Thiết kế mạng lưới điện

Nó bao gồm các nhà máy điện, các mạng điện để truyền tải và phân phối điện năng đến tất cả các hộ tiêu thụ điện, tạo thành một hệ thống có cấu trúc phức tạp và vận hành rất linh hoạt, ng

Mục lục

Lời nói đầu

3

PHẦN I THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN KHU VỰC

CHƯƠNG I: Phân tích nguồn và phụ tải

5

CHƯƠNG II: Cân bằng công suất trong hệ thống điện

I Mục đích

8

II Cân bằng công suất tác dụng

8

III Cân bằng công suất phản kháng 9

IV Sơ bộ xác định phương thức vận hành cho hai nhà máy 10

CHƯƠNG III: Lựa chọn điện áp 13

CHƯƠNG IV: Dự kiến các phương án nối dây của mạng điện và so sánh các

phương án về mặt kỹ thuật

A Dự kiến các phương án nối dây của mạng điện - Lựa chọn sơ bộ các phương án nối dây 15

B Tính toán các phương án nối dây

27

1 Phương án 1 27

2 Phương án 2 35

3 Phương án 3 43

5 Phương án 4 52

4 Phương án 5 61

CHƯƠNG V: So sánh các phương án về mặt kinh tế

70

 Phương án 1

71

 Phương án 2

72

 Phương án 5

73

CHƯƠNG VI: Lựa chọn máy biến áp - sơ đồ nối và sơ đồ nối điện chính

75

I Yêu cầu chung

75

II Máy biến áp của các trạm giảm áp

75

III Máy biến áp của các trạm tăng áp 77

IV Sơ đồ nối dây trạm biến áp của các nhà máy điện 79

V Sơ đồ nối dây các trạm phân phối và truyền tải 79

CHƯƠNG VII: Tính toán các chế độ làm việc của mạng điện

82

I Chế độ phụ tải cực đại 82

* Tính toán bù cưỡng bức công suất phản kháng cho hệ thống điện 92

* Tính chính xác lại chế độ phụ tải cực đại sau khi bù

96 III Phụ tải 33

II Chế độ phụ tải cực tiểu 106

III Chế độ sự cố 116

CHƯƠNG VIII: Tính toán điện áp tại các điểm nút của mạng điện - chọn phương

thức điều chỉnh điện áp trong mạng điện 127

A Toán điện áp tại các điểm nút của mạng điện

127

I Chế độ phụ tải cực đại 127

II Chế độ phụ tải cực tiểu 131

III Chế độ sự cố 134

B Chọn đầu phân áp của các máy biến áp

138

I Chọn đầu phân áp của các máy biến áp giảm áp

139

II Chọn đầu phân áp của các máy biến áp tăng áp

151

CHƯƠNG IX Tính toán chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của mạng điện

III Tính giá thành tải điện 157

Bảng tổng kết các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật chủ yếu 158

PHẦN I THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN

CHƯƠNG I : Thiết kế trạm biến áp

159

I Phần mở đầu 159

II Chọn các phần tử của trạm 160

III Tính toán nối đất cho trạm biến áp 166

CHƯƠNG I : Thiết kế đường dây trung áp 22 kV

Lời nói đầu

Điện là một trong những phát minh vĩ đại và kỳ diệu nhất trong lịch sử phát triển của con người Nó làm thay đổi một cách nhanh chóng nền kinh tế cũng

nh bộ mặt xã hội của mỗi quốc gia trên toàn thế giới Điện năng là một dạng năng lượng đặc biệt được sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các lĩnh vực kinh tế,

xã hội và đời sống của con người Tốc độ tăng trưởng kinh tế mỗi quốc gia phụ thuộc rất nhiều vào công cuộc điện khí hoá nền công nghiệp Xã hội càng phát triển thì nhu cầu về sử dụng điện năng ngày càng cao, vì vậy việc sản xuất,

truyền tải và phân phối điện năng phải liên tục phát triển và ngày càng hoàn thiện để đáp ứng nhu cầu của cuộc sống con người.

