Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện bùi minh dương

Vì hộ loại 1 nếu xảy ra mất điện sẽ gây thiệt hại lớn về kinh tế, chính trị và an toàn cho tính mạng con người, nên khi thiết kế đối với các phụ tải loại 1 ta phải cấp điện bằng đường dâ

1

LỜI NÓI ĐẦU

Điện năng là một nguồn năng lượng quan trọng của hệ thống năng lượng quốc gia,

nó được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các lĩnh vực như: sản xuất kinh tế, đời sống sinh hoạt, nghiên cức khoa học, …

Hiện nay nước ta đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa nên nhu cầu về điện năng đòi hỏi ngày càng cao về số lượng cũng như chất lượng Để đáp ứng được về số lượng thì ngành điện nói chung phải có kế hoạch tìm và khai thác tốt các nguồn năng lượng có thể biến đổi chúng thành điện năng Mặt khác để đảm bảo về chất lượng điện năng thì cần phải xây dựng hệ thống truyền tải, phân phối điện năng hiện đại, có phương thức vận hành tối ưu nhất, đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật cũng như kinh tế Do vậy việc thiết kế, xây dựng và vẫn hành Hệ thống điện luôn luôn phải được đề cao

Trong khuôn khổ của đồ án này có rất nhiều chi tiết đã được đơn giản hóa nhưng đây là những cơ sở quan trọng cho việc thiết kế một Hệ thống điện lớn Với mục đích

đó, đồ án tốt nghiệp của em đã đưa hai nhiệm vụ chính sau:

Phần I: Thiết kế lưới điện cao áp

Phần II: Thiết kế cơ khí đường dây

2

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình làm đồ án với sự nỗ lực của bản thân, cũng như sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong khoa Hệ thống điện, bản đồ này của em đã được hoàn thành

Em xin được chân thành cảm ơn: Các thầy giáo, cô giáo trong khoa Hệ thống điện

đã trang bị kiến thực cho em trong quá trình làm đồ án

Đặc biệt em cảm ơn thầy giáo: Th.S Nguyễn Đức Thuận là người trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đồ án

Em kính mong được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô để bản đồ án của em được hoàn thiện

Em xin chân thành cảm ơn!

Bùi Minh Dương

3

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

LỜI CẢM ƠN 2

MỤC LỤC Error! Bookmark not defined. PHẦN 1: THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC 7

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH NGUỒN VÀ PHỤ TẢI 8

1.1 NGUỒN CUNG CẤP 8

1.1.1 Hệ thống điện 8

1.1.2 Nhà máy điện 8

1.2 CÁC PHỤ TẢI ĐIỆN 9

1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng 11

1.2.2 Cân bằng công suất phản kháng 12

1.3 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA NGUỒN 14

1.3.1 Chế độ phụ tải cực đại 14

1.3.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 14

1.3.3 Chế độ sự cố 15

1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 16

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN 17

2.1 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN 17

2.1.1 Những vấn đề cần quan tâm 17

2.1.2 Các phương án 17

2.2 NGUYÊN TẮC CHUNG TÍNH TOÁN KỸ THUẬT CÁC NHÓM 20

2.2.1 Chọn điện áp định mức của mạng điện 20

2.2.2 Chọn tiết diện dây dẫn 21

2.2.3 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện 22

2.3 Tính toán kỹ thuật cho các nhóm 23

2.3.1 Nhóm I 23

2.3.2 Nhóm II 29

4

2.3.3 Nhóm III 33

2.3.4 Nhóm IV 36

2.3.5 Nhóm V 39

2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 43

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN KINH TẾ 44

3.1 Nhóm I 45

3.1.1 Phương án 1 45

3.1.2 Phương án 2 46

3.2 Nhóm II 47

3.2.1 Phương án 1 47

3.2.2 Phương án 2 48

3.3 Nhóm III 49

3.3.1 Phương án 1 49

3.3.2 Phương án 2 49

3.4 Nhóm IV 50

3.4.1 Phương án 1 50

3.4.2 Phương án 2 51

3.5 Nhóm V 51

3.6 Kết luận 52

3.7 KẾT LUẬN CHƯƠNG 53

CHƯƠNG 4 CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH 54

4.1 Chọn máy biến áp 54

4.1.1 Chọn máy biến áp tăng áp 54

4.1.2 Chọn máy biến áp trong các trạm hạ áp 54

4.2 Chọn sơ đồ nối dây cho trạm 56

4.2.1 Trạm trung gian 56

4.2.2 Trạm hạ áp 56

4.2.3 Trạm tăng áp 57

5

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN CHÍNH XÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA MẠNG

