Thiết kế mạng điện khu vực cú hai nguồn cung cấp và 9 phụ tải và trạm biến ỏp phõn phối 160kVA; 100,4kV

Giá thành truyền tải điện năng của mạng...90 Phần II Thiết kế trạm biến áp chơng I : Chọn máy biến áp và sơ đồ nguyên lý trạm biến áp...5 chơng II : Chọn các thiết bị điện cao áp và hạ

2 Các số liệu ban đầu:

- Hệ thống có công suất vô cùng lớn, hệ số cos trên thanh góp 110kV bằng 0,85

- Nhà máy nhiệt điện công suất 3x100MW; cos=0,85; Uđm=10,5kV

- Các số liệu về phụ tải cho ở phụ lục

3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

+ Phần I:

1 Phân tích nguồn và phụ tải

2 Cân bằng công suất tác dụng và phản kháng trong mạng điện

3 Chọn phơng án cung cấp điện hợp lý nhất

4 Chọn số lợng, công suất các máy biến áp trong trạm, chọn sơ đồ các trạm và của mạng điện

5 Phân tích các chế độ vận hành của mạng điện

6 Chọn các phơng thức điều chỉnh điện áp trong mạng điện

7 Tính các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của mạng điện

+ Phần II:

1 Chọn máy biến áp và sơ đồ trạm

2 Chọn các thiết bị điện cao áp và hạ áp

3 Tính ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị điện đã chọn

4 Tính toán nối đất của trạm

4 Cán bộ hớng dẫn: TS Nguyễn Văn Đạm.

5 Ngày giao thiết kế: Ngày 04 tháng 10 năm 2004

6 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Ngày 15 tháng 12 năm 2004

Ngày tháng năm 2005

chủ nhiệm bộ môn cán bộ hớng dẫn

Tiến sĩ: Nguyễn Văn Đạm kết quả đánh giá Sinh viên đã hoàn thành bản thiết kế tốt

Sơ đồ mặt bằng của các nguồn điện và các phụ tải cho trên hình 1, các sốliệu về phụ tải cho trong bảng 1

1

4

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Tỷ lệ: 1cm=10km

Hình 1 Bảng 1 Các số liệu Các hộ tiêu thụ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Phụ tải cực đại (MW) 38 40 38 40 36 30 40 38 40 Hệ số công suất cos 0,9 Mức đảm bảo cung cấp điện Loại I Yêu cầu điều chỉnh điện áp KT Điện áp danh định thứ cấp (kV) 10 Phụ tải cực tiểu bằng 70% phu tải cực đại Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax= 5000 h Giá 1 kWh điện năng tổn thất: 500 đồng Giá 1 kVar công suất thiết bị bù: 150.103 đồng Mục lục Lời mở đầu Phần I Thiết kế lới điện khu vực Chơng 1 : Phân tích các đặc điểm của nguồn và phụ tải 1

1.1.Nguồn điện 1

1.2.Phụ tải 2

Chơng 2 : Cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng 4

2.1 Cân bằng công suất tác dụng 5

2.2 Cân bằng công suất phản kháng 6

chơng 3 : Chọn phơng án cung cấp điện hợp lý nhất 8

3.1 Dự kiến phơng án nối dây 8

3.2 Tính toán các chỉ tiêu kĩ thuật lựa chọn các phơng án 18

3.3 So sánh các phơng án về mặt kinh tế 40

2 5

3

chơng 4 : Chọn máy biến áp trong các trạm, chọn sơ đồ các trạm và

sơ đồ mạng điện 45

4.1 Chọn số lợng, công suất các máy biến áp trong các trạm 45

4.2 sơ đồ các trạm và mạng điện 47

chơng 5 : Phân tích chế độ vận hành của lới điện 50

5.1 Tính sự phân bố công suất trong hệ thống 53

5.2 Kiểm tra lại sự cân bằng công suất phản kháng 71

5.3 Tính điện áp nút tới các phụ tải 72 chơng 6 : Chọn phơng thức điều chỉnh điện áp trong mạng 78

6.1 điều chỉnh khác thờng 79

1.Không điều chỉnh dới tải 80

2.Điều chỉnh dới tải 82

chơng 7 : Tính các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của mạng điện 88

