thiết kế lưới điện khu vực gồm hai nhà máy nhiệt điện, cung cấp điện cho 9 phụ tải và tính toán thiết kế đường dây trung áp 22 kV

Giảm công suất tác dụng phát ra dẫn đếngiảm 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, c

Trang 1

Trờng đại học bách khoa hà nội

Khoa điện

Bộ môn hệ thống điện

Đồ án tốt nghiệp

Đề Tài:

Phần 1: Thiết

kế lới điện khu vực

Phần 2: Thiết kế đờng dây trung áp 22 kV

Lớp : htđ1 - k47

hà nội , 5 - 2007Lời nói đầu

Trong sự nghiệp cụng nghiệp hoỏ - hiện đại hoỏ đất nước, cụng nghiệpđiện lực giữ vai trũ đặc biệt quan trọng, bởi vỡ điện năng là nguồn nănglượng được dựng rộng rói nhất trong cỏc nghành kinh tế quục dõn

Để đỏp ứng được nhu cầu cung cấp điện ngày càng nhiều và khụngngừng của đất nước, của điện năng thỡ cụng tỏc quy hoạch và thiết kế mạnglưới điện đang là vấn đề cần quan tõm của ngành điện núi riờng và cả nướcnúi chung

Đồ ỏn tốt nghiệp Thiết kế mạng lưới điện giỳp sinh viờn ỏp dụng đượcnhững kiến thức đó học để thực hiện được những cụng việc đú Tuy là trờn

lý thuyết nhưng đó phần nào giỳp cho sinh viờn hiểu được hơn thực tế đồngthời cú những khỏi niệm cơ bản trong cụng việc quy hoạch và thiết kế mạng

Trang 2

lưới điện và cũng là bước đầu tiờn tập duợt để cú những kinh nghiệm, củng

cố lại kiến thức cho cụng việc sau này Việc thiết kế mạng lưới điện phải đạt đuợc những yờu cầu về kỹ thuật đồng thời giảm tối đa vốn đầu tư là yờu cầu quan trọng đối với mỗi sinh viờn làm thiết kế

Bản đồ án này bao gồm hai phần: Phần thứ nhất có nhiệm vụ thiết kế

l-ới điện khu vực gồm hai nhà máy nhiệt điện, cung cấp điện cho 9 phụ tải Phần thứ hai có nhiệm vụ tính toán thiết kế đờng dây trung áp 22 kV

Nhờ sự chỉ bảo, góp ý của các thầy cô và bạn bè nên em đã hoàn thành

đồ án này Tuy đã nỗ lực rất nhiều nhng do thiếu kinh nghiệm thực tế và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy em rất mong nhận đợc các ý kiến đánh giá, chỉ bảo của các thầy cô để em đợc mở rộng, nâng cao kiến thức

Qua đây em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Hệ

Thống Điện, đặc biệt là thầy giáo TS Nguyễn Lõn Trỏng đã tận tình giúp

đỡ em trong thời gian vừa qua Em rất mong muốn sẽ tiếp tục nhận đợc sự giúp đỡ của các thầy cô trong suốt quá trình công tác sau này

Hà Nội, ngày 25 tháng 05 năm 2007

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hải Đăng Mục lục Phần 1: Thiết kế lới điện khu vực Chơng 1: Phân tích nguồn và phụ tải 1

1.1 các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải 1

1.2 Phân tích nguồn và phụ tải 2

Chơng 2: Cân bằng công suất, sơ bộ xác định chế độ làm việc của 2 nhà máy 3

2.1 Cân bằng công suất tác dụng 3

2.2 Cân bằng công suất phản kháng 4

2.3 Sơ bộ xác định phơng thức vận hành cho 2 nhà máy 5

Chơng 3: Lựa chọn điện áp 7

3.1 Nguyên tắc lựa chọn 7

3.2 Chọn điện áp vận hành 7

Chơng 4: Các phơng án nối dây của mạng điện 8

4.1 Những yêu cầu chính đối với mạng điện 8

4.2 Lựa chọn dây dẫn 8

4.3 Phân vùng cung cấp điện 10

4.4 Tính toán so sánh kỹ thuật các phơng án 10

4.4.1 Phơng án 1 14

4.4.2 Phơng án 2 22

Trang 3

4.4.4 Phơng án 4 31

4.4.5 Phơng án 5 38

Chơng 5: So sánh các phơng án về mặt kinh tế 45

5.1 Phơng án 1 46

5.2 Phơng án 2 48

5.3 Phơng án 3 49

Chơng 6: Chọn máy biến áp và sơ đồ nối điện chính 51

6.1 Chọn máy biến áp 51

6.2 Chọn sơ đồ nối điện 56

Chơng 7: Tính toán chính xác các chế độ và cân bằng công suất 63

7.1 Chế độ phụ tải cực đại 63

7.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 86

7.3 Chế độ sau sự cố 96

Chơng 8: Tính toán điện áp tại các nút và lựa chọn phơng thức điều chỉnh điện áp trong mạng điện 106