5.1 Chế độ cực đại 59

5.1.1 Các đường dây nối với nhà máy 61

Bảng 5.1 Thông số các phần tử trong sơ đồ thay thế các đường dây 63

Bảng 5.2 Các dòng công suất và các tổn thất trong tổng trở MBA và trên đường dây nối với NMĐ 65

5.1.2 Xét đoạn HT-7-NM 66

5.1.3 Đường dây HT-1,HT-2,HT-6 70

5.1.4 Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống 72

5.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 72

5.3 Chế độ sau sự cố 74

CHƯƠNG 6 TÍNH ĐIỆN ÁP CÁC NÚT VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN 76 6.1 Tính điện áp các nút 76

6.1.1 Chế độ cực đại 76

6.1.2 Chế độ cực tiểu 76

6.1.3 Chế độ sau sự cố 76

6.2 Chọn phương thức điều áp cho trạm 9 77

6.2.1 Các tiêu chuẩn điều chỉnh điện áp với máy biến áp 77

6.2.2 Chọn các đầu điều chỉnh trong máy biến áp 79

CHƯƠNG 7 TÍNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 83 7.1 Vốn đầu tư xây dựng mạng điện 83

7.2 Tổn thất công suất trong mạng điện 84

7.3 Tổn thất điện năng trong mạng điện 84

7.4 Tính chi phí giá thành 85

7.4.1 Chi phí vận hành hằng năm 85

7.4.2 Chi phí tính toán hằng năm 85

6

7.4.3 Giá thành truyền tải 85

7.4.4 Giá thành xây dựng 1MW công suất phụ tải trong chế độ cực đại 86

7.5 Kết luận chương 86

PHẦN 2: THIẾT KẾ CƠ KHÍ ĐƯỜNG DÂY 87

CHƯƠNG 8 THIẾT KẾ CƠ KHÍ ĐƯỜNG DÂY 88

8.1 Sơ đồ địa lý thiết kế đường dây 88

8.2 Các số liệu phục vụ tính toán 88

8.3 Lựa chọn và tính toán các phần tử trên dây 91

8.3.1 Lựa chọn các phần tử 91

8.3.2 Sức kéo và độ võng của dây trong khoảng cột 93

8.3.3 Kiếm tra khoảng cách an toàn 96

8.3.4 Kiểm tra độ uốn của cột trung gian 97

8.3.5 Kiểm tra độ uốn của cột cuối 98

8.3.6 Thiết kế móng dây néo 100

8.3.7 Kiểm tra móng cột cuối 101

7

PHẦN 1 THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC

Công suất vô cùng lớn

Hệ số công suất : cos   0,85

Điện áp định mức thanh cái : Uđm110 kV

Vì vậy cần phải có sự liên hệ giữa hệ thống điện (HT) và nhà máy điện để có thể trao đổi công suất giữa hai nguồn cung cấp khi cần thiết, đảm bảo cho HT thiết kế làm việc bình thường trong các chế độ vận hành Mặt khác, vì HT có công suất vô cùng lớn cho nên chọn HT là nút cân bằng công suất và nút cơ sở về điện áp Ngoài ra do HT có công suất vô cùng lớn cho nên không cần phải dự trữ công suất trong nhà máy điện, nói cách khác công suất tác dụng và phản kháng dự trữ sẽ được lấy từ HT

Đối với NĐ, các máy phát làm việc ổn định khi phụ tải P70%Pđm Còn khi

đm

P30%P thì các máy phát ngừng làm việc

Công suất phát kinh tế của các máy phát NĐ thường bằng (80 90%)P  đm.Khi thiết

kế chọn công suất phát kinh tế bằng 85%Pđm, nghĩa là : Pkt  85%Pđm

Do đó khi phụ tải cực đại cả 4 nhà máy đều vận hành và tổng công suất tác dụng phát ra của NĐ là: Pkt  85% 4 60    204 MW

Trong chế độ phụ tải cực tiểu, bốn máy phát sẽ phát 70%Pđm, nghĩa là tổng công suất phát ra của nhà máy nhiệt điện là:

9

kt

P  70% 4 60    168MWKhi sự cố ngừng một máy phát, ba máy phát còn lại sẽ phát 100%Pđm, nhƣ vậy:

0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 Mức yêu cầu cấp điện I I III I I I III I I I Yêu cầu điều chỉnh điện

áp KT KT T KT KT KT T KT KT KT

Công suất tiêu thụ của các phụ tải điện đƣợc tính nhƣ sau:

2 2 max max max max max max max max

Q P tg ; S  P jQ ; S  P jQKết quả tính giá trị công suất của các phụ tải trong các chế độ cực đại và cực tiểu cho trong bảng 1-2