7.1 Tính tổn thất điện năng và tổn thất công suất trong mạng điện 88

7.2 tổng vốn đầu t xây dựng mạng điện 89

7.3 Giá thành truyền tải điện năng của mạng 90

Phần II Thiết kế trạm biến áp chơng I : Chọn máy biến áp và sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 5

chơng II : Chọn các thiết bị điện cao áp và hạ áp 96

chơng III : Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị điện đã chọn 101

chơngIV : Tính toán nối đất cho trạm biến áp 106

Lời núi đầu Ngày nay trong cụng cuộc cụng nghiệp hoỏ hiện đại hoỏ đất nước nhu cầu sử dụng điện ngày càng tăng Do đú nghành năng lượng chiếm một vai trũ quan trọng là nền tảng cho sự phỏt triển cỏc nghành cụng nghiệp, nụng nghiệp, quốc phũng… và phục vụ nhu cầu sinh hoạt cho mọi người dõn Chớnh vỡ vậy, nú được ưu tiờn hàng đầu và phỏt triển trước một bước so với cỏc nghành khỏc trong đú cú nghành Hệ thống điện

Để đỏp ứng được sự tăng trưởng và phỏt triển liờn tục của nờn kinh tế quốc dõn, nghành điện phải khụng ngừng nghiờn cứu, tỡm tũi những giải phỏp tối ưu để cung cấp điện năng đạt hiệu quả kinh tế cao nhất Do đú Nhà nước cũng như Nghành năng lượng đó luụn chỳ trọng trong cụng tỏc giỏo dục, đào tạo cho cỏc thế hệ sinh viờn nghành hệ thụng điện cú những hiểu biết sõu sắc, toàn diện về mạng

phần i: thiết kế lới điện kku vực

Chơng 1

Phân tích đặc điểm của các nguồn và phụ tải

Trong công tác thiết kế mạng điện, việc đầu tiên cần phải nắm đợc cácthông tin về nguồn và phụ tải nhằm định hớng cho việc thiết kế Cần phải xác định

vị trí nguồn điện, phụ tải, công suất và các dự kiến xây dựng, phát triển trong trongtơng lai Xác định nhu cầu điện năng trong thời gian kế hoạch bao gồm tổng côngsuất đặt và lợng điện tiêu thụ hiện nay của từng hộ phụ tải, từ đó định hớng choviệc thiết kế kết cấu của mạng điện

1.1 Nguồn điện

Có 2 nguồn cung cấp là nhà máy nhiệt điện (NĐ) và hệ thống điện(HT)

* Hệ thống có công suất vô cùng lớn:

- Điện áp trên thanh cái cao áp U = 110kV

- Hệ số công suất trên thanh góp 110kV: cosHT = 0,85

* Nhà máy NĐ gồm có 3 tổ máy với:

- Công suất đặt : Pfđm = 3x100 MW

- Hệ số công suất phát định mức: cosF = 0,85

- Điện áp định mức: Uđmf =10,5 kV

- Công suất phát kinh tế: PfKT = (80  90)%Pfđm

điểm đặt hay là điểm đấu phụ tải

Theo đánh giá sơ bộ thì nhà máy điện chỉ có khả năng cung cấp cho một sốphụ tải nhất định và phần thiếu còn lại sẽ đợc cung cấp từ hệ thống Giữa nhà máy

điện và hệ thống sẽ đợc nối liên lạc qua 1 trạm trung gian để hỗ trợ cho nhau khi

có sự cố xảy ra

Các hộ tiêu thụ đều có mức độ đảm bảo cung cấp điện cao nhất (loại 1) vàyêu cầu điều chỉnh điện áp khác thờng (KT) nên sẽ đợc cung cấp bởi lộ đờng dâykép hoặc mạch vòng kín để đảm bảo đợc cung cấp điện liên tục

Tổng công suất của các phụ tải:

 Pmax= P1max + P2max + P3max + P4max + P5max + P6max + P7max + P8max +

P9max= 340 MW

 Pmin= 70% Pmax = 238 MW

Bảng số liệu của các phụ tải :

Bảng 1- 1

Cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng trong hệ thống điện

Khi hệ thống điện hoạt động, điện năng đợc sản xuất ra trong các nhà máy

điện truyền lên lới hệ thống, từ lới này điện năng đi qua lới truyền tải (hay là lớicung cấp) đến lới phân phối Lới phân phối đợc cấp điện trực tiếp cho một bộ phậnthiết bị dùng điện đồng thời cấp điện cho lới hạ áp thông qua các trạm phân phối,lới hạ áp cấp điện trực tiếp cho các thiết bị dùng điện

