Đồ ánthiết kế lưới điện khu vực

Ch ươ ng 2 : Cõn b ng cụng su t, sơ bộ xác định chế độ ằ ấl m vi c c a hai nh mỏy à ệ ủ à 2.1 Cân bằng công suất tác dụng Đặc điểm quan trọng của quá trình sản xuất điện năng là sản xuấ

Trang 1

Phần 1: Thiết kế lưới điện khu vực Chương 1: Phân tích nguồn cung phụ tải

1.1 Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải

1) Sơ đồ địa lý

Hình 1.1: Sơ đồ địa lý của mạng điện

12

2) Nh÷ng sè liÖu vÒ nguån cung cÊp

HÖ thèng ®iÖn gåm 2 nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn TÊt c¶ c¸c tæ m¸y cã cïng

Trang 2

Trong hệ thống điện thiết kế có 9 phụ tải Gồm có 8 phụ tải loại I và 1 phụ tải loại III, có hệ số cosϕ không hoàn toàn giống nhau Thời gian sử dụng phụ tải cực đại Tmax = 4900 h Các phụ tải có yêu cầu điều chỉnh điện

áp là thờng và khác thờng Điện áp định mức của mạng điện thứ cấp là 22

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

Kết quả tính giá trị công suất của các phụ tải trong các chế độ cực đại

và cực tiểu cho trong bảng

Bảng 1.1: Giá trị công suất của các phụ tải trong các chế độ

- Khoảng cách từ nguồn đến phụ tải xa nhất: 80,62 km (NĐ1-6)

- Khoảng cách từ nguồn đến phụ tải gần nhất: 58,31 km (NĐ2-8)

- khoảng cách giữa 2 nhà máy nhiệt điện là: 150 km

- Tổng công suất các nguồn là: 500 MW

- Tổng công suất các phụ tải là: 326 MW

- Hầu hết các hộ phụ tải là hộ loại I, riêng có phụ tải 9 là loại III

- Khi thiết kế mạng điện cần đảm bảo an toàn cung cấp điện theo yêu cầu đã

đề ra, đảm bảo về mặt kỹ thuật với yêu cầu tối u về kinh tế

Trang 3

Ch ươ ng 2 : Cõn b ng cụng su t, sơ bộ xác định chế độ ằ ấ

l m vi c c a hai nh mỏy à ệ ủ à 2.1 Cân bằng công suất tác dụng

Đặc điểm quan trọng của quá trình sản xuất điện năng là sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng trong hệ thống điện đợc tiến hành

đồng thời, do không thể tích luỹ điện năng sản xuất thành số lợng có thể lu trữ Tại mỗi thời điểm luôn có sự cân bằng giữa điện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thụ, điều đó cũng có nghĩa là tại mỗi thời điểm cần phải có sự cân bằng giữa công suất tác dụng và phản kháng phát ra với công suất tác dụng

và phản kháng tiêu thụ Nếu sự cân bằng trên bị phá vỡ thì các chỉ tiêu chất ợng điện năng bị giảm, dẫn đến giảm chất lợng của sản phẩm hoặc có thể làm tan rã hệ thống

Công suất tác dụng của các phụ tải liên quan với tần số của dòng điện xoay chiều Tần số trong hệ thống sẽ thay đổi khi sự cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống bị phá vỡ Giảm công suất tác dụng phát ra dẫn đến giảm tần số và ngợc lại, tăng công suất tác dụng phát ra dẫn đến tăng tần số Vì vậy tại mỗi thời điểm trong các chế độ xác lập của hệ thống điện, các nhà máy điện trong hệ thống cần phải phát công suất bằng công suất của các hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất công suất trong hệ thống điện

Cân bằng sơ bộ công suất tác dụng đợc thực hiện trong chế độ phụ tải cực đại của hệ thống

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

P ≥ 70% Pđm ; khi phụ tải P ≤ 30% Pđm các máy phát ngừng làm việc

Công suất phát kinh tế của các máy phát NĐ thờng bằng (80 ữ 90)%

Pđm Khi thiết kế chọn công suất phát kinh tế bằng 80% Pđm , nghĩa là:

Trang 4

+ ΣPtd là tổng công suất tác dụng tự dùng trong các nhà máy điện

Ta chọn: ΣPtd = 10%( mΣPpt + Σ∆Pmd)

Thay số vào ta có: ΣPtd = 10%(326 + 16,3) = 34,24 MW

+ ΣPdtr là tổng công suất tác dụng dự trữ của của toàn hệ thống ΣPdtr đợc xác

định dựa vào biểu thức:

- ΣPdtr chiếm 37,87% mΣPpt → Nhà máy đảm bảo tốt khả năng cung cấp công suất tác dụng

Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ đối với điện áp Phá hoại

sự cân bằng công suất phản kháng dẫn đến thay đổi điện áp trong mạng điện Nếu công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì

điện áp trong mạng sẽ tăng, ngợc lại nếu thiếu công suất phản kháng thì điện

áp trong mạng sẽ giảm Vì vậy để đảm bảo chất lợng cần thiết của điện áp ở các hộ tiêu thụ trong mạng điện và trong hệ thống, cần tiến hành cân bằng sơ

Thay số vào ta có: ΣQđm = ΣPđm tgϕ = 500.0,62 = 310 MVAr

+ ΣQpt là tổng công suất phản kháng cực đại của các phụ tải

Thay số vào ta có:

+ Σ∆QB là tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp

Có thể lấy: Σ∆QB = 15%ΣQpt

Thay số vào ta có: Σ∆QB = 15%.147,7 = 22,16 MVAr

+ Σ∆QL là tổng tổn thất công suất phản kháng trên đờng dây của mạng điện+ ΣQC là tổng công suất phản kháng do dung dẫn của đờng dây cao áp sinh

ra

Trang 5

Đối với bớc tính sơ bộ, với mạng điện 110 kV ta coi: Σ∆QL = ΣQC

+ ΣQtd là tổng công suất phản kháng tự dùng của các nhà máy điện:

ΣQdtr bằng công suất phản kháng của tổ máy lớn nhất trong hệ thống

2.3 Sơ bộ xác định ph ơng thức vận hành cho hai nhà máy

1) Khi phụ tải cực đại

Nếu cha kể đến dự trữ thì tổng công suất yêu cầu của hệ thống là:

Công suất nhà máy 1 phát lên lới là:

Pvh1 = Pf1 - Ptd1 = 80%Pđm1 - 10%(80%Pđm1) = 0,80.300 - 0,1.0,80.300 = 216 MW

Nhà máy 2 sẽ còn phải đảm nhận công suất phát lên lới:

Pf2 = ΣPyc - Pf1 = 376,54 - 0,80.300 = 136,54 MWChiếm 68,27%Pđm2 nằm trong giới hạn công suất phát kinh tế của các tổ máy nhiệt điện từ 60 - 80%Pđm nên vẫn đảm bảo tính kinh tế

Trong đó lợng tự dùng là 10%Pf2 = 13,65 MW

2) Khi phụ tải cực tiểu

Nếu cha kể đến dự trữ thì tổng công suất yêu cầu của hệ thống là:

Trang 6

Công suất nhà máy 1 lớn hơn công suất nhà máy 2 Để đảm bảo tính kinh tế ta sẽ xét nhà máy 1 nhận phụ tải trớc.

Công suất nhà máy 1 phát lên lới là:

Pvh1 = Pf1 - Ptd1 = 80%Pđm1 - 10%(80%Pđm1) = 0,8.150 - 0,1.0,8.150 = 108 MW

Nhà máy 2 sẽ còn phải đảm nhận công suất phát lên lới:

Pf2 = ΣPyc - Pf1 = 188,27 - 0,8.150 = 68,27 MWChiếm 68,27%Pđm2 nằm trong giới hạn công suất phát kinh tế của các tổ máy nhiệt điện từ 60 - 80%Pđm nên vẫn đảm bảo tính kinh tế

máy làm việc

= 136,54 4 x 50 68,27%(100)= 68,27 2 x 50 87,02%(200) = 174,04 4 x 50

Trang 7

ra khả năng truyền tải nhỏ Vì vậy chọn đúng điện áp định mức của mạng

điện khi thiết kế cũng là một bài toán kinh tế - kỹ thuật

Điện áp của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất của các phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp, vị trí tơng đối giữa các phụ tải với nhau, sơ đồ mạng điện Nh vậy chọn điện áp định mức của mạng điện đợc xác định chủ yếu bằng các điều kiện kinh tế Để chọn đ-