Mặt bằng bố trí nguồn và phụ tải nhƣ hình vẽ

đm

cos

Pmin + jQmin (MVA)

Smin (MVA)

km

3 6,1

k m

2 ,1

km

3 ,1 km

2 2,4

k m

4 1 ,2k m

3 ,6 km

5 1 km

4 4,7

k m

2 ,4 k m

3 0 k m

3 6,1

k m

4 ,7 km

2 ,4 km

11

Nhận xét

Theo sơ đồ phân bố phụ tải cho ta thấy phụ tải được phân bố tập trung về hai phía,

do đó có xu hướng khi thiết kế có thể phân thành 2 vùng phụ tải như sau:

Vùng 1 được cấp điện từ HT: Gồm 3 phụ tải 1,2 và 6

Vùng 2 được cấp điện từ ND: Gồm 6 phụ tải 1,9,4,5,10 và 8

Riêng phụ tải 7 nằm giữa NĐ và HT nên được cấp điện từ 2 nguồn

Trong 10 phụ tải, 8 phụ tải loại 1 có yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cũng như chất lượng điện năng cao Vì hộ loại 1 nếu xảy ra mất điện sẽ gây thiệt hại lớn về kinh

tế, chính trị và an toàn cho tính mạng con người, nên khi thiết kế đối với các phụ tải loại

1 ta phải cấp điện bằng đường dây kép hoặc mạch vòng

Phụ tải ở xa nguồn nhất là phụ tải

Phụ tải gần nguồn nhất là phụ tải

1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng

Đặc điểm rất quan trọng của hệ thống điện là truyền tải tức thời điện năng từ các nguồn đến các hộ tiêu thụ và không thể tích trữ điện năng thành số lượng nhận thấy được Tính chất này xác định sự đồng bộ của quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của HT, các nhà máy của HT cần phải phát công suất cân bằng với công suất của các hộ tiêu thụ, kể cả các tổn thất công suất trong mạng điện, nghĩa là cần phải thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất phát và công suất tiêu thụ

Ngoài ra để đảm bảo cho HT vận hành bình thường, cần phải có dự trữ nhất định của công suất tác dụng trong HT Dự trữ trong hệ thống điện là một vấn đề quan trọng, liên quan đến vận hành cũng như sự phát triển của HT

Bởi vì HT có công suất vô cùng lớn nên công suất dự trữ ấy lấy ở HT, nghĩa là

1.2.2 Cân bằng công suất phản kháng

Sản xuất và tiêu thụ điện năng đòi hỏi sự cân bằng đối với công suất tác dụng và công suất phản kháng tại mọi thời điểm Sự cân bằng công suất tác dụng liên quan đến tần số của hệ thống điện Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp Phá hoại sự cân bằng công suất phản kháng sẽ dẫn đến thay đổi điện áp trong mạng điện Nếu công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất tiêu thụ thì điện áp trong mạng sẽ tăng, ngược lại nếu thiếu công suất phản kháng thì điện áp trong mạng sẽ giảm

Vì vậy để đảm bảo chất lượng cần thiết của điện áp ở các hộ tiêu thụ trong mạng điện

và HT, cần tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng

Đối với mạng điện thiết kế công suất Qdtsẽ lấy ở HT, nghĩa là Qdt 0 Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế có dạng:

Q  Q  Q  Q  m Q   Q   Q   Q  Q (1.2)

Q Công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện

Nhƣ vậy tổng công suất phản kháng do nhà máy điện phát ra bằng:

Q  P tg   240.0, 75  180MVArCông suất phản kháng do HT cung cấp:

Q  P tg   90, 6.0, 62  56,15MVArTổng công suất phản kháng của các phụ tải trong chế độ cực đại theo Bảng 1-2:

21,12 MVAr





14

Như vậy tổng công suất tiêu thụ trong mạng điện:

tt

Q  141,33 21, 2   21,12  183, 65MVArTổng công suất phản kháng cần bù:

1.3 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA NGUỒN

1.3.1 Chế độ phụ tải cực đại

Trong chế độ cực đại, nhà máy phát với 85% công suất định mức

Công suất phát kinh tế của NĐ:

P  85%P  85% 240   204 MWCông suất tác dụng tự dùng của nhà máy:

P  10%P  10% 204   20, 4MWCông suất phát lên lưới của NĐ là:

P  P  P  204  20, 4  183, 6 MWTổng công suất tác dụng yêu cầu của lưới điện là:

P P    P 292 14, 6   306, 6 MWKhi đó công suất lấy từ thanh góp HT là:

15

P  10%P  10% 168   16,8MWCông suất phát lên lưới của NĐ là:

P  P  P  168 16,8   151, 2 MWTổng công suất tác dụng yêu cầu của lưới điện là:

P P    P 204, 4  5% 204, 4   214, 62 MWKhi đó công suất lấy từ thanh góp HT là:

P  10%P  10% 180   18MWCông suất phát lên lưới của NĐ là:

P  P  P  180 18   162 MWTổng công suất tác dụng yêu cầu của lưới điện là:

P P    P 292 14, 6   306, 6 MWKhi đó công suất lấy từ thanh góp HT là:

16

1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG

Trong chương 1, đồ án đã tiến hành phân tích các đặc điểm của các nguồn và các phụ tải, cụ thể như: Vị trí địa lý của các nguồn và phụ tải, công suất nguồn và tải Đã tiến hành cân bằng công suất sơ bộ công suất trong hệ thống thiết kế, trên cơ sở đó xác định những phụ tải và công suất mà các nguồn cần cấp sao cho hợp lý, từ đó dự kiến các sơ

đồ nối điện của lưới điện đang thiết kế Phương án tối ưu sẽ được tính toán lựa chọn trong các sơ đồ đưa ra

và an toàn trong vận hành, khả năng phát triển trong tương lai và tiếp nhận các phụ tải mới

Trong thiết kế hiện nay, để chọn được sơ đồ tối ưu của mạng điện người ta sử dụng phương pháp nhiều phương án Từ các vị trí đã cho của các phụ tải và các nguồn cung cầp cần dự kiến một số phương án và phương án tốt nhất sẽ chọn được trên cơ sở

so sánh kinh tế – kỹ thuật các phương án

Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu đối với các mạng là độ tin cậy và chất lượng cao của điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ Khi dự kiến sơ đồ của mạng điện thiết kế, trước 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 1, cần đảm bảo dự phòng 100% trong mạng điện, đồng thời dự phòng đóng tự động Vì vậy để cung cấp cho các hộ tiêu thụ loại 1 có thể sử dụng đường dây hai mạch hay mạch vòng

Đối với các hộ tiêu thụ loại 2, trong nhiều trường hợp được cung cấp bằng đường dây hai mạch hoặc bằng đường dây riêng biệt Nhưng nói chung cho phép cung cấp điện cho các hộ loại 2 bằng đường dây trên không một mạch, bởi vì thời gian sửa chữa

sự cố cho các đường dây trên không rất ngắn

Các hộ tiêu thụ loại 3 được cung cấp điện bằng đường dây một mạch

2.1.2 Các phương án

Từ sơ đồ mặt bằng nguồn và phụ tải ta thấy các phụ tải gần nhau được bố trí theo từng nhóm riêng biệt nên việc tìm phương án tối ưu của mạng điện sẽ được chuyển thành bài toán tìm phương án tối ưu cho mỗi nhóm Căn cứ vào yêu cầu cung cấp điện năng của các hộ tiêu thụ, vào đặc điểm và phương thức vận hành của các nhà máy điện,

hệ thống công suất vô cùng lớn và sơ đồ địa lý của các phụ tải, ta phân nhóm như sau:

- Nhóm I: gồm HT và phụ tải 2, 6

- Nhóm II: gồm NĐ và phụ tải 3, 9

- Nhóm III: gồm NĐ và phụ tải 4, 5

- Nhóm IV: gồm NĐ và phụ tải 8,10

41,2 km

2 6

HT

22,4 km 28

,3 km

41,2 km

2 6

HT

9

22,4 km 51km

44,7 km2

,4 k m

30 km

NÐ

4 5

44,7 km2

,4 k m

20

2.1.2.5 Nhóm IV

Hình 2-5 Sơ đồ phương án nhóm V

2.2 NGUYÊN TẮC CHUNG TÍNH TOÁN KỸ THUẬT CÁC NHÓM

2.2.1 Chọn điện áp định mức của mạng điện

Điện áp định mức của mạng điện quyết định trực tiếp đến các chỉ tiểu kinh tế -

kỹ thuật của mạng điện Khi tăng điện áp định mức thì tổn thất công suất và tổn thất điện năng sẽ giảm, nghĩa là giảm chi phí vận hành, giảm tiết diện dây dẫn và chi phí về kim loại khi xây dựng mạng điện, đồng thời tăng công suất giới hạn truyền tải trên đường dây, nhưng sẽ làm tăng vốn đầu tư xây dựng mạng điện

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 tương đối giữa các phụ tải với nhau, sơ đồ của mạng điện… Do vậy cần phải lựa chọn điện áp định mức hợp lý cho từng mạng điện cụ thể

