Đồ án tốt nghiệp ngành hệ thống điện nguyễn thị minh thu

Trước khi thiết kế phải nắm được các đặc điểm của nguồn trong phạm vi thiết kế như: số nguồn điện, đặc điểm của nguồn phát…Và của tải như: số phụ tải, công suất yêu cầu, sơ đồ bố chí, mứ

PHẦN I: THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC

Chương 1: Phân tích nguồn và phụ tải

Xác định sơ bộ chế độ làm việc của nguồn

Tổng hợp thông tin về nguồn điện và phụ tải điện là bước đầu quan trọng trong thiết kế mạng điện, đây là bước quyết định thành công hay thất bại của công việc Từ

đó đưa ra được những phương án nối dây hợp lý, đáp ứng được nhu cầu của phụ tải Trước khi thiết kế phải nắm được các đặc điểm của nguồn trong phạm vi thiết kế như:

số nguồn điện, đặc điểm của nguồn phát…Và của tải như: số phụ tải, công suất yêu cầu, sơ đồ bố chí, mức độ đảm bảo cung cấp điện…

Nhiệm vụ của thiết kế mạng lưới điện và hệ thống điện là nghiên cứu và phân tích các giải pháp, phương pháp để đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải với chi phí nhỏ nhất nhưng không hạn chế độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện năng Để chọn phương án tối ưu cần tiến hành phân tích những đặc điểm các nguồn cung cấp điện và dự kiến sơ đồ nối điện sao cho đạt hiệu quả kinh tế cao- Kỹ thuật cao nhất

1.1.2 Nhà máy nhiệt điện

Nhà máy nhiệt điện (NĐ) gồm 3 tổ máy phát Công suất định mức của mỗi tổ máy phát là 60 MW Như vậy tổng công suất định mức của nhà máy điện bằng:

∑PF =3.60 =180 MW

Hệ số công suất cosφđm= 0,8 Điện áp định mức là Uđm = 10,5 kV

Nhiên liệu của nhà máy nhiệt điện có thể là than đá, dầu và khí đốt Hiệu suất của các nhà máy nhiệt điện tương đối thấp (khoảng 30 ÷ 40%), đồng thời công suất tự dùng của các nhà máy nhiệt điện thường chiếm khoảng 6 ÷ 15%, tuỳ theo loại nhà máy nhiệt điện

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

P ≥ 30%Pđm, còn khi P ≤ 30%Pđm thì các máy phát ngừng làm việc.Công suất phát kinh tế của các máy phát ở nhà máy nhiệt điện thường bằng (70 ÷ 90)%Pđm

Phụ tải loại 2: Bao gồm những phụ tải quan trọng nhưng đối với những phụ tải này, việc mất điện chỉ gây thiệt hại lớn về kinh tế do đình trệ sản xuất giảm sút về số lượng sản phẩm máy móc và công nhân phải ngừng, phá vỡ những hoạt động bình thường của đại đa số người dân Do vậy mức đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên tục cho các phụ tải này phải dựa trên yêu cầu của kinh tế song đa số các trường hợp người ta thường cung cấp bằng đường dây đơn

Phụ tải loại 3: Bao gồm các phụ tai không mấy quan trọng nghĩa là các phụ tỉa

mà việc mất điện không gây ra những hậu quả quá nghiêm trọng Do vậy hộ phụ tải loại này được cung cấp điện bằng dây đơn và cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian cần thiết để sửa chữa sự cố hay thay thế phần hư hỏng của mạng điện nhưng không quá 1 ngày

Bảng 1.1: Số liệu của các phụ tải ở các chế độ cực đại cực tiểu

Mạng điện gồm có 9 phụ tải với tổng công suất tác dụng ở chế độ phụ tải cực đại là∑ P= 297MW, ở chế độ cực tiểu là∑ Pmin =70%Pmax=207,9MW

Các phụ tải 1, 2, 3, 4, 6, 7 và 8 có mức đảm bảo cung cấp điện loại I

Các phụ tải 5 và 9 có mức đảm bảo cung cấp điện loại III

Cả 9 phụ tải đều có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường

Dựa trên phân bố của các phụ tải so với nguồn,ta sẽ nối các phụ tải 2, 3 và 4 với thanh góp hệ thống ,các phụ tải còn lại sẽ được nối với nhà máy nhiệt điện

Còn phụ tải 1 được cấp điện từ cả hai phía nhà máy và hệ thống và nó làm nhiệm vụ liên lạc trao đổi công suất khi cần thiết