Hệ thống điện là một phần của hệ thống năng lượng Nó bao gồm các nhà máy điện, các mạng điện để truyền tải và phân phối điện năng đến tất cả các hộ tiêu thụ điện, tạo thành một hệ thống có cấu trúc phức tạp và vận hành rất linh hoạt, ngày càng đòi hỏi ứng dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật để hoàn thiện việc sản xuất, truyền tải và phân phối một cách tối ưu nhất phù hợp với sự phát triển kinh tế, xã hội của mỗi quốc gia trên thế giới

Đồ án tốt nghiệp về “ Mạng lưới điện ” là một sự tập dượt lớn cho các sinh viên ngành Hệ Thống Điện trước khi bước vào thực tế công việc của ngành Nó giúp cho sinh viên vận dụng những kiến thức đã học tập và nghiên cứu vào thực hiện một nhiệm vụ tương đối toàn diện về lĩnh vực sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng

Ngày nay trên toàn thế giới, hệ thống điện đã phát triển theo con đường tập trung hoá sản xuất điện năng trên cơ sở những nhà máy điện lớn, hợp nhất các

hệ thống năng lượng, vì vậy đòi hỏi mỗi chúng ta phải luôn luôn học hỏi, trau dồi kiến thức khoa học kỹ thuật góp phần đưa ngành hệ thống điện nước ta có thể theo kịp tốc độ phát triển năng lượng trên toàn thế giới

Qua 5 năm học tập, nghiên cứu tại trường và qua đồ án tốt nghiệp này em xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo trong nhà trường, bộ môn Hệ Thống Điện và thầy giáo Ngô Hồng Quang là người trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

PHẦN I

THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN KHU VỰC

Chương I PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI

I Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải:

1 Sơ đồ địa lý: Dựa vào sơ đồ phân bố giữa các phụ tải và nguồn ta xác định

được khoảng cách giữa chúng nh hình vẽ : tỷ lệ 1 ô = 10 km

81 41

72

2 Nguồn điện: Mạng gồm hai nguồn cung cấp:

a) Nhà máy 1: Là nhà máy nhiệt điện có các thông số.

- Phụ tải cực tiểu bằng 50% phụ tải cực đại

- Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax= 4800h

II Phân tích nguồn và phụ tải:

Từ những số liệu trên ta có thể rót ra nhưng nhận xét sau:

Hệ thống điện thiết kế được cung cấp bởi 2 nhà máy nhiệt điện tổng công suất đặt Pđ = 350 MW, khoảng cách giữa 2 nhà máy là 163 km do đó có thể liên kết với nhau Nhà máy nhiệt điện có đặc điểm là chủ động về nguồn năng lượng, xây dựng gần nơi tiêu thụ điện , vốn xây dựng rẻ, xây dựng nhanh Nhược điểm

là tiêu tốn nhiên liệu, ô nhiễm môi trường, hiệu suất thấp, vận hành kém linh hoạt

Các phụ tải có công suất khá lớn và được bố trí xung quanh 2 nguồn điện nên rất thuận lợi cho việc cung cấp điện của 2 nhà máy Xung quanh nhà máy nhiệt điện 1 là các phụ tải 1; 2; 3;6 ; 10 với khoảng cách xa nhất là 81 km, gần nhất là 41 km Xung quanh nhà máy nhiệt điện 2 là các phụ tải 4; 5; 7; 8; 9 với khoảng cách xa nhất là 81 km, gần nhất là 40 km

Tất cả các phụ tải 1; 2;3; 4; 5; 6; 7 ; 8; 9 ;10 là hộ loại1với chế độ điều chỉnh điện áp cho các phụ tải là khác thường

Tổng công suất nguồn 1 là: 200 MW

Tổng công suất các phụ tải xung quanh nguồn 1 là: 133 MW

Tổng công suất nguồn 2 là: 150 MW

Tổng công suất các phụ tải xung quanh nguồn 2 là: 122 MW

Do khoảng cách giữa các nhà máy và giữa các phụ tải tương đối lớn nên ta dùng đường dây trên không để dẫn điện

Tất cả các hộ loại 1 là phụ tải quan trọng nếu ngừng cấp điện có thể gây ảnh hưởng xấu đến an ninh , chính trị, xã hội, gây thiệt hại lớn về kinh tế Do vậy yêu cầu cung cấp điện phải đảm bảo tính liên tục và ở mức độ cao nên ta phải thiết kế mỗi phụ tải được cung cấp bởi đường dây lộ kép hoặc cung cấp theo mạch vòng kín.