Có nhiều phương pháp khác nhau để lựa chọn điện áp hợp lý cho mạng điện, một phương pháp sử dụng khá rộng rãi là xác định điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh nghiệm:

31,6 km36,1 km

NÐ HT

21

 khoảng cách truyền tải, km

P công suất truyền tải trên đường dây, MW

n số lộ của đường dây (đường dây đơn n = 1; đường dây kép n = 2)

2.2.2 Chọn tiết diện dây dẫn

Các mạng điện 110 kV được thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên không Các dây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép (AC), đồng thời các dây dẫn thường được đặt trên các cột bê tông ly tâm hay cột thép tùy theo địa hình đường dây chạy qua Đối với các đường dây 110 kV, khoảng cách trung bình hình học giữa dây dẫn các pha bằng 5m (Dtb  5m)

Đối với các mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh

tế của dòng điện, nghĩa là:

max kt

I F J

S công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại, MVA

Dựa vào tiết diện dây dẫn tính được 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 đường dây và phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sự cố

Đối với đường dây 110 kV, để không xuất hiện vầng quang các dây nhôm lõi thép cần phải có tiết diện 2

F70 mm

I dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố

cp

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

2.2.3 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện

Điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ được đặc trưng 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 mạng điện, ta giả thiết rằng HT 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 lượng 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 phương án cung cấp điện có thể đánh giá chất lượng 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 vượt quá 10 15% trong chế độ làm việc bình thường, còn trong các chế độ sau sự cố các tổn thất điện áp lớn nhất không vượt quá 15 20% , nghĩa là:

max bt max sc

U % 15 20%

U % 20 25%

Đối với các tổn thất điện áp như vậy, cần sử dụng các máy biến áp điều chỉnh điện

áp dưới tải trong các trạm hạ áp

23

Tổn thất điện áp trên đường dây thứ i nào đó khi vận hành bình thường được xác định theo công thức:

i i i i ibt 2

R , X điện trở và điện kháng của đường dây thứ i

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

Hình 2-1 Sơ đồ mạng điện phương án 1

1.Chọn điện áp định mức của mạng điện

* Tính điện áp định mức trên đường dây HT-2:

Dòng công suất truyền tải trên đường dây HT-2 là:

S  S  30  j14,52MVArĐiện áp tính toán trên đoạn đường dây NĐ-3 theo công thức (2.1), ta có:

HT

Chiều dài đường dây (km)

Số lộ

Điện áp tính toán U (kV)

Điện áp định mức Uđm (kV) HT-2 30 + j14,52 28,3 2 71,09

110 HT-6 35 + j16,94 41,2 2 77,78

Từ kết quả tính toán trên ta lựa chọn điện áp định mức cho mạng điện ở phương

án này là Uđm 110 kV

2 Chọn tiết diện dây dẫn

Khi tính tiết diện dây dẫn cần sử dụng các dòng công suất ở Bảng 2-1:

* Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây HT-2:

Dòng điện chạy trên đường dây được tính theo công thức (2.3) bằng:

3 2

87, 47

1,1

Chọn dây AC-70Tra [1] – Bảng 33 trang 227:Icp  265 A

Khi ngừng một mạch của đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:

I  2.I  2.87, 47  174,94 A Như vậy Isc  174,94A  0,88.Icp  0,88.265  233, 2 A Thỏa mãn điều kiện (2.4) Tính toán đối với đường dây còn lại tương tự như đối với đường dây HT-6 Kết quả tính toán trong bảng sau

Bảng 1-4 Chọn tiết diện dây dẫn phương án 1 nhóm I

Đường

dây

S (MVA)

Ibt (A)

Ftt (mm2)

Ftt (mm2)

Isc (A)

Icp (A)

k1.k2.Icp (A)

Loại dây

25

HT-2 30 + j14,52 87,47 79,51 70 174,94 265 233,2 AC-70 HT-6 35 + j16,94 102,03 92,75 70 185,52 265 233,2 AC-70

Sau khi chọn tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn, cần xác định các thông số đơn vị của đường dây là r x , b0, 0 0 và tiến hành tính các thông số tập trung R, X và B/2 trong sơ đồ thay thế hình  của các đường dây theo công thức:

b 2, 64.10 (S / km)

0 H2 H2

Ftc (mm2)

r0 (/ km)

x0

/ km



b0.10-6 (S/km)

R ()

X ()

B/2.10-4 (S) HT-2 28,3 70 0,46 0,43 2,64 6,51 6,08 0,75 HT-6 41,2 70 0,46 0,43 2,64 9,48 8,85 1,09

3 Tính tổn thất điên áp trong mạng điện

Khi tính tổn thất điện áp, các thông số được lấy từ Bảng 2-2 và Bảng 2-3:

* Tính tổn thất điện áp trên đường dây HT-2

Trong chế độ làm việc bình thường tổn thất điện áp trên đường dây tính theo công thức (2.5) bằng:

Tính các tổn thất trên đường dây HT-6 tương tự ta có kết quả sau:

Bảng 1-6 Các giá trị tổn thất điện áp phương án 1

Sơ đồ mạng điện phương án 2

Hình 2-2 Sơ đồ mạng điện phương án 2

* Tính dòng công suất chạy trên đoạn đường dây trong mạch vòng HT-2-6-HT

Để thuận tiện ta ký hiệu chiều dài các đoạn đường dây như Hình 2-7 Để xác định các dòng công suất ta cần giả thiết rằng, mạng điện đồng nhất và tất cả các đoạn đường dây đều có cùng một tiết diện Như vậy dòng công suất chạy trên đoạn HT-2

2 2 3 6 2 H2

28,3 km 41,2 km

2 6

HT

22,4 km

Chiều dài đường dây (km)

Số lộ

Điện áp tính toán U (kV)

Điện áp định mức Uđm (kV) HT-2 25,74+j28,36 28,3 1 91,05

110 HT-6 39,26+j3,1 22,4 1 110,69

2-6 -4,26+j13,84 41,2 1 45,38

2.Chọn tiết diện dây dẫn

* Tính tiết diện các đoạn đường dây trong mạch vòng HT-2-6-HT

Tính toán tương tự phương án 1 nhóm I, ta được các kết quả ở Bảng 2-14

* Kiểm tra dây dẫn khi sự cố :

Đối với mạch vòng đã cho, dòng điện chạy trên đoạn 2-6 sẽ có giá trị lớn nhất khi ngừng đoạn dây HT-2 hoặc HT-6

+Đứt đoạn HT-2:

SHT-6 = S2 + S6= 65+j31,46 ( MVA)

S6-2= S2 = 30+14,52j ( MVA) Vậy

Kết quả chọn tiết diện dây phương án 2 nhóm I

Bảng 2-2 Chọn tiết diện dây dẫn phương án 2 nhóm I

Đường

dây

S (MVA)

Ibt (A)

Ftt (mm2)

Ftt (mm2)

Isc (A)

Icp (A)

k1.k2.Icp (A)

Loại dây

Ftc (mm2)

r0 (/ km

R ()

X ()

B/2.10-4 (S) HT-2 28,3 150 0,21 0,409 2,78 5,94 11,57 0,39 HT-6 22,4 150 0,21 0,409 2,78 4,70 9,16 0,31 2-6 41,2 70 0,46 0,43 2,64 18,95 17,72 0,54

Bảng 2-4 Các giá trị tổn thất điện áp phương án 2 nhóm III

Sơ đồ mạng điện của phương án:

Hình 2-3 Sơ đồ mạng điện phương án 1

1 Chọn điện áp định mức của mạng điện

*Tính điện áp định mức trên đường dây NĐ-3:

951km

3

NÐ

36,1km

30

Dòng công suất truyền tải trên đoạn dây NĐ-3 là:

S  S  25  j12,10 MVArĐiện áp tính toán trên đoạn dây NĐ-3 theo công thực ( 2.1 ) ta có

Tính điện áp trên đoạn dây NĐ-9 tương tự với đoạn dây NĐ-3 ta có bảng sau

Bảng 2-5 Điện áp tính toán và điện áp định mức phương án 1 nhóm II

Đường dây

Công suất truyền tải S (MVA)

Chiều dài đường dây (km)

Số lộ

Điện áp tính toán U (kV)

Điện áp định mức Uđm (kV)

2 Chọn tiết diện dây dẫn

* Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-3:

Dòng điện chạy trên đường dây được tính theo công thức

2 2

3 3

Tính toán tương tự với đoạn NĐ-9

Bảng 2-6 Chọn tiết diện dây dẫn phương án 1 nhóm II

Đường

dây

S (MVA)

Ibt (A)

Ftt (mm2)

Ftt (mm2)

Isc (A)

Icp (A)

k1.k2.Icp (A)

Loại dây NĐ-3 25+ j12,1 145,77 132,51 120 145,77 380 334,4 AC-

120 NĐ-9 28 + j13,55 81,63 74,21 70 163,26 265 233,2 AC-70

r0 (/ km)

x0

/ km



b0.10-6 (S/km)

R ()

X ()

B/2.10-4 (S) NĐ-3 36,1 120 0,27 0,416 2,74 9,75 15,02 0,49 NĐ-9 51 70 0,46 0,43 2,64 11,73 10,97 1,35

Bảng 2-8 Các giá trị tổn thất điện áp phương án 1

Hình 2-4 Sơ đồ mạng điện phương án 2

1 Chọn điện áp định mức của mạng điện

Dòng công suất chạy trên đoạn NĐ-9:

32

S  S  S  25  j12,1 28   j13,55  53  j25, 65MVADòng công suất chạy trên đoạn 9-3

S   S  25  j12,1MVAKết quả tính toán như sau

Bảng 2-9 Điện áp tính toán và điện áp định mức phương án 2 nhóm II

Đường dây Công suất truyền

tải S (MVA)

Chiều dài đường dây (km)

Số lộ

Điện áp tính toán U (kV)

Điện áp định mức Uđm (kV)

110

2 Chọn tiết diện dây dẫn

Kết quả tính toán như sau

Bảng 2-10 Chọn tiết diện dây dẫn phương án 2 nhóm II

Đường dây S

(MVA)

Ibt (A)

Ftt (mm2)

Ftt (mm2)

Isc (A)

Icp (A)

k1.k2.Icp (A)

Loại dây NĐ-9 53+j25,65 154,52 140,47 150 309,94 445 391,6 AC-150 9-3 25 + j12,1 145,78 132,52 120 145,78 380 334,4 AC-120 Kết quả tính các thông số đường dây

Bảng 2-11 Thông số của tất cả các đường dây phương án 2 nhóm II

Đường

dây

(km)

Ftc (mm2)

r0 (/ km

R ()

X ()

B/2.10-4 (S) NĐ-9 51 150 0,21 0,409 2,74 5,36 10,43 1,40 9-3 22,4 120 0,27 0,416 2,74 6,05 9,32 0,31

3 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện

* Tổn thất điện áp trong chế độ làm việc bình thường:

Tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-9

* Tổn thất điện áp trên đường dây trong chế độ sự cố:

Khi tính tổn thất điện áp trên đường dây ta không xét các sự cố xếp chồng, nghĩa

là đồng thời xảy ra trên tất cả các đường dây đã cho, chỉ xét sự cố ở đoạn nào mà tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị cực đại

Xét khi ngừng 1 mạch trên đường dây NĐ-9 thì :

U % 2 U % 2.4,56% 9,12%

Do mạch 9-3 là lộ đơn nên:  U9 3sc %   U9 3bt %  2,18%

Bảng 2-12 Các giá trị tổn thất điện áp phương án 2 nhóm I

44,7 km

2 ,4 km

NÐ

34

Tính toán tương tự ta có kết quả

Bảng 2-13 Điện áp tính toán và điện áp định mức phương án 1 nhóm III

Đường dây

Công suất truyền tải S (MVA)

Chiều dài đường dây (km)

Số lộ Điện áp tính toán U

(kV)

Điện áp định mức Uđm (kV) NĐ-4 29+14,04j 44,7 2 72,19

Ibt (A)

Ftt (mm2)

Ftt (mm2)

Isc (A)

Icp (A)

k1.k2.Icp (A)

Loại dây NĐ-4 29+14,04j 84,55 76,87 70 169,1 265 233,2 AC-70 NĐ-5 31+15j 90,38 82,16 70 180,76 265 233,2 AC-70

Bảng 2-15 Thông số của đường dây phương án 1 nhóm III

Đường

dây

(km)

Ftc (mm2)

r0 (/ km)

x0

/ km



b0.10-6 (S/km)

R ()

X ()

B/2.10-4 (S) NĐ-4 44,7 70 0,46 0,43 2,64 10,28 9,61 1,18 NĐ-5 22,4 70 0,46 0,43 2,64 5,15 4,82 0,59

Bảng 2-16 Các giá trị tổn thất điện áp phương án 1 nhóm II

Chiều dài đường dây (km)

Số lộ

Điện áp tính toán U (kV)

Điện áp định mức Uđm (kV)

110

2 Chọn tiết diện dây dẫn

Tính toán tương tự phương án 2 nhóm I ta có kết quả

Bảng 2-18 Chọn tiết diện dây dẫn phương án 2 nhóm III

Đường

dây

S (MVA)

Ibt (A)

Ftt (mm2)

Ftt (mm2)

Isc (A)

Icp (A)

k1.k2.Icp (A) Loại dây NĐ-4 37,19+18j 216,86 197,14 185 349,87 510 448,8 AC-185 NĐ-5 22,8+11,04j 132,96 120,87 120 349,87 380 334,4 AC-120

4-5 8,2+3,96j 47,79 43,45 70 53,35 265 233,2 AC-70 Kết quả tính thông số của tất cả các đường dây trong mạng điện

Bảng 2-19 Thông số của tất cả các đường dây phương án 2 nhóm III

Đường

dây

(km)

