án a

Tính toán tương tự phương án Í ta có:

Bảng 3- 12: Tiết điện các dây dẫn của phương án 2a

Bảng 3- 14: Tôn thât điện áp trên đường dây phương án 2a

Bang 3- 17: Ton that dién ap trén duong day phuong an 2b

Lay két quả tính toán ở phần 2.2.2 ta có:

Và phụ tải 4 là điểm phân công suất

17

Dòng điện chạy trên đường dây HT-4:

Tiết diện dây tính toán cho đường dây HT-4 là

Vậy ta chọn dây dẫn tiêu chuẩn

Tương tự ta chọn được dây

Ta kiểm tra điều kiện phát nóng cho phép khi sự có Ta chỉ cần xét sự cố đứt đường dây HT-4 (vì trường hợp này đoạn đường đây 7-4 sẽ có dòng lớn hơn) Khi đó sơ đồ có dạng mạch liên thông HT-7-4 Ta tính toán tương tự như trên có kết quả sau

Dòng công suất chạy trên đoạn đường dây HT-7 khi phụ tải cực đại:

Dòng điện chạy trên đường dây HT-7:

Dòng điện chạy trên đường dây 7-4 khi phụ tải cực đại

Dòng điện sự có lớn nhất chạy qua đoạn HI-4 sẽ được tính khi đứt đoạn dây HT-7 Tính toán tương tự trên ta cũng có dòng điện sự cô

Như vậy ta thấy các dây đã chọn ở trên thỏa mãn điều kiện phát nóng cho phép khi có sự

cô đứt l dây xảy ra

Tính toán tương tự ta có các bảng sau:

Bang 3- 18: Tiết điện các dây dẫn của phương án 2c

HT-4

Tôn thất điện áp trong mạng điện:

Khi tính điểm phân công suất, do ta gia thiết tiết diện dây giống nhau nên tôn that

điện áp lớn nhất sẽ được tính từ nguồn đến điểm phân công suất Tuy nhiên do ta chọn tiết diện dây khác nhau cho mạch HT-4 và HT-7 nên ta sẽ tính tôn thất điện áp trong từng

nhánh, so sánh và lay tôn thất điện áp lớn hơn

Kiểm tra điều kiện tôn thất điện áp khi sự cố:

Ta xét 2 trường hợp sự cố là ditt dong day HT-4 (scl) va đứt đường đây HT-7 (sc2) khi

đó sơ đồ sẽ có dạng mạch liên thông Dòng công suất chạy trong các nhánh sẽ như bảng sau:

Tính toán tương tự với sơ đồ liên thông ta có kết qua sau:

Bảng 3- 20: Tôn thất điện áp trên đường dây phương án 2c

day | (MW) |(MVAr)| (ay | (mm) | day | (A) | (A | (A) ND-2

Bảng 3- 23: Tôn thât điện áp trên đường dây phương án 3a

Tinh toán tương tự trên ta có các bang sau:

Bảng 3- 24: Tiết điện các dây dẫn của phương án 3b

dây | (MW) |(MVAD| (A) | mm | đây | (A) | (A) | (A)

Bang 3- 26: Ton that dién ap trén duong day phuong an 3b

3.3.3.4 Nhóm 4

a Phương án a

Bảng 3- 27: Tiết điện các dây dẫn của phương án 4a

Bảng 3- 29: Tôn thât điện áp trên đường dây phương án 4a

Phương án c Phương án a Nhóm 3 Phương án b

Phương án c