Công suất tác dụng và công suất phản kháng của nguồn điện phải luôn cânbằng với công suất yêu cầu của phụ tải trong một thời điểm vận hành

Nếu công suất tác dụng của nguồn điện nhỏ hơn yêu cầu của phụ tải thì tần

số sẽ giảm và ngợc lại Tần số là thớc đo cân bằng công suất tác dụng Khi tần sốnằm trong phạm vi cho phép quy định bởi tiêu chuẩn chất lợng điện năng thì cónghĩa là đủ công suất tác dụng Nếu tần số cao hơn thì công suất thừa so với phụtải, ngợc lại nếu tần số thấp hơn thì công suất nguồn thiếu so với phụ tải Cân bằngcông suất tác dụng có tính chất toàn hệ thống, tần số ở mọi nơi trên hệ thống điệnluôn nh nhau

Tơng tự, với công suất phản kháng, nếu công suất phản kháng phát nhỏ hơnyêu cầu thì điện áp sẽ giảm, còn khi công suất phản kháng nguồn lớn hơn côngsuất phản kháng yêu cầu của phụ tải thì điện áp sẽ tăng Điện áp là thớc đo cânbằng công suất phản kháng trong hệ thống điện Nếu điện áp thấp hơn giới hạnquy định bởi tiêu chuẩn chất lợng điện áp thì có nghĩa là công suất phản kháng củanguồn thiếu so với phụ tải, còn nếu điện áp cao hơn thì có nghĩa là công suấtnguồn thừa

Khi quy hoạch, thiết kế mạng điện, một trong những điều kiện quan trọng

mà chúng ta phải quan tâm là điều kiện cân bằng giữa điện năng tiêu thụ và điệnnăng phát ra bởi nguồn

2.1 Cân bằng công suất tác dụng

Công suất do các nguồn sinh ra phải bằng công suất do các phụ tải tiêu thụ

và công suất tổn thất ở trong các phần tử của hệ thống Ngoài ra để đảm bảo cho

hệ thống vận hành bình thờng, cần phải có dự trữ nhất định của công suất tácdụng trong hệ thống điện Dự trữ trong hệ thống điện là một vấn đề quan trọng,liên quan đến vận hành cũng nh sự phát triển của hệ thống điện

Vì vậy phơng trình cân bằng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải cực đại

đối với hệ thống điện thiết kế có dạng:

- Pyc :Tổng công suất yêu cầu của mạng điện

- PPTmax :Tổng công suất lớn nhất của phụ tải PPTmax =340 (MW)

- PDT: Tổng công suất dự trữ của nhà máy điện

Do hệ thống điện có công suất vô cùng lớn nên ta lấy dữ trữ trong hệ thốngbằng không Khi có sự cố ta có thể huy động công suất từ nguồn hệ thống

PDT = 0

Thay số vào ta có:

Ta thấy Qyc < QF nên không phải bù sơ bộ công suất phản kháng.

Chơng ba

Chọn phơng án cung cấp điện hợp lý nhất

3.1 Dự kiến các phơng án nối dây

Lựa chọn các phơng án nối dây của mạng điện là nhiệm vụ hết sức quantrọng để từ đó tính toán so sánh các phơng án về mặt kỹ thuật nhằm tìm ra một ph-

ơng án hợp lý nhất đảm bảo cung cấp điện kinh tế và hiệu quả

Việc vạch ra phơng án nối dây của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tốkhác nhau nh: Công suất yêu cầu của phụ tải phải lớn hay nhỏ, số lợng phụ tảinhiều hay ít, vị trí phân bố phụ tải, mức độ yêu cầu về việc đảm bảo cung cấp điệnliên tục, đặc điểm và khả năng cung cấp điện của nhà máy điện, v.v

Sau khi tiến hành phân tích các điều kiện trênvà dùng phơng pháp mômenphụ tải ta dự kiến vạch ra 5 phơng án nối dây sau để so sánh về mặt kỹ thuật

Phơng án I

9 = 40+j19,2

S

2 = 36+j17,28

3.2 Tính toán so sánh kỹ thuật các phơng án.

Các phơng án đấu nối đợc so sánh về mặt kỹ thuật Cụ thể là tất cả các phơng

án đều phải tính toán theo các nội dung nh sau:

a-Chọn cấp điện áp cho mạng điện

Một trong những công việc lúc thiết kế hệ thống điện là lựa chọn đúng điện

áp của đờng dây tải điện.Vấn đề này rất quan trọng vì nó ảnh hởng trực tiếp đếntính kỹ thuật và tính kinh tế của mạng điện Có nhiều phơng pháp và công thứctính toán lựa chọn cấp điện áp tối u ở đây ta sử dụng công thức Still để tính toánlựa chọn cấp điên áp cho mạng điện:

i

i 16 P L

34 , 4

Trong đó :