Đối với dây dẫn để đảm bảo độ bền cơ cũng nh yêu cầu về khả năng dẫn điện ta dùng loại dây AC để truyền tải điện

Đối với cột thì tuỳ từng vị trí mà ta dùng cột bê tông hay cột sắt Với cột

đỡ thì dùng cột bê tông, các vị trí góc, vượt sông, vượt đường quốc lộ thì ta dùng cột sắt

Về mặt bố trí dây dẫn trên cột để đảm bảo về kinh tế, kỹ thuật ta bố trí trên cùng một tuyến cột

CHƯƠNG II CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

I Mục đích:

Đặc điểm đặc biệt của ngành sản suất điện năng là điện năng do các nhà máy điện trong hệ thống sản xuất ra cân bằng với điện năng tiêu thụ của các phụ tải

Cân bằng công suất trong hệ thống điện trước hết là xem khả năng cung cấp điện và tiêu thụ trong hệ thống có cân bằng không Sau đó sơ bộ định phương thức vận hành cho từng nhà máy điện Trong các chế độ vận hành lúc cực đại , lúc cực tiểu hay chế độ sự cố dựa vào khả năng cấp điện của từng nguồn điện Cân bằng công suất nhằm ổn định chế độ vận hành của hệ thống điện.

Cân bằng công suất tác dụng cần thiết để giữ tần số bình thường trong hệ thống Để giữ được điện áp bình thường ta cần phải có sự cân bằng công suất phản kháng ở hệ thống nói chung và khu vực nói riêng Mặt khác sự thay đổi điện áp cũng ảnh hưởng đến thay đổi tần số và ngược lại

II.Cân bằng công suất tác dụng:

m: hệ số đồng thời , lấy m = 1

+∑P y/c là tổng công suất yêu cầu ,kể cả tổn thất công suất

+∑Δ P md : Tổn thất công suất trên đường dây và trạm biến áp,

∑P dtr được xác định dựa vào biểu thức: ∑P dtr= ∑P f -m∑P pt -∑Δ P md -∑P td

III Cân bằng công suất phản kháng :

Trong hệ thống điện chế độ vận hành chỉ tồn tại khi có sự cân bằng công suet phản kháng và công suất tác dụng Để giữ cho tần số ổn định ta phảI cân bằng công suất tác dụng còn để giữ cho điện áp ổn định chúng ta phải cân bằng công suất phản kháng

Ta có phương trình cân bằng công suất phản kháng:

+∑Δ Q L : là tổng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây của mạng

điện+∑Δ Q C : tổng công suất phản kháng do dung dẫn của đường dây cao áp

sinh ra trong hệ thống điệnTrong khi tính sơ bộ, với mạng điện 110 kV ta coi ∑∆Q L = ∑∆ QC

+∑Δ Q ba : tổng tổn thất công suất phản kháng trong MBA

∑ΔQ ba = 15 %∑ Q pt

+∑Q td : là tổng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy điện:

∑Q td =∑P td tgϕtd (chọn cosϕ = 0,75 thì tgϕtd = 0,882)

+ ∑Q dtr: tổng công suất phản kháng dự trữ của toàn hệ thống.Ta có thể lấy

∑Q dtrbằng công suất phản kháng của tổ máy lớn nhất trong hệ thống điện

Thay số vào ta có:

+ Tổng công suất phản kháng định mức:

∑Q f =(PNĐI + PNĐII) tgϕ = 350.0,75 =262,5 MVAr

+ Tổng công suất phản kháng cực đại của phụ tải:

Q Q

m Q

92 , 237 5 , 37 89 , 18 68 ,

+

=

= +

+ +

IV.Sơ bộ xác định phương thức vận hành cho hai nhà máy

1 Khi phụ tải cực đại

Nếu chưa kể đến dự trữ, tổng công suất yêu cầu của hệ thống là:

= +

+

∑P yc m P pt ΔP md P td 255 + 12,75 + 21,42 = 289,17 MW

Để đảm bảo cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống, ta huy động tổ máy

có công suất lớn hơn trong hệ thống nhận phụ tải trước để đảm bảo tính kinh tế cao hơn Đối với các nhà máy nhiệt điệnchúng ta cho phát đIện từ 65 đến 95% công suất đặt là kinh tế nhất ,vì ở đây cả2 nhà máy đều là các nhà máy nhiệt điện cho nên vai trò của chúng là như nhau trong hệ thống điện ,để đảm bảo tính kinh tế chúng ta cho nhà máy nhiệt điện I nhận phụ tải trước ,phần còn lại sẽ do nhà máy nhiệt điện II đảm nhận (kể cả tổn thất công suất ) Theo đầu bài chúng

ta có các tổ máy của nhà máy I có công suất lớn hơn, trong chế độ phụ tải cực đại chúng ta cho nhà máy I phát 70%công suất đặt Khi đó

Công suất nhà máy I phát lên lưới là:

2 Khi phụ tải cực tiểu:

Theo bài ra trong chế độ phụ tải cực tiểu Pmin = 0,5 Pmax = 0,5.255 = 127,5 MW.Nếu tất cả các tổ máy đều vận hành thì chúng sẽ làm việc trong chế độ non tải ,chế độ này không kinh tế Để khắc phục tình trạng này chúng ta cho nhà máy I nghỉ 2 tổ máy ,các tổ máy còn lại phát vận hành 70 %công suất đặt Khiđó công suất nhà máy I phát lên lưới

PvhII = 0,7 100 –0,08 (0,7 100) = 64,4W

Nh vậy nhà máy II sẽ còn phải đảm nhận:

Phần công suất phát lên lưới cho các phụ tải

Pf2= ∑P yc - Pf1 = 127,5 – 0,7.100 = 57,5 MW

Phần tổn thất công suất trên lưới

∑ΔP mdmin =12,75.0,5 = 6,375 MW

Công suất tự dùng của nhà máy I là:

Phần công suất còn lại nhà máy II đảm nhận :

Phần công suất phát lên lưới cho các phụ tải là:

Vậy công suất của nhà máy I là:PvhIIsc = 89,17 - 5, 42 = 83,75 MW

Khi đó nhà máy II phát 92,75% công suất đặt

Nh vậy trong trường hợp sự cố nguy hiểm nhất hai nhà máy vẫn đảm bảo cung cấp đủ công suất yêu cầu của hệ thống

số tổ máyVH Pf (MW)

=149,17 =70 =139,05

Theo đầu bài ta có các phụ tải tập trung xung quanh hai nhà máy và có công suất gần bằng nhau , vì thế dựa vào bảng trên ta có thể xác định ngay được công suất truyền tải lớn nhất trên đường dây liên lạc giữa hai nhà máy một cách gần đúng là :

- Khi bình thường , công suất truyền theo hướng từ NM I sang NM II ở chế

độ phụ tải cực đại là :

PLL = Pf1 - (Ppt1 + Ppt2 + Ppt6 +Ppt10) - (∆Pmđ1+ ∆Pm®2 + ∆Pmđ6 + Ppt10) - Ptd1 = = 140 - 93 – 4,65 – 11,2 = 31,15 MW

Nh vậy lượng công suất từ nhà máy 2 cung cấp cho phụ tải 3 là :

I Nguyên tắc chung

Lựa chọn cấp điện áp vận hành cho mạng điện là một nhiệm vụ rất quan trọng , bởi vì trị số điện áp ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh tế, kĩ thuật

của mạng điện Để chọn được cấp điện áp hợp lý phải thoả mãn các yêu cầu sau :

- Phải đáp ứng được yêu cầu mở rộng phụ tải sau này

- Cấp điện áp phải phù hợp với tình hình lưới điện hiện tại và phù hợp với tình hình lưới điện quốc gia