8.1 Xác định điện áp tại các nút 106

8.2 Lựa chọn phơng án điều chỉnh điện áp 119

Chơng 9: Tính toán giá thành tải điện 133

9.1 Tính toán tổn thất điện năng 133

9.2 Vốn đầu t của mạng điện 134

9.3 Tính toán giá thành tải điện 135

9.4 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện 136

Phần 2: Thiết kế đờng dây trung áp 22 kV Chơng 10: Thiết kế đờng dây trung áp 22 kV 138

10.1 Sơ đồ địa lý thiết kế đờng dây 138

10.2 Các số liệu phục vụ tính toán 138

10.3 Lựa chọn và tính toán các phần tử trên đờng dây 140

10.4 Lập dự toán toàn tuyến đờng dây 150

Trang 4

PHầN 1: THIếT Kế lới điện khu vực

1.1 Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải

1) Sơ đồ địa lí

Hình 1.1: Sơ đồ địa lý của mạng điện Error! Not a valid link.

2) Những số liệu về nguồn cung cấp

Hệ thống điện gồm 2 nhà máy nhiệt điện Tất cả các tổ máy có cùngcông suất

a) Nhà máy 1:

- Công suất đặt: P1 = 6x50 = 300 MW

- Hệ số công suất: Cos = 0,85

- Điện áp định mức: Uđm = 10,5 kV b) Nhà máy 2:

- Công suất đặt: P2 = 4x50 = 200 MW

- Hệ số công suất: Cos = 0,85

- Điện áp định mức: Uđm = 10,5 kV3) Những số liệu về phụ tải

Trong hệ thống điện thiết kế có 9 phụ tải Gồm có 8 phụ tải loại I và 1phụ tải loại III, có hệ số cos không hoàn toàn giống nhau Thời gian sửdụng 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

Trang 5

Smin (MVA) 19,5

7 23,34 21,1 21,05 21,1 17,39 20 17,8 17,8Loại hộ phụ

- 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

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 thểlàm tan rã hệ thống

Công suất tác dụng của các phụ tải liên quan với tần số của dòng điệnxoay chiều Tần số trong hệ thống sẽ thay đổi khi sự cân bằng công suất tácdụng trong hệ thống bị phá vỡ Giảm công suất tác dụng phát ra dẫn đếngiảm 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 nhàmáy điện trong hệ thống cần phải phát công suất bằng công suất của các hộtiêu 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 tảicực 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  90)%

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

Pf = Pkt = 80% Pđm

Phơng trình cân bằng:

Trang 6

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

định dựa vào biểu thức:

- Pdtr chiếm 37,87% mPpt  Nhà máy đảm bảo tốt khả năngcung 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 ởcác hộ tiêu thụ trong mạng điện và trong hệ thống, cần tiến hành cân bằng sơ

Thay số vào ta có: Qđm = Pđm tg = 500.0,62 = 310 MVAr

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

Thay số vào ta có:

Qpt=15,34+20,34+18,4+13,15+18,4+13,63+17,44+15,5+15,5=147,7 MVAr+ Q là tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp

Trang 7

Thay số vào ta có: QB = 15%.147,7 = 22,16 MVAr

+ QL là tổng tổn thất công suất phản kháng trên đờng dây của mạng điện+ QC là tổng công suất phản kháng do dung dẫn của đờng dây cao áp sinh

ra

Đối với bớc tính sơ bộ, với mạng điện 110 kV ta coi: QL = QC

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

Qdtr 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 = Pyc - Pf1 = 376,54 - 0,80.300 = 136,54 MWChiếm 68,27%Pđm2 nằm trong giới hạn công suất phát kinh tế của các tổ máynhiệt 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:

Công suất nhà máy 1 lớn hơn công suất nhà máy 2 Để đảm bảo tínhkinh 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

Trang 8

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

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

Pf (MW) Số tổ

máylàmviệc

Pf (MW) Số tổ

máylàmviệc

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

Trang 9

giữa các phụ tải với nhau, sơ đồ mạng điện Nh vậy chọn điện áp định mứccủa 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 khácnhau của điện áp mạng