L: Chiều dài đờng dây (km)

P: Công suất tác dụng chạy trên đờng dây (MW)

i: đờng dây và phụ tải thứ i; (i = 1  9)

Kết quả điện áp tính đợc năm trong khoảng (70- 150) kV là phù hợp với

điện áp định mức của hệ thống đã cho là 110kV sẽ đợc lựa chọn để so sánh

b- Chọn tiết diện theo mật độ kinh tế dòng điện (J kt ):

Với mạng điện khu vực, trong những tính toán đơn giản ta thờng chọn tiếtdiện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện Jkt.

KT

max i KT

J

I

FKT: tiết diện kinh tế đoạn dây thứ i, mm2

Iimax: dòng điện lớn nhất chạy trên đoạn đờng dây thứ i

3 max

3 dm

i

U n

S

Trong đó:

n: số mạch đờng dây, dây đơn n = 1, dây kép n = 2

Pimax, Qimax: dòng công suất tác dụng và phản kháng lớn nhất chạy trên đờngdây thứ i (MW, MVar)

Uđm: điện áp định mức của mạng điện, kV

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

Mật độ kinh tế của dòng điện đối với dây AC khi Tmax = 5000h bằng 1,1

Về lý thuyết tiết diện tiêu chuẩn đợc chọn gần nhất với tiết diện kinh tế, dâydẫn đợc chọn phải đảm bảo điều kiện vầng quang F ≥ 70mm2 khi mà mạng điện cócấp điện áp từ 110kV  750kV

Dòng điện chạy trên dây dẫn lúc sự cố nguy hiểm nhất đợc tính theo côngthức:

Sau khi kiểm tra điều kiện dòng điện sự cố trên nếu không thoả mãn ta phảilựa chọn lại tiết diện dây dẫn

d-Kiểm tra tổn thất điện áp lúc bình thờng và sự cố.

+ Tổn thất điện áp trên mỗi đoạn đờng dây đợc tính theo biểu thức:

100

max

dm bt

U n

QX PR





Trong đó:

- P: Công suất tác dụng chạy trên đờng dây thứ (MW)

- Q: Công suất phản kháng chạy trên đoạn đờng dây (MVar)

- R , X : Điện trở, điện kháng đờng dây ()

- Uđm : Điện áp định mức mạng điện (kV)

Đối với cấp điện áp 110kV khu vực trở xuống, thành phần điện áp ngangtrục rất nhỏ nên có thể bỏ qua

+ Các trị số U tính đợc phải thoả mãn điều kiện :

- Lúc vận hành bình thờng tơng đơng với chế độ max:

U = 4,34 L 16 P (kV)

Trong khi xác định gần đúng các dòng công suất trong mạng điện chúng ta

sử dụng giả thiết sau:

- Không tính tổn thất trên các tổng trở đờng dây

mạng

- Dùng phụ tải tính toán của trạm

Dòng công suất phân bố trên các nhánh nh sau:

Nhánh nhiệt điện - phụ tải 2: S NĐ-2 = 40 + j19,2 MVA

Nhánh nhiệt điện - phụ tải 3: SNĐ-2 = 38 + j 18,24 MVA

Nhánh nhiệt điện - phụ tải 4: SNĐ-4 = 40 + j 19,2 MVA

Nhánh hệ thống - phụ tải 5: SHT-5 = 36 + j 17,28 MVA

Nhánh hệ thống - phụ tải 6: SHT-6 = 30 + j 14,4 MVA

Nhánh hệ thống - phụ tải 7: SHT-7 = 40 + j 19,2 MVA

Nhánh phụ tải 9 - phụ tải 8: S9-8 = 38 + j18,24 MVA

Nhánh nhiệt điện - phụ tải 9: SNĐ-9 = 78 + j19,2 MVA

Điện áp nhánh nhiệt điện - phụ tải 2

Từ các kết quả ở bảng I-3.1 ta thấy Utt nằm trong giới hạn từ 70kV đến 150

kV phù hợp với điện áp định mức của hệ thống đã cho là: Uđm = 110kV

b Lựa chọn tiết diện dây dẫn.