- Bảo đảm tổn thất điện áp từ nguồn đến phụ tải trong qui phạm

U

QX PR

Q P

Khi điện áp càng cao thì tổn hao công suất càng bé, sử dụng Ýt kim loại màu ( do I nhá ) Tuy nhiên lúc điện áp tăng cao thì chi phí cho xây dựng mạng điện càng lớn và giá thành của thiết bị bị tăng cao

II Tính toán cấp điện áp của mạng điện:

Việc lựa chọn cấp điện áp của mạng điện chủ yếu dựa vào kinh nghiệm tổng kết

Theo công thức kinh nghiệm:

i i

i 4 , 34 l 16 P

Ui : điện áp đường dây thứ i (kV)

li : chiều dài đường dây thứ i (km)

Pi : công suất tác dụng truyền tải trên đường dây thứ i (MW)

Để đơn giản ta chỉ chọn phương án hình tia như sau:

81 41

6

2 1

Ta có: U1 = 4 , 34 l1 + 16P1 = 4 , 34 41 + 16 30 = 99 , 06 kV

48 , 93 25 16 64 34 , 4 16 34

34 ,

43 , 64 15 , 8 16 90 34 , 4 16

34 ,

CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN

SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT

A Dự kiến các phương án nối dây của mạng điện - lựa chọn sơ bộ các phương án nối dây :

I Những yêu cầu chính đối với mạng điện :

1- Cung cấp điện liên tục

2- Đảm bảo chất lượng điện năng

3- Đảm bảo tính linh hoạt cao

4- Đảm bảo an toàn cho người và các công trình lân cận

II Lựa chọn dây dẫn :

1- Dây đồng: Dây đồng là dây dẫn được chế tạo bằng kim loại đồng, là vật liệu dẫn điện tốt Đồng có điện trở suất nhỏ, có ứng suất kéo dây đồng phụ thuộc vào quá trình công nghệ chế tạo và có thể đạt được ứng suất cao, ngoài

ra đồng có bề mặt được bao bọc bởi một lớp oxyt đồng, do đó dây đồng có khả năng chống ăn mòn tốt Nhưng đồng là kim loại đắt tiền Vì vậy dây đồng chỉ dùng trong các mạng điện đặc biệt

2- Dây nhôm: được chế tạo bằng nhôm là kim loại phổ biến trong thiên nhiên Điện trở suất lớn hơn của đồng khoảng 1,6 lần nhưng giá thành rẻ hơn , nhôm cũng có lớp oxyt nhôm bên ngoài nên cũng có tác dụng chống ăn mòn trong khí quyển Nhược điểm chủ yếu của dây nhôm là độ bền cơ tương đối nhỏ Do đó người ta không sản xuất dây nhôm trần một sợi Dây nhôm nhiều sợi được dùng cho các mạng phân phối điện áp đến 35 kV

3- Dây nhôm lõi thép: là dây nhôm có lõi là dây thép để khắc phục nhược điểm về độ bền cơ của dây nhôm và đây là dây dẫn được sử dụng phổ biến nhất ở các đường dây trên không điện áp từ 35kV trở lên

III)Phân vùng cấp điện

Từ sơ đồ địa lý ở phần trên ta có thể phân ra là hai vùng cấp điện cho các phụ tải lân cận hai nhà máy điện

- Vùng xung quanh nhà máy I, gồm các phụ tải 1,2,3 ,6,10

- Vùng xung quanh nhà máy II, gồm các phụ tảI 4, 5, 7 , 8 và9Hai nhà máy được nối liên lạc trực tiếp với nhau hoặc nối qua phụ tải 3.Trong lựa chọn sơ bộ các phương án ta sử dụng phương pháp mô men phụ tải Nếu phương án nào có tổng mô men phụ tải ΣPL nhỏ là phương án nối dây tối ưu hơn

Với mỗi phương án ta có : PL = Σ Pi.Li

Căn cứ vào bản đồ địa lý phân vùng phụ tải và nhà máy điện Dựa vào yêu cầu của loại phụ tải ta có thể đề ra 10 phương án nối dây nh sau :

Các phương án nối dây:

XÐt trường hợp hai nhà máy liên thông với nhau qua 2 phụ tải ở giữa 2 và 4

Nh phần cân bằng công suất ta đã có ở chế độ phụ tải cực đại công suất truyền tải từ NĐI sang NĐII là

PLL = Pf1 – (P1 + P6 + P3 + P10 )- (∆Pmđ1 +∆Pmđ6 + ∆Pmđ2 +∆Pmđ10 )- Ptd1 = = 140 – 108 – 0,05 108 – 0,7 0,08.200 = 15,4 MW

81

⇒ Điểm 2 là điểm phân công suất :

P4-2 = 9,6 MW ⇒ P NĐI-2 = 15,4 MW

⇒PNĐII-4 = 44,6 MW

Tính tổng mô men phụ tải :

ΣPL = P1L1 + P2L2 + P3L3 + P4L4 + P5L5 + P6L6 + P7L7 + P8L8 + PI-IILI-II =30 41+ 64.15,4+ 76.40 + 81.16 + 51.22 + 81.20 + 64.24 +71.18 + 40.25 + 72.44,6 = 16997,6 (MW.km)

3 Phương án III:

XÐt trường hợp hai nhà máy liên thông với nhau qua 2 phụ tải ở giữa 3 và 4

Nh phần cân bằng công suất ta đã có ở chế độ phụ tải cực đại công suất truyền tải từ NĐI sang NĐII là

PLL = Pf1 – (P1 + P6 + P2 + P10 )- (∆Pmđ1 +∆Pmđ6 + ∆Pmđ2 +∆Pmđ10 )- Ptd1 = = 140 – 93 – 0,05 93 – 0,7.0,8 200 = 31,15 MW

⇒ Điểm 3 là điểm phân công suất :

81

Tính tổng mô men phụ tải :

ΣPL = P1L1 + P2L2 + P3L3 + P4L4 + P5L5 + P6L6 + P7L7 + P8L8 + PI-IILI-II =30 41+ 64.25+ 76.31,15 + 81.16 + 51.22 + 81.20 + 64.24 +71.18 + 40.25 + 72.43,85 + 8,85 78,1 = 16897,8 (MW.km)

4 Phương án IV:

XÐt trường hợp hai nhà máy liên thông với nhau qua 2 phụ tải ở giữa 3 và 2

Nh phần cân bằng công suất ta đã có ở chế độ phụ tải cực đại công suất truyền tải từ NĐI sang NĐII là

81

ΣPL = P1L1 + P2L2 + P3L3 + P4L4 + P5L5 + P6L6 + P7L7 + P8L8 + PI-IILI-II =30 41+ 64.57,4+ 32,4 72,8 + 81.16 + 51.22 + 81.20 + 64.24 +71.18 + 40.25 + 72.35 + 7,6.90 = 18318,32 (MW.km)

Kết luận : qua sơ bộ các phương án chóng ta thấy phương án I có

ΣPL min chóng ta đem vào tính toán tiếp

1)Các phương án của phương án I nh sau:

81

72

81

j j

l S l

l S l

l l

NDII NDII

71 ) 16 , 11 18 ( ) 71 51 )(

5 , 15 25 (

) (

1

9 9 9

9 8 8 9

9 8 8 8

+

=

= +

+

+ + + +

= +

+ +

9 Phương án 9

Nh phần cân bằng công suất ta đã có ở chế độ phụ tải cực đại công suất

truyền tải từ NĐI sang NĐII là PLL = 31,15 MW

⇒ PNDII-3 = 40 – 31,15 =8,85MW

Với mạch vòng I-6-10-I : giả thiết mạng kín là mạng đồng nhất , tất cả các

đoạn dây cùng tiết diện

Ta có các dòng công suất trên các đoạn được xác định theo công thức sau:

MVA j

j j

l S l

l S l

l l

NDI NDI

NDI

21 , 14

94

,

22

81 51 454

81 ) 92 , 9 16 ( ) 81 54 )(

63 , 13 22 (

) (

1

10 10 10

10 6 6 10

10 6 6 6

+

=

= +

+

+ + + +

= +

+ +

Vậy trong lựa chọn sơ bộ ta chọn được 5 phương án đầu (phương án1, 2, 4, 8,9)

có tổng mô men phụ tải nhỏ hơn các phương án khác Sau đây ta tính toán so sánh về mặt kỹ thuật 5 phương án trên

B Tính toán so sánh kỹ thuật các phương án:

I- Các tiêu chuẩn để so sánh về mặt kỹ thuật giữa các phương án:

1 Chọn tiết diện dây dẫn:

Trong mạng điện thiết kế dự kiến dùng dây AC Các dây được mắc trên cột theo hình tam giác , khoảng cách Dtb = 5m.