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

biết P (MW) và theo chiều dài đờng dây truyền tải l (km) với công thức Still:

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 vàcông suất truyền tải P  60 MW

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 khoẻcon ngời, gây thiệt hại nhiều về kinh tế, h hỏng thiết bị, làm hỏng hàng loạtsản phẩm, rối loạn các quá trình công nghệ phức tạp

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

- 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 côngsuất để cung cấp cho các phụ tải trong khu vực thiết kế Vì vậy những vấn đềduy 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 chấtlợng điện năng theo các giá trị của tổn thất điện áp

Trang 10

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 cốthì vận hành hệ thống theo phơng thức khác Mục đích là đảm bảo tính liêntục cung cấp điện cho phụ tải

Các dây dẫn cần phải có điện trở suất nhỏ, đồng thời phải có độ bền cơtốt chống lại đợc các tác động của khí quyển và của các tạp chất hoá họctrong không khí, đặc biệt khi đờng dây đi qua vùng ven biển, hồ nớc mặn, vàkhu công nghiệp hoá chất

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

1) Dây đồng

Đồng có điện trở suất nhỏ, ở nhiệt độ 200C dây đồng kéo nguội có điệntrở suất  = 18,8 .mm2/km ứng suất kéo dây đồng phụ thuộc vào quá trìnhcông nghệ chế tạo ứng suất kéo của dây đồng kéo nguội có thể đạt 38 - 40kG/mm2 Bề mặt của các sợi dây đồng đợc bao bọc một lớp oxyt đồng, do đódây 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

Trang 11

ợc xoắn với nhau theo từng lớp Số lợng các sợi dây tăng khi tăng tiết diệndây 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 bềncơ thấp và không mềm dẻo nh dây nhiều sợi Do đó trong thực tế ngời takhông chế tạo dây nhôm trần một sợi Trong các dây nhôm lõi thép nhữngsợi 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 đểtăng độ bền cơ của dây dẫn Thay đổi tỷ số các tiết diện nhôm và thép chophép chế tạo dây nhôm lõi thép có độ bền lớn hay nhỏ, phù hợp với các điềukiện vận hành của đờng dây

4.3 Phân vùng cung cấp điện

Hình 4.1: Phân vùng cung cấp điện của mạng điện Error! Not a valid link Theo sơ đồ địa lý, có thể xét các phụ tải đợc phân ra các vùng

cung cấp điện lân cận các nhà máy điện:

Nhà máy 1: phụ tải 1,2,3,4,5Nhà máy 2: phụ tải 7,8,9Phụ 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 phụtải và các nguồn cung cấp, cần dự kiến một số phơng án khả thi và phơng ántốt 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 tạphơn đợc chọn trong trờng hợp khi các sơ đồ đơn giản không thoả mãn nhữngyêu cầu kinh tế - kỹ thuật

Những phơng án đợc lựa chọn để tiến hành so sánh về kinh tế chỉ lànhững 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 củamạng điện thiết kế, trớc hết cần chú ý đến hai yêu cầu trên Để thực hiện yêucầu về độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I, cần đảm bảo dựphòng 100% trong mạng điện, đồng thời dự phòng đóng tự động Vì vậy đểcung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I có thể sử dụng đờng dây hai mạchhay mạch vòng Hộ tiêu thụ loại III đợc cung cấp điện bằng đờng dây mộtmạch

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

Error! No topic specified.

Trang 12

4.4.1 Ph ơng án 1

Hình 4.2: Sơ đồ mạng điện của phơng án 1

Error! No topic specified. 1) Chọn điện áp định mức của mạng điện

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

4,34 16

dm

U  l P

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 nhsau:

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:

PN2-6 = Pf2 - 20 -100 - 5 = 19,7 MWSuy ra: Pf2 = 144,7 MW = 72,35%Pđm Vậy nhiệt điện 2 phát công suấtbằng72,35% 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 ởbảng:

Trang 13

dây Công suất truyềntải S, MVA

Chiều dài ờng dây, km Điện áp tínhtoán U, kV mức của mạngĐiện áp định

2) Chọn tiết diện dây dẫn

Các mạng điện 110 kV đợc thực hiện chủ yếu bằng các đờng dây trênkhông Các dây dẫn đợc sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC), đồng thời cácdây dẫn thờng đợc đặt trên các cột bêtông ly tâm hay cột thép tuỳ theo địahình đờng dây chạy qua Đối với các đờng dây 110 kV, khoảng cách trungbình 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 theomật 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 max 10 3. dm

S I

n U

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 chọntiết diện tiêu chuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vầngquang, độ bền cơ của đờng dây và phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sựcố

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

Độ bền cơ của đờng dây trên không thờng đợc phối hợp với điều kiệnvầng quang của dây dẫn, cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này

Trang 14

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.