3



kt dm

kt U J

S J

I

Thay số vào công thức trên ta tính cho nhánh nhiệt điện - phụ tải 2:

F kt 

) ( 85 , 105 10

1 , 1 110 3 2

2 , 19 40 10

3 2

2 3

2 2

3 2 2

J U

Q P J

I

kt dm kt

- Kiểm tra phát nóng khi chọn F NĐ-1 và F HT-1 :

Với trờng hợp sự cố nguy hiểm khi hỏng 1 tổ máy phát điện của NMNĐ,khi đó ta cho 2 tổ máy còn lại phát với công suất 100% công suất định mức

Vậy ta có: PNĐ-1 = PF -PPT -Pmđ -PTD = 200-196-9,8-20 = -25,8MW

Nh vậy hệ thống cần phải hỗ trợ thêm cho nhà máy một lợng công suất là28,5 (MW)

110 3 2

24 , 34 8 , 63 10

3 2

3 2 2

3 2 2 max

U

Q P I

QX PR

Sự cố nguy hiểm nhất xảy ra khi bị đứt một dây của lộ kép

Khi đó: ISC = 2.Imax và USC% = 2.Ubt%

- Tính cho nhánh nhiệt điện - phụ tải 2:

% 56 , 4 100 110

2

33 , 12 2 , 19 87 , 7 49 100

dm

U n

QX PR

U

- Tính cho nhánh liên thông nhiệt điện - phụ tải 9 - phụ tải 8:

Khi bình thờng ở chế độ max

% 31 , 5 100 110

2

23 , 10 44 , 37 23 , 3 78

U ND

% 06 , 3 100 110

2

71 , 8 24 , 18 56 , 5 38

23 , 10 44 , 37 23 , 3 78

U SCND

% 06 , 3 100 110

2

71 , 8 24 , 18 56 , 5 38

Ubt max% = UNĐ-9%+U9-8% = 5,31%+3,06% = 8,37%

Usc max% = 2.UNĐ-9%+U9-8% = 10,62%+3,06% = 13,68%

Dòng điện lúc sự cố Isc<ICP của dây dẫn Vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn điềukiện phát nóng

3.2.2 Ph¬ng ¸n nèi d©y 2

a Lùa chän tiÕt diÖn d©y dÉn.

3



kt dm

kt U J

S J

I

Thay sè vµo c«ng thøc trªn ta tÝnh cho nh¸nh nhiÖt ®iÖn - phô t¶i 4:

F kt 

) ( 85 , 105 10

1 , 1 110 3 2

2 , 19 40 10

3 2

2 3

2 2

3 2 2

J U

Q P J

I

kt dm kt

QX PR

Sự cố nguy hiểm nhất xảy ra khi bị đứt một dây của lộ kép

Khi đó: ISC = 2.Imax và USC% = 2.Ubt%

- Tính cho nhánh nhiệt điện - phụ tải 4:

% 75 , 4 100 110

2

72 , 25 2 , 19 42 , 16 40 100

dm

U n

QX PR

U

Tơng tự thay số tính cho các nhánh còn lại ta có kết quả ở bảng I-3.5

Bảng I-3.5

Từ kết quả tính tổn thất điện áp ở bảng trên ta có tổn thất điện áp trungbìnhlớn nhất lúc bình thờng và lúc sự cố của phơng án nối dây 2 là:

Ubt max% = UNĐ-9%+U9-8% = 5,31%+3,06% = 8,37%

Usc max% = 2.UNĐ-3%+U3-2% = 12,12%+2,21% = 14,33%

Dòng điện lúc sự cố Isc<ICP của dây dẫn Vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn điềukiện phát nóng

a Lùa chän tiÕt diÖn d©y dÉn.

3



kt dm

kt U J

S J

I

Thay sè vµo c«ng thøc trªn ta tÝnh cho nh¸nh nhiÖt ®iÖn - phô t¶i 4:

F kt 

) ( 85 , 105 10

1 , 1 110 3 2

2 , 19 40 10

3 2

2 3

2 2

3 2 2

J U

Q P J

I

kt dm kt

8 8

8 8 9 8 9

9 9

).

( ) ).(

L

L jQ P L

L jQ P S

ND ND

ND ND

ND

) ( 74 , 20 2 , 43 1

, 67 2 , 41 51

1 , 67 ).

