thiết kế mạng lưới điện khu vực

Mục lụcLời nói đầu 3PHẦN I THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN KHU VỰCCHƯƠNG I: Phân tích nguồn và phụ tải 5CHƯƠNG II: Cân bằng công suất trong hệ thống điệnI.Mục đích 8II.Cân bằng công suất tác dụng 8III. Cân bằng công suất phản kháng 9IV. Sơ bộ xác định phương thức vận hành cho hai nhà máy 10CHƯƠNG III: Lựa chọn điện áp 13CHƯƠNG 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 15B. Tính toán các phương án nối dây 27 1. Phương án 1 272. Phương án 2 353.Phương án 3 435.Phương án 4 524.Phương án 5 61CHƯƠNG V: So sánh các phương án về mặt kinh tế 70 Phương án 1 71 Phương án 2 72 Phương án 5 73CHƯƠNG VI: Lựa chọn máy biến áp sơ đồ nối và sơ đồ nối điện chính 75 I.Yêu cầu chung 75II.Máy biến áp của các trạm giảm áp 75III. Máy biến áp của các trạm tăng áp 77IV. Sơ đồ nối dây trạm biến áp của các nhà máy điện 79V. Sơ đồ nối dây các trạm phân phối và truyền tải 79CHƯƠNG 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 96III.Phụ tải 33II. Chế độ phụ tải cực tiểu 106III.Chế độ sự cố 116CHƯƠNG VIII: Tính toán điện áp tại các điểm nút của mạng điện chọn phương thức điều chỉnh điện áp trong mạng điện 127A.Toán điện áp tại các điểm nút của mạng điện 127I. Chế độ phụ tải cực đại 127II. Chế độ phụ tải cực tiểu 131III.Chế độ sự cố 134B.Chọn đầu phân áp của các máy biến áp 138I.Chọn đầu phân áp của các máy biến áp giảm áp 139II.Chọn đầu phân áp của các máy biến áp tăng áp 151CHƯƠNG IX Tính toán chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của mạng điện 155I.Tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong toàn mạng 155II.Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện 156III.Tính giá thành tải điện 157Bảng tổng kết các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật chủ yếu 158PHẦN I THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHƯƠNG I : Thiết kế trạm biến áp 159I.Phần mở đầu 159II.Chọn các phần tử của trạm 160III.Tính toán nối đất cho trạm biến áp 166CHƯƠNG I : Thiết kế đường dây trung áp 22 kV 168I.Phân cấp đường dây, vùng khí hậu và số liệu đường dây dùng cho tính toán 168II.Tính toán và lựa chọn các phần tử trên đường dây 169III.Tính toán kiểm tra các phần tử đã chọn 173Tài liệu tham khảo180

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 sửphát triển của con người Nó làm thay đổi một cách nhanh chóng nền kinh tếcũng nh bộ mặt xã hội của mỗi quốc gia trên toàn thế giới Điện năng là mộtdạng năng lượng đặc biệt được sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các lĩnh vựckinh tế, xã hội và đời sống của con người Tốc độ tăng trưởng kinh tế mỗi quốcgia phụ thuộc rất nhiều vào công cuộc điện khí hoá nền công nghiệp Xã hộicàng 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 cànghoàn 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 cácnhà 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 rấtlinh hoạt, ngày càng đòi hỏi ứng dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật để hoànthiện việc sản xuất, truyền tải và phân phối một cách tối ưu nhất phù hợp với sựphát 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 cácsinh 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 vàothực hiện một nhiệm vụ tương đối toàn diện về lĩnh vực sản xuất, truyền tải vàphân phối điện năng

Ngày nay trên toàn thế giới, hệ thống điện đã phát triển theo con đườngtập trung hoá sản xuất điện năng trên cơ sở những nhà máy điện lớn, hợp nhấtcác 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 ThốngĐiện 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

2 Nguồn điện: Mạng gồm hai nguồn cung cấp:

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

51

72

- 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 côngsuất đặt Pđ = 350 MW, khoảng cách giữa 2 nhà máy là 163 km do đó có thể liênkết 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 linhhoạt

Các phụ tải có công suất khá lớn và được bố trí xung quanh 2 nguồn điệnnên rất thuận lợi cho việc cung cấp điện của 2 nhà máy Xung quanh nhà máynhiệt điện 1 là các phụ tải 1; 2; 3;6 ; 10 với khoảng cách xa nhất là 81 km, gầnnhất là 41 km Xung quanh nhà máy nhiệt điện 2 là các phụ tải 4; 5; 7; 8; 9 vớikhoảng 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 điềuchỉnh 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 tadùng đường dây trên không để dẫn điện

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

Đối với dây dẫn để đảm bảo độ bền cơ cũng nh yêu cầu về khả năng dẫnđiện 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 dùngcột sắt

Về mặt bố trí dây dẫn trên cột để đảm bảo về kinh tế, kỹ thuật ta bố trí trêncùng 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 nhàmáy điện trong hệ thống sản xuất ra cân bằng với điện năng tiêu thụ của các phụtải

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

Cân bằng công suất tác dụng cần thiết để giữ tần số bình thường trong hệthống Để giữ được điện áp bình thường ta cần phải có sự cân bằng công suấtphản kháng ở hệ thống nói chung và khu vực nói riêng Mặt khác sự thay đổiđiện 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,

thường lấy ∑ΔP md =(5 ÷ 10)%m∑P pt

+∑P td : tổng công suất tác dụng tự dùng trong các nhà máy điện

,chúngtathườnglấy∑P td =(8 ÷ 14 %) (m∑P pt +∑Δ P md).Chúngtachọn

+∑P dtr: tổng công suất tác dụng dự trữ của toàn hệ thống

∑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 suetphản kháng và công suất tác dụng Để giữ cho tần số ổn định ta phảI cân bằngcông suất tác dụng còn để giữ cho điện áp ổn định chúng ta phải cân bằng côngsuất 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 = ∑∆ Q C