ợc điện áp tối u cần tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật các phơng án khác nhau của điện áp mạng

Điện áp định mức của mạng điện thiết kế đợc chọn đồng thời với sơ đồ cung cấp điện Điện áp định mức sơ bộ của mạng có thể xác định theo công suất truyền tải và khoảng cách truyền tải công suất trên mỗi đoạn đờng dây trong mạng điện

3.2 Chọn điện áp vận hành

Điện áp định mức có thể xác định sơ bộ theo công suất truyền tải đã

l: là khoảng cách chuyên tải (km)

P: là công suất chuyên tải trên đờng dây (MW)

Công thức này đợc áp dụng cho các đờng dây có chiều dài đến 220 km và công suất truyền tải P ≤ 60 MW

Ch

ơng 4 : Các phơng án nối dây của mạng điện

Trang 8

Chọn phơng án tối u 4.1 Những yêu cầu chính đối với mạng điện

1) Cung cấp điện liên tục

- Hầu hết các phụ tải trong hệ thống là những phụ tải loại I

- Đối với hộ tiêu thụ loại I là những hộ tiêu thụ điện quan trọng, nếu

nh ngừng cung cấp điện có thể gây ra nguy hiểm đến tính mạng và sức khoẻ con ngời, gây thiệt hại nhiều về kinh tế, h hỏng thiết bị, làm hỏng hàng loạt sản phẩm, rối loạn các quá trình công nghệ phức tạp

- Đối với hộ tiêu thụ loại 3 cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian cần thiết để sửa chữa hay thay thế phần tử h hỏng nhng không quá một ngày

- Để thực hiện yêu cầu cung cấp điện liên tục cho các phụ tải loại I cần

đảm bảo dự phòng 100% trong mạng điện, đồng thời dự phòng đợc đóng tự

động

2) Đảm bảo chất lợng điện năng

- Chất lợng điện năng gồm chất lợng về tần số và điện áp xoay chiều

- Khi thiết kế mạng điện thờng giả thiết rằng hệ thống điện có đủ công suất để cung cấp cho các phụ tải trong khu vực thiết kế Vì vậy những vấn đề duy trì tần số không cần xét

- Do đó các chỉ tiêu chất lợng của điện năng là các giá trị của độ lệch

điện áp ở các hộ tiêu thụ so với điện áp định mức của mạng điện thứ cấp Trong qúa trình chọn sơ bộ các phơng án cung cấp điện, có thể đánh giá chất lợng điện năng theo các giá trị của tổn thất điện áp

3) Đảm bảo tính linh hoạt cao

Hệ thống thiết kế phải có tính linh hoạt cao trong vận hành Cần phải

có nhiều phơng thức vận hành hệ thống để khi với phơng thức này gặp sự cố thì vận hành hệ thống theo phơng thức khác Mục đích là đảm bảo tính liên tục cung cấp điện cho phụ tải

Các dây dẫn cần phải có điện trở suất nhỏ, đồng thời phải có độ bền cơ tốt chống lại đợc các tác động của khí quyển và của các tạp chất hoá học

Trang 9

trong không khí, đặc biệt khi đờng dây đi qua vùng ven biển, hồ nớc mặn, và khu công nghiệp hoá chất.