24 , 18 38 ( ) 1 , 67 2 , 41 ).(

2 , 19 40

(

MVA j

j j

Ta nhận thấy rằng SNĐ-9>S9 nên điểm 8 sẽ là điểm phân công suất của mạch:

Đối với mạch vòng thì sự cố nguy hiểm nhất là khi đứt NĐ-9 hay NĐ-8, khi

đó dòng điện sự cố chaỵi trên đờng dây kia sẽ là dòng công suất tổng các phụ tảicủa mạch vòng

) ( 11 , 454 10

110 3

) 7 , 16 74 , 20 ( ) 8 , 34 2 , 43

110 3

) 54 , 1 74 , 20 ( ) 2 , 3 2 , 43

QX PR

Sự cố nguy hiểm nhất xảy ra khi bị đứt một dây của lộ kép

Khi đó: ISC = 2.Imax và USC% = 2.Ubt%

- Tính cho nhánh nhiệt điện - phụ tải 4:

% 75 , 4 100 110

2

72 , 25 2 , 19 42 , 16 40 100

dm

U n

QX PR

U

Tổn thất điện áp lớn nhất khi s cố đứt đờng dây trong mạch vòng:

Đứt đoạn NĐ-9:

%85,15100110

44,27.44,3741,11.78100)

()

ND

U

X Q Q R

P P U

%01,9100110

13,18.2,1954,18.40100

P

U

Đứt đoạn NĐ-8

%6,10100110

45,20.44,3763,6.78100)

()

ND

U

X Q Q R

P P U

%56,8100110

13,18.24,1854,18.38100

P

U

VËy ta cã:

Uscmax% = UN§-8%+U9-8% = 15,85%+9,01% = 24,86%

T¬ng tù thay sè tÝnh cho c¸c nh¸nh cßn l¹i ta cã kÕt qu¶ ë b¶ng I-3.7

a Lùa chän tiÕt diÖn d©y dÉn.

3



kt dm

kt U J

S J

I

Thay sè vµo c«ng thøc trªn ta tÝnh cho nh¸nh nhiÖt ®iÖn - phô t¶i 4:

F kt 

) ( 85 , 105 10

1 , 1 110 3 2

2 , 19 40 10

3 2

2 3

2 2

3 2 2

J U

Q P J

I

kt dm kt

QX PR

Sự cố nguy hiểm nhất xảy ra khi bị đứt một dây của lộ kép

Khi đó: ISC = 2.Imax và USC% = 2.Ubt%

- Tính cho nhánh nhiệt điện - phụ tải 4:

% 75 , 4 100 110

2

72 , 25 2 , 19 42 , 16 40 100

dm

U n

QX PR

U

Tơng tự thay số ta tính cho các nhánh còn lại ta có kết quả ở bảng I-3.9

Bảng I-3.9

Từ kết quả tính tổn thất điện áp ở bảng trên ta có tổn thất điện áp trung bìnhlớn nhất lúc bình thờng và lúc sự cố của phơng án nối dây 4 là:

Ubtmax% = UNĐ-3% + U3-2% = 6,06% + 2,21% = 8,27%

Uscmax% = 2.UNĐ-3% + U3-2% = 12,12% + 2,21% = 14,33%

Dòng điện lúc sự cố Isc<Icp của dây dẫn Vậy dây dẫn đã chọn thoả mãn điềukiện phát nóng

a Lùa chän tiÕt diÖn d©y dÉn.

3



kt dm

kt U J

S J

I

Thay sè vµo c«ng thøc trªn ta tÝnh cho nh¸nh nhiÖt ®iÖn - phô t¶i 4:

F kt 

) ( 85 , 105 10

1 , 1 110 3 2

2 , 19 40 10

3 2

2 3

2 2

3 2 2

J U

Q P J

I

kt dm kt

2 2

2 2 3 2 3

3 3

).

( ) ).(

L

L jQ P L

L jQ P S

ND ND

ND ND

ND

) ( 63 , 18 8 , 38 3

, 28 3 , 58 3 , 58

3 , 58 ).