Tiết diện dây dẫn chọn theo mật độ kinh tế (Jkt)

kt

i i

U 3 n

S I

.

max = với n là số lộ đường dây

Từ đầu bài ta có Tmax = 4800h

Tra bảng ta được Jkt = 1,1 A/mm2

2 Kiểm tra lại theo các điều kiện sau:

+

Kiểm tra tổn thất điện áp:

Tổn thất điện áp lúc vận hành bình thường và lúc sự cố nguy hiểm nhất Tổn thất điện áp được tính theo biểu thức:

100 U

X Q R

P U

Δ ∑ . +2∑ . .

Giả sử ∆U tính được thoả mãn theo điều kiện sau:

- Lúc bình thường: ∆Ubt max% ≤∆Ubt cp% =10% (ở xa 15 % 20%)

- Lúc sự cố : ∆Usc max% ≤∆Usc cp% = 20% ( ở xa 20% 25% )

- I phát nóng của dây dẫn < Icp

* Với hộ tiêu thụ dùng máy biến áp có điều chỉnh điện áp dưới tải thì xét theo điều kiện sau :

- Lúc bình thường: ∆Umax% ≤ 15%

- Lúc sự cố : ∆Usc% ≤ 25%

+ Kiểm tra phát nóng dây dẫn:

- Theo tiêu chuẩn:

Isc max ≤ K.IcpTrong đó:

Isc max : là I sự cố lớn nhất lúc sự cố (lộ kép hay mạch vòng bị đứt một dây)

Icp : là I cho phép làm việc lâu dài trên dây dẫn, ứng với nhiệt độ tối

đa là 250C

K : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ , K = 0,8 ( ứng với nhiệt độ môi trường là 350C )

+ Kiểm tra tổn thất do phát sáng vầng quang: Đối với cấp điện áp

110 kV ta chọn tiết diện nhỏ nhất cho phép là 70 mm2

II- Tính toán về mặt kỹ thuật các phương án:

1 Phương án 1:

+Chọn tiết diện dây dẫn cho đoạn NĐI-1 :

A U

n

p I

dm

85 , 0 110 3 2

10 30 cos

3

3 1

62 , 92

mm J

I F

% 97 , 2

% 100 110

425 , 8 6 , 18 765 , 6 30

% 100

%

dm

i i i i

U

X Q R P

X = 0,411.41 = 16,851 Ω

% 20 Δ

% 94 , 5

% 100 110

85 , 16 6 , 18 53 , 13 30

% 100

%

dm

i i i i

U

X Q R P

U

Kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố :

Iscdd =92,62.2 =185,2 < 0,8.Icp = 264A

⇒ Đảm bảođiều kiện phát nóng

+ Chọn tiết diện dây dẫn cho đoạn NĐI-2:

A U

n

p I

dm

85 , 0 110 3 2

10 25 cos

3

3 2

, 1

177 , 77

mm J

I F

Kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố :

Iscdd =2.Ibt = 2.77,176 = 154,35 A < 0,8.Icp = 212 A

% 100

%

dm

i i i i bt

U

X Q R P U

⇒∆Usc% = 2.4,83 = 9,65% ⇒ thoả mãn điều kiện

+

Chọn tiết diện dây dẫn cho đoạn NĐI-3: Nh phần cân bằng công suất

ta đã có ở chế độ phụ tải cực đại công suất truyền tải từ NĐI sang NĐII là PLL = 31,15 MW

⇒ PNDII-3 = 40 -31,15 = 8,85MW

17 , 96 85 , 0 110 3 2

10 15 , 31 cos

3 2

3 3

17 ,

Kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố :

Iscdd =2.Ibt = 2.96 = 182 < 0,8.Icp = 264 A

⇒ Đảm bảođiều kiện phát nóng

Tổn thất điện áp của đoạn NĐI-3:

Khi truyền tải bằng lộ kép :

% 100

%

dm

i i i i

bt

U

X Q R P

% 100 110

31 , 19 236 , 31 08 , 25 15 , 31

% 100

%

dm

i i i i sc

U

X Q R P U

+ Chọn tiết diện dây dẫn cho đoạn NĐII-4:

A U

n

S I

dm

110 3 2

10 17 , 41 3

.

3 4

−

2

22 , 98 1 , 1

108

mm J

I F

Khi truyền tải bằng lộ kép :

% 100

%

dm

i i i i bt

U

X Q R P U

Khi sự cố ( đứt một dây ):

R =11,88.2 = 23,76 Ω

X = 14,79.2 = 29,59 Ω

% 16 , 12

% 100 110

59 , 29 7 , 21 76 , 23 42

% 100

%

dm

i i i i sc

U

X Q R P U

Kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố :

Iscdd = 108.2 = 216 < 0,8.Icp = 264 A ⇒ Đảm bảo vận hành

+ Chọn tiết diện dây dẫn cho đoạn NĐII-5:

A U

S I

dm

110 3 2

10 53 , 23 3

2

3 5

−

2

13 , 56 1 , 1

75 , 61

mm J

I F

Tổn thất điện áp của đoạn NĐII-5:

Khi truyền tải bằng lộ kép :

% 100

%

dm

i i i i bt

U

X Q R P U

Khi sự cố ( đứt một dây ):R =18,225.2 = 36,456 ΩX = 17,82.2 = 35,64 Ω

% 67 , 9

% 100 110

64 , 35 4 , 12 82 , 36 20

% 100

%

dm

i i i i sc

U

X Q R P U

Kiểm tra theo điều kiện phát nóng khi sự cố :

Iscdd = 61,7.2 = 122,3 < 0,8.Icp = 212 A ⇒ Đảm bảo vận hành.

+Chọn tiết diện dây dẫn cho đoạn NĐI-6:

A U

S I

dm

110 3 2

10 88 , 25 3

2

3 6

−

2

7 , 61 1 , 1

91 , 67

mm J

I F

Tổn thất điện áp của đoạn NĐI-6:

Khi truyền tải bằng lộ kép :

% 100

%

dm

i i i i

bt

U

X Q R P

% 100 110

63 , 13 44 , 22 95 , 22 22

% 100

%

dm

i i i i sc

U

X Q R P U

Kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố :

Iscdd = 67,91.2 = 135,8 < 0,8.Icp = 212 A ⇒ Đảm bảo vận hành

+ Chọn tiết diện dây dẫn cho đoạn NĐII-7:

A U

S I

dm

NDII

110 3 2

10 23 , 28 3

2

3 7

−

2

36 , 67 1

, 1

096 , 74

mm J

I F

Tổn thất điện áp của đoạn NĐII-7:

Được truyền tải bằng lộ kép:

% 100

%

dm

i i i i bt

U

X Q R P U

dm

110 3 2

10 41 , 29 3

2

3 8

−

1 , 1

176 , 77

mm J

I F

Tổn thất điện áp của đoạn NĐII-8:

Khi truyền tải bằng lộ kép :

% 100

%

dm

i i i i bt

U

X Q R P U

Khi sự cố ( đứt một dây ):

R = 9,0.2 = 18 Ω

X = 8,8.2 = 17,6 Ω

% 97 , 5

% 100 110

5 , 15 6 , 17 25 18

% 100

%

dm

i i i i

sc

U

X Q R

P

U

Kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố :

Iscdd = 77,176.2 = 154,3524 < 0,8.Icp = 212 A ⇒ Đảm bảo vận hành

+ Chọn tiết diện dây dẫn cho đoạn NĐII-9:

U

S I

dm

110 3 2

10 17 , 21 3

2

3 9

−

1 , 1

572 , 55

mm J

I F

KT

=

=

=