Các vật liệu để chế tạo dây dẫn là đồng, nhôm, thép và hợp kim của nhôm (nhôm - magiê - silic) Đồng là vật liệu dẫn điện tốt nhất, sau đó là nhôm và cuối cùng là thép

1) Dây đồng

Đồng có điện trở suất nhỏ, ở nhiệt độ 200C dây đồng kéo nguội có điện trở suất ρ = 18,8 Ω.mm2/km ứng suất kéo dây đồng phụ thuộc vào quá trình công nghệ chế tạo ứng suất kéo của dây đồng kéo nguội có thể đạt 38 - 40 kG/mm2 Bề mặt của các sợi dây đồng đợc bao bọc một lớp oxyt đồng, do đó dây đồng có khả năng chống ăn mòn tốt Nhng đồng là kim loại quý hiếm và

đắt tiền Vì vậy các dây đồng chỉ đợc dùng trong các mạng đặc biệt (hầm

không sản xuất dây nhôm trần một sợi Dây nhôm nhiều sợi đợc dùng cho các mạng phân phối điện áp đến 35 kV

ợc xoắn với nhau theo từng lớp Số lợng các sợi dây tăng khi tăng tiết diện dây dẫn, đồng thời số lợng các sợi dây ở các lớp kế tiếp khác nhau 6 sợi Dây dẫn một sợi rẻ hơn dây dẫn nhiều sợi, nhng dây một sợi có độ bền cơ thấp và không mềm dẻo nh dây nhiều sợi Do đó trong thực tế ngời ta không chế tạo dây nhôm trần một sợi Trong các dây nhôm lõi thép những sợi dây bên trong đợc chế tạo bằng thép tráng kẽm có ứng suất kéo khoảng

110 - 120 kG/mm2

Bề mặt ngoài của dây là nhôm để dẫn điện còn bên trong là lõi thép để tăng độ bền cơ của dây dẫn Thay đổi tỷ số các tiết diện nhôm và thép cho

Trang 10

phép chế tạo dây nhôm lõi thép có độ bền lớn hay nhỏ, phù hợp với các điều kiện vận hành của đờng dây.

4.3 Phân vùng cung cấp điện

Hình 4.1: Phân vùng cung cấp điện của mạng điện

12

Nhà máy 1: phụ tải 1,2,3,4,5

Nhà máy 2: phụ tải 7,8,9

Phụ tải 6 liên lạc giữa 2 nhà máy nhiệt điện

4.4 Tính toán so sánh kĩ thuật các ph ơng án

Trong thiết kế hiện nay, để chọn đợc sơ đồ tối u của mạng điện ngời ta

sử dụng phơng pháp liệt kê nhiều phơng án Từ các vị trí đã cho của các phụ tải và các nguồn cung cấp, cần dự kiến một số phơng án khả thi và phơng án tốt nhất sẽ chọn đợc trên cơ sở so sánh kinh tế - kỹ thuật các phơng án đó Sau khi phân tích cẩn thận về đối tợng ta cần dự kiến khoảng 5 phơng án hợp

lý nhất Đồng thời cần chú ý chọn các sơ đồ đơn giản Các sơ đồ phức tạp

Trang 11

hơn đợc chọn trong trờng hợp khi các sơ đồ đơn giản không thoả mãn những yêu cầu kinh tế - kỹ thuật.

Những phơng án đợc lựa chọn để tiến hành so sánh về kinh tế chỉ là những phơng án thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật của mạng điện

Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu của mạng điện là độ tin cậy và chất ợng cao của điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ Khi dự kiến sơ đồ của mạng điện thiết kế, trớc hết cần chú ý đến hai yêu cầu trên Để thực hiện yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I, cần đảm bảo dự phòng 100% trong mạng điện, đồng thời dự phòng đóng tự động Vì vậy để cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I có thể sử dụng đờng dây hai mạch hay mạch vòng Hộ tiêu thụ loại III đợc cung cấp điện bằng đờng dây một mạch

Trên cơ sở phân tích những đặc điểm của các nguồn cung cấp và các phụ tải cũng nh vị trí của chúng, có 5 phơng án đợc dự kiến nh sau:

12

Trang 12

1 2

NĐ1 3

1 2

NĐ1 3

Trang 13

1 2

Trang 14

4.4.1 Ph ơng án 1

Hình 4.2: Sơ đồ mạng điện của phơng án 1

12

1) Chọn điện áp định mức của mạng điện

Điện áp định mức của mạng đợc tính theo công thức:

dm

Tính điện áp định mức trên đờng dây NĐ1 - 6 - NĐ2:

+ Công suất tác dụng từ NĐ1 truyền vào đờng dây NĐ1- 6 đợc xác định nh sau:

PN1-6 = Pkt - Ptd - PN - ∆PN

Trong đó:

Pkt : tổng công suất phát kinh tế của NĐ1

Ptd : công suất tự dùng trong nhà máy điện

PN : tổng công suất của các phụ tải nối với NĐ1

PN = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 = 36+42+38+40+38 = 194 MW

∆PN : tổn thất công suất trên các đờng dây do nhiệt điện cung cấp

∆PN = 5%PN = 5%.194 = 9,7 MW Thay số:

Ptd = 10%Pkt =10%.240 = 24 MW

PN1-6 = 240 - 24 -194 - 9,7 = 12,3 MW

Trang 15

PN2-6 = Pf2 - 20 -100 - 5 = 19,7 MWSuy ra: Pf2 = 144,7 MW = 72,35%Pđm Vậy nhiệt điện 2 phát công suất bằng72,35% công suất định mức.

+ Đối với đờng dây NĐ1-1:

UN1-1 = 4,34 72,11 16.36 110,5 + = kV+ Kết quả tính điện áp định mức của các đờng dây trong phơng án 1 cho ở bảng:

Bảng 4.1: Điện áp định mức của đờng dây trong phơng án 1

đ-Điện áp tính toán U, kV

Điện áp định mức của mạng

Trang 16

Từ các kết quả nhận đợc, chọn điện áp định mức của mạng điện là Uđm

= 110 kV

2) Chọn tiết diện dây dẫn

Các mạng điện 110 kV đợc thực hiện chủ yếu bằng các đờng dây trên không Các dây dẫn đợc sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC), đồng thời các dây dẫn thờng đợc đặt trên các cột bêtông ly tâm hay cột thép tuỳ theo địa hình đờng dây chạy qua Đối với các đờng dây 110 kV, khoảng cách trung bình hình học giữa dây dẫn các pha bằng 5 m (Dtb = 5 m)

Đối với các mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn đợc chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện, nghĩa là:

max

kt

I F J

=

Trong đó:

Imax: là dòng điện chạy trên đờng dây trong chế độ phụ tải cực đại, A

Jkt : là mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm2

Với dây AC và Tmax = 4900h thì Jkt = 1,1 A/mm2

Dòng điện chạy trên đờng dây trong các chế độ phụ tải cực đại đợc xác

định theo công thức:

3 max

3. dm

S I

Trong đó:

n: Số mạch của đờng dây (đờng dây đơn: n=1 , đờng dây lộ kép: n=2);

Uđm : điện áp định mức của mạng điện, kV ;

Smax : công suất chạy trên đờng dây khi phụ tải cực đại, MVA

Dựa vào tiết diện dây dẫn tính đợc theo công thức trên, tiến hành chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vầng quang, độ bền cơ của đờng dây và phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sự cố

Đối với các đờng dây 110 kV, để không xuất hiện vầng quang các dây nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F ≥ 70 mm2

Độ bền cơ của đờng dây trên không thờng đợc phối hợp với điều kiện vầng quang của dây dẫn, cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này Để đảm bảo cho đờng dây vận hành bình thờng trong các chế độ sau sự

cố, cần phải có điều kiện sau:

.

sc cp

I ≤k I

Trong đó:

Isc: là dòng điện chạy trên đờng dây trong các chế độ sự cố;

k: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ Ta có: k= 0,8

cp

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

Trang 17

a) Chọn tiết diện dây dẫn của đờng dây NĐ1-6

Dòng điện chạy trên đờng dây khi phụ tải cực đại bằng:

N N

- Ngừng một mạch trên đờng dây

- Ngừng một tổ máy phát điện của NĐ1 và NĐ2

TH1: Ngừng một mạch của đờng dây

Nếu ngừng một mạch của đờng dây thì dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:

I1sc = 2.IN1-6 = 2.35,09 = 70,18 A < k.I cp = 0,8.265 A = 212 A

TH2: Ngừng một tổ máy phát điện của NĐ1

Khi ngừng một tổ máy phát điện thì 5 tổ máy còn lại sẽ phát 100% công suất Do đó tổng công suất phát của NĐ1 là:

PF = 5.50 = 250 MW Công suất tự dùng trong nhà máy:

Ptd = 10%PF = 25 MW Công suất chạy trên đờng dây NĐ1- 6 bằng:

PN1-6 = PF - Ptd - PN - ∆PN = 250 - 25 - 194 - 9,7 = 21,3 MW

1 6 2

21,3: 0,92

N sc

PN2-6 = PF - Ptd - PN - ∆PN = 150 - 15 - 100 - 5 = 30 MW

Do đó: PNĐ1-6 sc3 = 32 - 30 = 2 MW < PNĐ1-6 bt = 12,3 MW

Trang 18

Vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện

b) Chọn tiết diện dây dẫn của đờng dây NĐ2 - 6

Dòng điện chạy trên đờng dây NĐ2 - 6 khi phụ tải cực đại:

N N

Chọn dây AC có tiết diện F = 70 mm2 và dòng điện I cp= 265 A

Sau khi chọn dây dẫn cần kiểm tra dòng điện chạy trên đờng dây trong các chế độ sau sự cố Đối với đờng dây liên kết NĐ1-6-NĐ2, sự cố có thể xảy ra trong hai trờng hợp sau:

- Ngừng một mạch trên đờng dây

- Ngừng một tổ máy phát điện của NĐ1 và NĐ2

TH1: Ngừng một mạch của đờng dây

Nếu ngừng một mạch của đờng dây thì dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:

10,7 / 0,92

N sc

dm

S I

U

−

PN2-6 sc3 = PF - Ptd - PN - ∆PN = 150 - 15 - 100 - 5 = 30 MW

Dòng điện chạy trên đờng dây NĐ2 - 6:

2 6 3

30 / 0,92

N sc

dm

S I

U

−

Vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn điều kiện

c) Chọn tiết diện dây dẫn của đờng dây NĐ1 - 1

Dòng điện chạy trên đờng dây bằng:

Trang 19

2 2

1 1

102,7

93, 4 1,1

Sau khi chọn các tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn, cần xác định các thông

số đơn vị của đờng dây là r0 , x0 ,b0 và tiến hành tính các thông số tập trung

R, X và B/2 trong sơ đồ thay thế hình Π của các đờng dây theo các công thức sau:

0

1

n

1

n

1

B

n b l

=

Trong đó n là số mạch của đờng dây

Đối với đờng dây lộ kép thì: n = 2

Tính toán đối với các đờng dây còn lại tơng tự nh đối với đờng dây NĐ1-1

Kết quả tính các thông số của tất cả các đờng dây trong mạng điện đợc cho ở bảng

Trang 20

Bảng 4.2: Thông số của các đờng dây trong phơng án 1

Isc , A

Trang 21

3) Tính tổn thất điện áp trong mạng điện

Điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ đợc đặc trng bằng tần số của dòng điện và độ lệch điện áp so với điện áp định mức trên các cực của thiết

bị dùng điện Khi thiết kế các mạng điện thờng giả thiết rằng hệ thống hoặc các nguồn cung cấp có đủ công suất tác dụng để cung cấp cho các phụ tải

Do đó không xét đến những vấn đề duy trì tần số Vì vậy chỉ tiêu chất lợng của điện năng là giá trị của độ lệch điện áp ở các hộ tiêu thụ so với điện áp

định mức ở mạng điện thứ cấp

Khi chọn sơ bộ các phơng án cung cấp điện có thể đánh giá chất lợng

điện năng theo các giá trị của tổn thất điện áp

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

là phù hợp nếu trong chế độ phụ tải cực đại các tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện một cấp điện áp không vợt quá 10 ữ 15% trong chế độ bình th-ờng, còn trong các chế độ sau sự cố các tổn thất điện áp lớn nhất không vợt quá 15 ữ 20%, nghĩa là:

∆Umax bt = 10 ữ 15%

∆Umax sc = 10 ữ 20%

Đối với những mạng điện phức tạp, có thể chấp nhận các tổn thất điện

áp lớn nhất đến 15 ữ 20% trong chế độ phụ tải cực đại khi vận hành bình ờng và đến 20 ữ 25% trong chế độ sau sự cố, nghĩa là:

U

+

Trong đó:

Pi , Qi : Công suất chạy trên đờng dây thứ i

Ri , Xi : Điện trở và điện kháng của đờng dây thứ i

Đối với đờng dây có 2 mạch, nếu ngừng một mạch thì tổn thất điện áp trên đờng bằng:

∆Ui sc % = 2.∆Ui bt %

a) Tính tổn thất điện áp trên đờng dây NĐ1- 1

Trong chế độ làm việc bình thờng, tổn thất điện áp trên đờng dây bằng:

Trang 22

Khi một mạch của đờng dây ngừng làm việc, tổn thất điện áp trên đờng dây có giá trị:

∆U1 sc % = 2.∆U1 bt % = 2.5,5 = 11%

Tính tổn thất điện áp trên các đờng dây còn lại đợc tiến hành tơng tự

nh với đờng dây trên

Kết quả tính toán tổn thất điện áp trên các đờng dây cho trong bảng

Bảng 4.3: Tổn thất điện áp trên các đờng dây trong phơng án 1

NĐ1 3

Trang 23

Trong đó:

PN = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 = 36+42+38+40+38 = 194 MW

∆PN = 5%PN = 5%.194 = 9,7 MW Thay số:

Ptd = 10%Pkt =10%.240 = 24 MW

PN1-6 = 240 - 24 -194 - 9,7 = 12,3 MW

UN1-6 = 4,34 80,62 16.12,3 72,3 + = kV+ Công suất tác dụng từ NĐ2 truyền vào đờng dây NĐ2- 6 đợc xác định nh sau:

PN2-6 = P6 - PN1-6 = 32 - 12,3 = 19,7 MW

UN2-6 = 4,34 70,71 16.19,7 85,3 + = kV Tính công suất do NĐ2 phát ra: Pf2

PN2-6 = Pf2 - 20 -100 - 5 = 19,7 MWSuy ra: Pf2 = 144,7 MW = 72,35%Pđm Vậy nhiệt điện 2 phát công suất bằng 72,35% công suất định mức

+ Dòng công suất chạy trên đoạn đờng dây NĐ1-3:

ND

+ Dòng công suất chạy trên đoạn đờng dây 3-4:

S& − =S& = + j MVA

+ Chiều dài đoạn đờng dây 3-4: l = 50 km

+ Kết quả tính điện áp định mức của các đờng dây trong phơng án 2 cho ở bảng:

Bảng 4.4: Điện áp định mức của các đờng dây trong phơng án 2

Trang 24

Đờng

dây Công suất truyền tải S&, MVA

Chiều dài ờng dây, km Điện áp tính toán U, kV mức của mạng Điện áp định

Kết quả tính các thông số của tất cả các đờng dây trong mạng điện đợc cho ở bảng:

Trang 25

Bảng 4.5: Thông số của các đờng dây trong phơng án 2

Trang 26

Nhận thấy: dây AC-185 chọn là không thoả mãn.

Vậy tiết diện dây dẫn phải tăng lên một cấp Chọn dây AC-240 có:

k.Icp = 484 A > INĐ1-3 sc = 441,62 AChọn dây AC-240 đã thoả mãn

Kết quả tính toán tổn thất điện áp trên các đờng dây cho trong bảng

Bảng 4.6: Tổn thất điện áp của các đờng dây trong mạng

Trang 27

1 2

NĐ1 3

Trong đó:

PN = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 = 36+42+38+40+38 = 194 MW

∆PN = 5%PN = 5%.194 = 9,7 MW Thay số:

Ptd = 10%Pkt =10%.240 = 24 MW

PN1-6 = 240 - 24 -194 - 9,7 = 12,3 MW

PN2-6 = P6 - PN1-6 = 32 - 12,3 = 19,7 MW

Trang 28

+ Dòng công suất chạy trên đoạn đờng dây NĐ1-3-4:

ND

S& − =S& = + j MVA

+ Chiều dài đờng dây 8-9: l= 44,72 km

Bảng 4.7: điện áp định mức của các đờng dây phơng án 3

Trang 29

Từ các kết quả nhận đợc, chọn điện áp định mức của mạng điện là Uđm

= 110 kV

Trang 30

Bảng 4.8: Thông số của các đờng dây phơng án 3

Trang 31

3 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện

Bảng 4.9: Tổn thất điện áp trên các đờng dây

Trang 32

Trong đó:

PN = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 = 36+42+38+40+38 = 194 MW

∆PN = 5%PN = 5%.194 = 9,7 MW Thay số:

Ptd = 10%Pkt =10%.240 = 24 MW

PN1-6 = 240 - 24 -194 - 9,7 = 12,3 MW

PN2-6 = P6 - PN1-6 = 32 - 12,3 = 19,7 MW

S& − =S& = + j MVA

+ Chiều dài các đoạn đờng dây:

Trang 33

Để xác định các dòng công suất ta cần giả thiết rằng mạng điện đồng nhất và tất cả các đoạn đờng dây đều có cùng một tiết diện Nh vậy dòng công suất chạy trên đoạn NĐ1-3 bằng:

& & & &

Công suất chạy trên đoạn 3-4:

Bảng 4.10: Điện áp định mức của các đờng dây phơng án 4

Tính tiết diện các đoạn đờng dây trong mạch vòng NĐ1-3-4-NĐ1.

+ Dòng điện chạy trên đoạn NĐ1-3:

Trang 34

Kiểm tra dây dẫn khi sự cố:

+ Đối với mạch vòng đã cho, dòng điện chạy trên đoạn 3-4 sẽ có giá trị lớn nhất khi ngừng đoạn NĐ1-3 Khi đó dòng công suất chạy trên đoạn 3-4 chính là công suất nút 3

Dòng điện chạy trên đoạn NĐ1-3 là:

Trang 35

Vậy chọn dây dẫn tăng lên 1 cấp tính toán là dây AC-240 có Icp = 605 A.

Trang 36

Bảng 4.11: Thông số của các đường dây trong ph¬ng ¸n 4

Trang 37

Tính tổn thất điện áp trong mạch vòng đã xét:

ảng 4.12: Tổn thất điện áp trên các đờng dây trong phơng án 4

Trang 38

Hình 4.6: Sơ đồ mạng điện của phơng án 5

1 2

Nhà máy nhiệt điện 1 có công suất lớn hơn nhà máy NĐ2 nên để đảm bảo tính kinh tế cho nhà máy NĐ1 nhận phụ tải trớc

Trong đó:

PN = P1 + P2 + P3 + P4 = 36+42+38+40 = 156 MW

∆PN = 5%PN = 5%.156 = 7,8 MW Thay số:

Ptd = 10%Pkt =10%.240 = 24 MW

PN1-6 = 240 - 24 -156 - 7,8 = 52,2 MW

UN1-6 = 4,34 80, 62 16.52, 2 131,3 + = kV+ Công suất tác dụng từ NĐ2 truyền vào đờng dây NĐ2- 6 đợc xác định nh sau:

Trang 39

PN2-6 = P5 + P6 - PN1-6 = 32 +38 - 52,2 = 17,8 MW

+ Chiều dài đờng dây 5-6: l= 50 km

+ Dòng công suất chạy trên đoạn đờng dây NĐ1-3-4:

ND

S& − =S& = + j MVA

Bảng 4.13: Điện áp định mức của các đờng dây trong phơng án 5

Trang 40

dây tải S&, MVA ờng dây, km toán U, kV mức của mạng

+ Chọn tiết diện đoạn dây 5-6:

ND

Chọn dây AC-70 có I cp = 265A

Kiểm tra dây dẫn đã chọn trong các chế độ sự cố:

TH1: Đứt 1 lộ dây trên đờng dây lộ kép

+ Khi sự cố xảy ra, đoạn 5-6 chỉ còn là dây lộ đơn, sẽ chịu dòng điện là:

Định dạng
Số trang	160
Dung lượng	9,66 MB