2 , 19 40 ( ) 3 , 28 3 , 58 ).(

24 , 18 38

(

MVA j

j j

Vậy ta có sơ đồ nối điện tơng đơng nh sau:

SNĐ-3 = 38,8+j19,63 S3-2 = 0,8+j0,39 SNĐ-2 = 39,2+j18,81

S3 = 38-j18,24 S2 = 40+j19,2

ở chế độ sự cố:

Đối với mạch vòng thì sự cố nguy hiểm nhất là khi đứt NĐ-3 hay NĐ-2, khi

đó dòng điện sự cố chaỵi trên đờng dây kia sẽ là dòng công suất tổng các phụ tảicủa mạch vòng

) ( 11 , 454 10

110 3

) 81 , 18 63 , 18 ( ) 2 , 39 8 , 38

110 3

) 39 , 0 63 , 18 ( ) 8 , 0 8 , 38

QX PR

Sự cố nguy hiểm nhất xảy ra khi bị đứt một dây của lộ kép

Khi đó: ISC = 2.Imax và USC% = 2.Ubt%

- Tính cho nhánh nhiệt điện - phụ tải 4:

% 75 , 4 100 110

2

72 , 25 2 , 19 42 , 16 40 100

dm

U n

QX PR

U

Tổn thất điện áp lớn nhất khi s cố đứt đờng dây trong mạch vòng:

Đứt đoạn NĐ-3:

%12,12100110

38,23.44,3758,7.78100)

()

ND

U

X Q Q R

P P U

%88,5100110

45,12.24,1874,12.38100

P

U

Đứt đoạn NĐ-8

%12,12100110

38,23.44,3758,7.78100)

()

ND

U

X Q Q R

P P U

%19,6100110

45,12.2,1974,12.40100

P

U

Vậy ta có:

Uscmax% = UNĐ-3%+U3-2% = 12,12%+6,19% = 18,31%

Tơng tự thay số tính cho các nhánh còn lại ta có kết quả ở bảng I-3.11

Bảng I-3.11

Tõ kÕt qu¶ tÝnh tæn thÊt ®iÖn ¸p ë b¶ng trªn ta cã tæn thÊt ®iÖn ¸p trung b×nhlín nhÊt lóc b×nh thêng vµ lóc sù cè cña ph¬ng ¸n nèi d©y 5 lµ:

Ubtmax% = UN§-7% + U7-6% = 5,71% + 2,1% = 7,81%<15%

B¶ng tæng hîp kÕt qu¶ cho thÊy 3 ph¬ng ¸n cã tæn thÊt ®iÖn ¸p thÊp lµ:

Ph-¬ng ¸n 1,2 vµ 4 VËy ta lÊy 3 phPh-¬ng ¸n nµy ra tÝnh to¸n so s¸nh vÒ mÆt chØ tiªukinh tÕ

CHƯƠNG 4

SO S NH C C PHÁNH CÁC PH ÁNH CÁC PH ƯƠNG N VÁNH CÁC PH Ề MẶT KINH TẾ

Việc quyết định bất kỳ một phương án nào của hệ thống cũng phải dựatrên cơ sở so sánh về kỹ thuật và kinh tế, nói khác đi là dựa trên nguyên tắc bảođảm cung cấp điện và kinh tế để quyết định sơ đồ nối dây Ở phần trên, chúng ta

đã tính toán các phương án về mặt về chỉ tiêu kỹ thuật và đã lựa chọn được 3phương án Về chỉ tiêu kinh tế, phương án nào có vốn đầu tư và phí tổn vậnhành hàng năm nhỏ nhất là phương án kinh tế nhất

Vì các phương án so sánh có cùng điện áp định mức cho nên để đơn giảnkhông xét đến các chi phí về trạm hạ áp trong quá trình so sánh về kinh tế

Tiêu chuẩn để so sánh các phương án về mặt kinh tế là phí tổn tính toánhàng năm bé nhất: Z  min

Phí tổn tính toán của mỗi phương án được tính theo biểu thức:

Z = (avh + atc).K + A.C0

Trong đó:

- avh : hệ số chi phí vận hành hàng năm với đường dây cột sắt avh = 0,04

- Hệ số thu hồi vốn đầu tư phụ bằng:

tc tc

T

1

a  ; atc = 0,125

Với Ttc là thời gian tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư phụ (Ttc = 8năm)

- K: Vốn đầu tư cơ bản K = K0i.li Với đường dây lộ kép thì phải nhân thêm1,6 lần

K0i : Giá thành xây dựng1km đường dây có tiết diện Fi đ/km

Li : Chiều dài lộ đường dây (km)

- A: Tổng tổn thất công suất của phương án ở chế độ phụ tải max kWh

A = Pi.