+∑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 tếcao 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 nhiệtđiện cho nên vai trò của chúng là như nhau trong hệ thống điện ,để đảm bảo tínhkinh tế chúng ta cho nhà máy nhiệt điện I nhận phụ tải trước ,phần còn lại sẽ donhà 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 cựcđại 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 = 127,5MW.Nếu tất cả các tổ máy đều vận hành thì chúng sẽ làm việc trong chế độ nontải ,chế độ này không kinh tế Để khắc phục tình trạng này chúng ta cho nhàmáy I nghỉ 2 tổ máy ,các tổ máy còn lại phát vận hành 70 %công suất đặt Khiđócông 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 =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 bảocung cấp đủ công suất yêu cầu của hệ thống

=149,17 =70 =139,05

Theo đầu bài ta có các phụ tải tập trung xung quanh hai nhà máy và cócông suất gần bằng nhau , vì thế dựa vào bảng trên ta có thể xác định ngay đượccông suất truyền tải lớn nhất trên đường dây liên lạc giữa hai nhà máy một cáchgần 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 quantrọng , bởi vì trị số điện áp ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh tế, kĩ thuậtcủa mạng điện Để chọn được cấp điện áp hợp lý phải thoả mãn các yêu cầusau :

- 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 vớitình 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 loạimàu ( do I nhá ) Tuy nhiên lúc điện áp tăng cao thì chi phí cho xây dựng mạngđiện 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 nghiệmtổng 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

40

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 ,

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 vậtliệu dẫn điện tốt Đồng có điện trở suất nhỏ, có ứng suất kéo dây đồng phụthuộc 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 cókhả năng chống ăn mòn tốt Nhưng đồng là kim loại đắt tiền Vì vậy dâyđồng chỉ dùng trong các mạng điện đặc biệt

2- Dây nhôm: được chế tạo bằng nhôm là kim loại phổ biến trong thiênnhiên Điện trở suất lớn hơn của đồng khoảng 1,6 lần nhưng giá thành rẻhơn , nhôm cũng có lớp oxyt nhôm bên ngoài nên cũng có tác dụng chống ănmòn trong khí quyển Nhược điểm chủ yếu của dây nhôm là độ bền cơ tươngđối nhỏ Do đó người ta không sản xuất dây nhôm trần một sợi Dây nhômnhiều 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 nhượcđiểm về độ bền cơ của dây nhôm và đây là dây dẫn được sử dụng phổ biếnnhất 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 chocác 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 phụtải Nếu phương án nào có tổng mô men phụ tải ΣPL nhỏ là phương án nối dâytối 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 yêucầu của loại phụ tải ta có thể đề ra 10 phương án nối dây nh sau :

Các phương án nối dây:

2 Phương án II:

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 suấttruyền 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

⇒ 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)

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 suấttruyền 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 :

P4-2 = 8,85MW ⇒ P NĐII-4 = 35 + 8,85 = 43,85 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+64.25+ 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:

81 41

6

2 1

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 suấttruyền tải từ NĐI sang NĐII là

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:

⇒ PNDII-3 = 40 - 31,15 = 8,85MW Tính tổng mô men phụ tải :

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 = 31,15MW

⇒ PNDII-3 = 40 -31,15 =8,85MW

Với mạch vòng II-8-9-II : 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

NDII NDII

NDII

56 , 16

7

,

26

51 71 40

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

5 , 15 25 (

) (

1

9 9 9

9 8 8 9

9 8 8 8

+

=

= +

+

+ + + +

= +

+ +

2 1

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 ,

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

63 , 13 22 (

) (

1

10 10 10

10 6 6 10

10 6 6 6

+

=

= +

+

+ + + +

= +

+ +

Nh phần cân bằng công suất ta đã có ở chế độ phụ tải cực đại công suấttruyền tải từ NĐI sang NĐII là PLL = 31,15 MW

⇒ PNDII-3 = 40- 31,15 =8,85MW Tính tổng mô men phụ tải :

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 sosánh 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 mắctrên 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

+ 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 đứtmột 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 môitrường 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

% 94 , 5

% 100 110

85 , 16 6 , 18 53 , 13 30

% 100

%

dm

i i i i

U

X Q R P

n

p I

dm

85 , 0 110 3 2

10 25 cos

3

3 2

, 1

177 , 77

mm J

I F

100 % 4 , 83 %

110

08 , 14 5 , 15 4 , 14 25

% 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 , 96

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

Tổn thất điện áp của đoạn NĐII- 4:

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 :

R = 1/2.0,45.81 = 18,225 Ω

X = 1/2.0,44.81 = 17,82 Ω

110

82 , 17 4 , 12 225 , 18 20

% 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

dm

110 3 2

10 17 , 21 3

2

3 9

−

1 , 1

572 , 55

mm J

I F

Tổn thất điện áp của đoạn NĐII-9:

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 = 15,975.2 = 35,95 Ω

X = 15,62.2 = 31,24 Ω

% 63 , 7

% 100 110

16 , 11 24 , 3 95 , 35 18

% 100

%

dm

i i i i

sc

U

X Q R

dm

110 3 2

10 8 , 18 3

2

3 10

−

1 , 1

40 , 49

mm J

I F

KT

=

=

=