Ftc (mm2)

r0 (/ km

x0

/ km



b0.10-6 (S/km)

R ()

X ()

B/2.10-4 (S)

4 5

44,7 km 2

2 ,4 km

30 km

NÐ

36

) NĐ-4 44,7 185 0,17 0,401 2,8 7,60 17,92 0,63 NĐ-5 22,4 120 0,27 0,416 2,74 6,05 9,32 0,31 4-5 30 70 0,46 0,43 2,64 13,80 12,90 0,40

3 Tính tổn thất điện áp

Bảng 2-20 Các giá trị tổn thất điện áp phương án 2 nhóm III

37

Bảng 2-21 Điện áp tính toán và điện áp định mức phương án 1 nhóm IV

Đường dây

Công suất truyền tải S (MVA)

Chiều dài đường dây (km)

Số lộ Điện áp tính toán U

(kV)

Điện áp định mức Uđm (kV) NĐ-8 27+13,07j 36,1 1 93,89

110 NĐ-10 24+11,62j 44,7 2 66,77

Bảng 2-22 Chọn tiết diện dây dẫn phương án 1 nhóm IV

Đường

dây

S (MVA)

Ibt (A)

Ftt (mm2)

Ftt (mm2)

Isc (A)

Icp (A)

k1.k2.Icp (A) Loại dây NĐ-8 27+13,07j 157,46 143,14 120 157,46 380 334,4 AC-120 NĐ-10 24+11,62j 139,93 127,21 120 279,86 380 334,4 AC-120

Bảng 2-23 Thông số của đường dây phương án 1 nhóm IV

Đường

dây

(km)

Ftc (mm2)

r0 (/ km)

x0

/ km



b0.10-6 (S/km)

R ()

X ()

B/2.10-4 (S) N

Đ-8

36,1

15,02

9,30

1,2

2

Bảng 2-24 Các giá trị tổn thất điện áp phương án 1 nhóm IV

NÐ

2 ,4 k m

38

Hình 2-8 Sơ đồ mạng điện phương án 2

1 Chọn điện áp định mức cho mạng điện

Bảng 2-25 Điện áp tính toán và điện áp định mức phương án 2 nhóm IV

Đường dây Công suất truyền

tải S (MVA)

Chiều dài đường dây (km)

Số lộ

Điện áp tính toán U (kV)

Điện áp định mức Uđm (kV) NĐ-8 51+24,69j 44,7 2 92,34

110 10-8 27+13,07j 22,4 1 92,51

2 Chọn tiết diện dây dẫn

Kết quả tính toán như sau

Bảng 2-26 Chọn tiết diện dây dẫn phương án 2 nhóm IV

Đường dây S

(MVA)

Ibt (A)

Ftt (mm2)

Ftt (mm2)

Isc (A)

Icp (A)

k1.k2.Icp (A)

Loại dây NĐ-8 51+24,69j 148,7 135,18 120 297,4 380 334,4 AC-120 10-8 27+13,07j 157,44 143,13 120 314,88 380 334,4 AC-120 Kết quả tính các thông số đường dây

Bảng 2-27 Thông số của tất cả các đường dây phương án 2 nhóm IV

Đường

dây

(km)

Ftc (mm2)

r0 (/ km

R ()

X ()

B/2.10-4 (S) NĐ-8 44,7 120 0,27 0,416 2,74 6,03 9,30 1,22 10-8 22,4 120 0,27 0,416 2,74 6,05 9,32 0,31

3 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện

Bảng 2-28 Các giá trị tổn thất điện áp phương án 2 nhóm IV

2.3.5.1 Chọn điện áp định mức của mạng điện

Công suất tác dụng từ NĐ truyền vào đường dây NĐ-7 được xác định như sau :

P  P  P  P   PTrong đó :

3 ,6 m

36,1

km

NÐ HT

H7 7 N7

S S S  36j17, 42  13, 05j11, 484 22,95 j5,94MVAĐiện áp tính toán trên đường dây NĐ-7 :

Tính điện áp định mức cho đoạn HT-1 tương tự như các nhóm trên ta có kết quả:

Bảng 2-29 Điện áp tính toán và điện áp định mức nhóm V

Đường dây Công suất truyền

tải S (MVA)

Chiều dài đường dây (km)

Số lộ

Điện áp tính toán U (kV)

Điện áp định mức Uđm (kV) NĐ-7 13,05+j11,484 31,6 2 50,61

110 HT-7 22,95 + j5,94 36,1 2 64,33

Vì đường dây NĐ-7-HT là đường dây truyền tải nên ta sẽ chọn cùng cấp điện áp định mức là Uđm 110 kV