+P : Tổng tổn thất công suất trên mạng (MW)

R U

Q P

2 2

- C0 : Giá 1kWh điện năng tổn thất ; C0 = 500 đ/kWh

B ng giá c a m t s lo i ảng giá của một số loại đường dây 2 lộ như ủa một số loại đường dây 2 lộ như ột số loại đường dây 2 lộ như ố loại đường dây 2 lộ như ại đường dây 2 lộ như đường dây 2 lộ nhưng dây 2 l nhột số loại đường dây 2 lộ như ư sau:

2

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2 2





 Nhánh 9 - 8

P9-8 = 5 , 56 0 , 82MW

110

24 , 18 38

2

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2 2

2

2 2





Tổng tổn thất công suất tác dụng:

P = Pi = 11,13MWTổng thất điện năng hàng năm là:

A = P. = 11,13.3411 = 37964,43 MWhTổng vốn đầu tư đường dây là:

K = KNĐ-1+KHT-1+KNĐ-2+KNĐ-3+…+KHT-6+KHT-7 =425.106.63,2+425.106.60,8+500.106.58,3+500.106.58,3+…

+450.106.60,8+500.106.53,9 = 279,115.109 (đồng)Tổng phí tổn hàng năm của phương án 1 là:

h (MVA) () (MW) dây 106đ/

109đồng

109đồng

Tổng tổn thất công suất tác dụng

P = Pi = 11,66MWTổng thất điện năng hàng năm là

A = P. = 11,66.3411 = 39772,26 MWhTổng vốn đầu tư đường dây là:

K = 273,297.109 (đồng)Tổng phí tổn hàng năm của phương án 2 là

Z2 = 0,165.273,297.109 +39772,26.500.103 = 64,98.109 (đồng)

4.3 Phương án 4

Tính toán tương tự như phương án 1 ta có kết quả ở bảng 4.2

P(MW)

Loại dây

K0

106đ/

km

L(Km)

K

109đồng

Z

109đồng

Từ kết quả tớnh toỏn cỏc phương trờn ta cú bảng 4.3 là bảng tổng hợp chỉtiờu kinh tế và kỹ thuật của phương ỏn 1, 2, 4.

Chơng 5

Lựa chọn máy biến áp và sơ đồ nối dây

toàn hệ thống điện 5.1 Chọn máy biến áp

Chọn máy biến áp là một công việc rất quan trọng trong bản thiết kế, nó ảnhhởng trực tiếp đến việc cung cấp điện và đảm bảo các yêu cầu của phụ tải Trạmbiến áp cấp cho phụ tải loại 1 ta chọn 2 máy biến áp vận hành song song Để chọn

đợc máy biến áp ta phải dựa vào công suất và điện áp ở các hộ tiêu thụ Các hộ phụtải của mạng có cấp điện áp hạ áp là 10kV, phía cao áp là 110kV Nh vậy ta phảichọn MBA hạ áp 3 pha 2 dây quấn có cấp điện áp 110/10kV

Công suất các máy biến áp đợc chọn phải đảm bảo:

- Cung cấp điện trong tình trạng làm việc bình thờng(chế độ phụ tải cực đại)

- Khi có một máy biến áp nghỉ (do sự cố hay sửa chữa định kỳ…) thì côngsuất các MBA còn lại với khả năng quá tải sự cố cho chép phải đảm bảo đủ cungcấp công suất cần thiết cho các phụ tải

Công suất các máy biến áp đợc chọn theo biểu thức:

SđmB≥ ( max1)



n k S

Trong đó:

SđmB: Công suất định mức của máy biến áp

Smax: Công suất của phụ tải ở chế độ cực đại

k : Là hệ số quá tải của máy biến áp ở chế độ phụ tải cực đại Với trạmbiến áp gồm hai máy biến áp vận hành song song k = 1,4

n : Số máy biến áp vận hành song song trong trạm

Ta coi các máy biến áp đã đợc nhiệt đới hoá nên không cần hiệu chỉnh côngsuất theo nhiệt độ

5.1-1 Chọn máy biến áp cho các phụ tải

 Phụ tải 1 (S 1 )

Công suất định mức của máy biến áp đợc chọn:

n k

Q P

11 , 30 4

, 1

24 , 18 38 )

1 (

2 2

2 1 2 1

Q P

69 , 31 4

, 1

2 , 19 40 )

1 (

2 2

2 1 2 1

Q P

11 , 30 4

, 1

24 , 18 38 )

1 (

2 2

2 1 2 1

Q P

69 , 31 4

, 1

2 , 19 40 )

1 (

2 2

2 1 2 1

Q P

52 , 28 4

, 1

28 , 17 36 )

1 (

2 2

2 1 2 1