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 cònlại 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

Trang 15

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

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 trongcác chế độ sau sự cố Đối với đờng dây liên kết NĐ1-6-NĐ2, sự cố có thểxảy 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 cònlại bằng:

10,7 / 0,92

N sc

dm

S I

U



   A < k I. cp = 0,8.265 = 212 A

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



   A < k I. cp = 0,8.265 = 212 A

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

Dòng điện chạy trên đờng dây bằng:

2 2

1 1

Trang 16

2 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  của các đờng dây theo các công thứcsau:

0

1

R r l n

 ; 1 0

.

X x l n

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 dâyNĐ1-1

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

Trang 17

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

B 

,

SNĐ1-1 36+j15,34 102,6

9

93,36 95 264 205,

4

72,11

0,33 0,429 2,65 11,9

0

15,4

7 1,91NĐ1-2 42+j20,34 122,4

7

111,33

120 304 244,

9

76,15

0,27 0,423

2,69

10,2

8 16,11 2,05NĐ1-3 38+j18,4 110,8 100,7

3

95 264 221,

6

64,03

0,33 0,429

2,65

10,5

6 13,73 1,70NĐ1-4 40+j13,15 110,5 100,4

3

95 264 221,

6

70,71

0,33 0,429

2,65

11,67

15,17

1,87NĐ1-6 12,3+j5,2

4

35,09 31,9 70 212 70,1

7

80,62

0,46 0,44 2,58 18,5

4

17,74

2,08NĐ2-6 19,7+j8,3

9

56,19 51,08 70 212 112,

4

70,71

0,46 0,44 2,58 16,2

6

15,56

1,82NĐ2-7 36+j17,44 104,9

8

95,43 95 264 209,

9

67,08

0,33 0,429 2,65 11,0

7

14,39

1,78NĐ2-8 32+j15,5 93,31 84,83 95 264 186,

6

58,31

0,33 0,429 2,65 9,62 12,5

1

1,54

Trang 18

N§2-9 32+j15,5 186,6

2

169,65

185 408 0 76,1

5

0,17 0,409 2,84 12,9

431,1

4 1,08

Trang 19

3) Tính tổn thất điện áp trong mạng điện

Điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ đợc đặc trng bằng tần số củadòng 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 hoặccác 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 lợngcủa 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 củamạng điện một cấp điện áp không vợt quá 10  15% trong chế độ bình th-ờng, còn trong các chế độ sau sự cố các tổn thất điện áp lớn nhất không vợtquá 15  20%, nghĩa là:

Umax bt = 10  15%

Umax sc = 10  20%

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

áp lớn nhất đến 15  20% trong chế độ phụ tải cực đại khi vận hành bình ờng và đến 20  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 áptrên 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:

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

Đờng dây Ubt ,% Usc ,% Đờng dây Ubt ,% Usc ,%

Trang 20

Umax bt % = UNĐ2-9 bt % = 7,41%

Umax sc % = UNĐ1-2 sc % = 12,56%

4.4.2 Ph ơng án 2

1) Chọn điện áp định mức của mạng điện

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:

Pkt = 80%.300 = 240 MW

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 nhsau:

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 bằng72,35% công suất định mức

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

1 3 3 4 38 18, 4 40 13,15 78 31,55

ND

S  S S  j  j  j MVA

Trang 21

3 4 4 40 13,15

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 ởbảng:

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

Đờng

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

Trang 22

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

B 

,

SNĐ1-

2

42+j20,34 122,4

7

111,33

2,05NĐ1-

3

78+j31,55 220,8

1

200,73

240 484 441,6

2

64,03

0,13 0,39 2,86 4,16 12,4

9

1,833-4 40+j13,15 110,5 100,4

5

95 264 221 50 0,33 0,429 2,65 8,25 10,7

3

1,33NĐ1-

2,08NĐ2-

1,82NĐ2-

1,78NĐ2-

Trang 23

9 2 5 5 4 4

Trang 24

ND ND

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

Umax bt % = UNĐ1-3 bt % + U3-4 bt % = 5,94+3,89 = 9,83%

Umax sc % = UNĐ1-3 sc % + U3-4 bt % = 11,88+3,89 = 15,77%

4.4.3 Ph ơng án 3

1) Chọn điện áp định mức của mạng điện

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:

Pkt = 80%.300 = 240 MW

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

Trang 25

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

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

2 8 8 9 32 15,5 32 15,5 64 31

ND

S  S S   j  j   j MVA+ Dòng công suất chạy trên đoạn đờng dây 8-9:

8 9 9 32 15,5

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

Đờng

Trang 27

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

B 

,

SNĐ1-

2

42+j20,34 122,4

7

111,33

2,05NĐ1-

3

78+j31,55 220,8

1

200,73

240 484 441,6

2

64,03

0,13 0,39 2,86 4,16 12,4

9

1,833-4 40+j13,15 110,5 100,4

5

95 264 221 50 0,33 0,429 2,65 8,25 10,7

3

1,33NĐ1-

8

64+j31 186,6

2

169,65

185 408 373,2

4

58,31

0,17 0,409 2,84

4,96

11,9

2 1,668-9 32+j15,5 186,6 169,6 185 408 0 44,7 0,17 0,409 2,84 7,60 18,3 0,64

Trang 28

2 5 2 0

Trang 29

3 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện

Bảng 4.9: Tổn thất điện áp trên các đờng dây

Umax bt % = UNĐ2-8 bt % + U8-9 bt % = 5,68+4,36= 10,04%

Umax sc % = UNĐ1-3 sc % + U3-4 bt % = 11,88+3,89 = 15,77%

4.4.4 Ph ơng án 4

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:

Pkt = 80%.300 = 240 MW

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

Trang 30

2 8 8 9 32 15,5 32 15,5 64 31

ND

8 9 9 32 15,5

S  S  j MVA

+ Chiều dài các đoạn đờng dây:

40,14 17,06 70,71 50 64,03

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

Trang 31

Kiểm tra dây dẫn khi sự cố:

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

SC

I     A < k.Icp = 0,8.330 = 264 A

Vậy chọn dây AC-95 cho đoạn 3-4 là thoả mãn điều kiện

Dòng điện chạy trên đoạn NĐ1-3 là:

ND

I     A > k.Icp = 0,8.510 = 408 A

Trang 32

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

Trang 33

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

B 

,

SN§1-

2

42+j20,34 122,4

7

111,33

120 304 244,9 76,1

5

0,27 0,423 2,69 10,2

8 16,11 2,05N§1-

0 21,45 0,66N§1-

4

37,9+j14,

5

212,67

193,3 240 484 441,6 70,7

1

0,13 0,39 2,86 9,19 27,5

8 1,01N§1-

2,08N§2-

8

64+j31 186,6

2

169,65

185 408 373,2

4

58,31

0,17 0,409 2,84

4,96

11,9

2 1,66

Trang 34

8-9 32+j15,5 186,6

2

169,65

Trang 35

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

Umax bt % = UNĐ2-8-9 % = 5,68+4,36 = 10,04%

Umax sc % = UNĐ1-3-4 SC % =13,11+8,44 = 21,55%

4.4.5 Ph ơng án 5

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

Trang 36

Trong đó:

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

PN = 5%PN = 5%.156 = 7,8 MW Thay số:

Pkt = 80%.300 = 240 MW

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 nhsau:

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:

2 8 8 9 32 15,5 32 15,5 64 31

ND

8 9 9 32 15,5

S  S  j MVA

Trang 37

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

Đờng

+ 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

Trang 38

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

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

PN = 5%PN = 5%.156 = 7,8 MW Thay số:

Trang 40

Bảng 4.14: Thông số của các đờng dây trong phơng án 5

B 

,

SNĐ1-

2

42+j20,34 122,4

7

111,33

2,05NĐ1-

3

78+j31,55 220,8

1

200,73

240 484 441,6

2

64,03

0,13 0,39 2,86 4,16 12,4

9

1,833-4 40+j13,15 110,5 100,4

5

95 264 221 50 0,33 0,429 2,65 8,25 10,7

3

1,33NĐ1-

6

52,2+j22,

2

148,86

135,3 150 356 297,7

2

80,62

0,21 0,416 2,74 8,47 16,7

7 2,215-6 38+j18,4 110,8 100,7 95 264 221,6 50 0,33 0,429 2,65 8,25 10,7

3

1,33NĐ2-

0,46 0,44 2,58 16,2

6

15,56

1,82NĐ2-

8

64+j31 186,6

2

169,65

185 408 373,2

4

58,31

0,17 0,409 2,84

4,96

11,9

2 1,668-9 32+j15,5 186,6

2

169,65

Định dạng
Số trang	140
Dung lượng	9,12 MB