Công suất tiêu thụ của các phụ tải điện được tính như sau:

max max max max max

2 2

1.3 Cân bằng công suất tác dụng

Đặc điểm quan trọng của năng lượng điện đó là truyền tải một cách tức thời từ nguồn cung cấp tới hộ tiêu thụ và không thể tích trữ điện năng thành số lượng nhận thấy được Tính chất này xác định sự đồng bộ giữa quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng

Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống điện, các nhà máy của hệ thống cần phải phát công suất bằng tổng công suất của các hộ tiêu thụ và 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 hệ thống vận hành bình thường, hệ thống cần phải có

1 lượng công suất dự trữ nhất định Dự trữ trong hệ thống điện là một vấn đề quan trọng, liên quan đến vận hành cũng như sự phát triển của hệ thống

Vì vậy, phương trình cân bằng công suất tác dụng trong chế độ phụ tải cực đại đối với hệ thống điện thiết kế có dạng:

P P P mP  P P PTrong đó:

PNĐ – tổng công suất do nhà máy nhiệt điện phát ra

PHT – tổng công suất tác dụng lấy từ hệ thống

m – hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại (m=1)

∑Pmax – tổng công suất của các phụ tải trong chế độ cực đại

∑∆P – tổng tổn thất trong mạng điện, và có thể lấy bằng 5%∑Pmax

Ptd – công suất tự dùng trong nhà máy điện, có thể lấy bằng 10% tổng công suất đặt của nhà máy

Pdt – Công suất tác dụng dự trữ vì hệ thống có công suất vô cùng lớn nên

Pdt =0

Ptt – Công suất tiêu thụ trong mạng điện

Tổng công suất tác dụng của các phụ tải khi phụ tải cực đại là:

∑Pmax = 297 MW

Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện có giá trị:

∆P = 5% ∑Pmax =0,05 297 = 14,85 MW Công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện bằng:

1.4 Cân bằng công suất phản kháng

Sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi sự cân bằng giữa điện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm Sự cân bằng đòi hỏi không những đối với công suất tác dụng mà đối với cả công suất phản kháng

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 như công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng sẽ tăng, ngược lại nếu thiếu công suất phản kháng 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 trong hệ thống, cần tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng

Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng thiết kế có dạng:

dt td b C

L max

tt HT

Trong đó:

Qtt – tổng công suất phản kháng tiêu thụ

QF – tổng công suất phản kháng do nhà máy phát ra

QHT – công suất phản kháng do hệ thống cung cấp

∑∆QL – tổng tổn thất công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường dây trong mạng điện

∑Qc – tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây sinh ra, khi tính sơ bộ thì ta lấy ∑Qc = ∑QL

∑∆Qb – tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp, trong tính toán sơ bộ lấy ∑∆Qb =15% ∑Qmax;

Qtd – Công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện

Qdt–Công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống khi cân bằng sơ bộ có thể lấy bằng 15% tổng công suất phản kháng ở phần bên phải của phương trình trên

Đối với mạng điện thiết kế, công suất Qdt sẽ lấy ở hệ thống, nghĩa là Qdt = 0

Hệ số công suất của nhà máy là cosφ = 0,8 => tgφF = 0,75;

Hệ số công suất của hệ thống là cosφ = 0,85 => tgφHT = 0,62;

Hệ số công suất tự dùng là cosφtd = 0,75 => tgφtd = 0,88

Tổng công suất phản kháng do nhà máy nhiệt điện phát ra bằng:

QF = PF.tgφF =180.0,75 = 135 MVAr Công suất phản kháng do hệ thống cung cấp bằng:

QHT = PHT.tgφHT = 149,85.0,62 = 92,907 MVAr

Tổng công suất phản kháng do các hộ phụ tải tiêu thụ là:

∑Qmax =143,748 MVAr Tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp hạ áp bằng:

∑∆Qb =15% ∑Qmax = 0,15 143,748 9 = 21,562 MVAr Tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện có giá trị:

Qtd =Ptd tgφtd =18.0,88 = 15,84 MVAr

Như vậy tổng công suất tiêu thụ trong mạng điện:

Qtt =143,748 + 21,562 + 15,84 = 181,15 MVAr Tổng công suất phản kháng do NĐ và HT có thể phát ra bằng:

QF + QHT =135+ 92,907 =227,907 MVAr

Từ các kết quả trên ta thấy công suất phản kháng do các nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ Vì vậy không cần phải bù công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế

1.5 Xác đinh sơ bộ chế độ làm việc của nguồn

Ta có giả thiết như sau:

-Các phụ tải xung quanh nhà máy và do nhà máy đảm nhiệm truyền công suất là: 5,6,7,8 và 9

-Các phụ tải xung quanh HT là: 2, 3, 4 và 1

-Trong đó đường dây nối giữa phụ tải 1 với cả 2 nguồn sẽ đóng vai trò liên lạc

1.5.1 Chế độ phụ tải cực đại

Nhà máy nhiệt điện có công suất phát kinh tế từ 70% đến 90% tổng công suất định mức Dựa trên sự phân bố của phụ tải ta dự kiến nhà máy cung cấp điện cho các phụ tải 5, 6, 7,8 và 9 với tổng công suất là:

pt max pt5 max pt 6 max pt 7 max pt8 max pt9 max

Công suất phát của nhà máy nhiệt điện:

Pyc = ∑Pptmax + ∑∆P = 297 + 5%.297 = 311,85MW Khi đó thanh góp hệ thống điện sẽ cung cấp cho các phụ tải một lượng công suất là:

PHT =Pyc – PF-NĐ = 311,85 – 135 = 176,85 MW Như vậy ở chế độ cực đại thì hệ thống điện phải phát một lượng công suất tác dụng là: PHT =176,85 MW

1.5.2 Chế độ phụ tải cực tiểu

Ở chế độ phụ tải cực tiểu, dự kiến ngừng một máy phát để bảo dưỡng, hai máy phát còn lại sẽ phát 85% Pdm

Ta xác định công suất phát của hệ thống để công suất được cân bằng:

Công suất phát của nhà máy nhiệt điện là:

Pkt = 85% Pđm = 85% 120 = 102 MW

Công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện tính sơ bộ như sau:

Ptd =10%.Pđm = 0,1.120 = 12 MW Công suất phát lên lưới của nhà máy nhiệt điện là:

PF-NĐ =Pkt – Ptd =102 – 12= 90 MW Tổng công suất tác dụng yêu cầu của lưới điện là:

Pyc = ∑Ppt + ∑∆P = 207,9 + 5%.207,9 = 218,295 MW Khi đó thanh góp hệ thống điện sẽ cung cấp cho các phụ tải một lượng công suất là:

PHT =Pyc – PF-NĐ =218,295 – 90= 128,295MW

Như vậy ở chế độ phụ tải cực tiểu thì hệ thống phát lên lưới một lượng công suất tác dụng là PHT =128,295MW

Ptd =10%.Pđm = 0,1.120 = 12MW Công suất phát lên lưới của nhà máy nhiệt điện là:

PF-NĐ =Pkt – Ptd =114 – 12 = 102 MW Tổng công suất tác dụng yêu cầu của lưới điện là:

Pyc = ∑Ppt + ∑∆P = 297+ 297.5% = 311,85 MW Khi đó thanh góp hệ thống điện sẽ cung cấp cho các phụ tải một lượng công suất là:

Công suất phát [MW]

Công suất phát [MW]

Chương 2: Đề xuất phương án nối dây

và chọn điện áp truyền tải

2.1 Đề xuất các phương án nối dây

 Lựa chọn phương án nối dây của mạng điện là nhiệm vụ hết sức quan trọng dể

từ đó đánh giá so sánh các phương án về mặt kỹ thuật nhằm tìm ra phương án hợp lý nhất đảm bảo cấp điện kinh tế và hiệu quả

Việc đề xuất phương án nối dây phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: công suất, số lượng, vị trí của các phụ tải, mức độ yêu cầu cung cấp điện của phụ tải cũng như khả năng cung ứng của nguồn

Các sơ đồ mạng điện cần phải có chi phí nhỏ nhất,đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết và chất lượng điện năng yêu cầu của các hộ tiêu thụ, thuận tiện và an toàn trong vận hành, khả năng phát triển trong tương lai và tiếp nhận các phụ tải mới Các hộ phụ tải loại I, do yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cao nên được cấp điện bằng đường dây mạch kép hoặc mạch vòng, các hộ phụ tải loại (III) được cấp điện bằng đường dây mạch đơn

 Các yêu cầu đối với mạng điện:

- Cung cấp điện liên tục

- Đảm bảo chất lượng điện năng

- Đảm bảo thuận lợi cho thi công,vận hành và có tính linh hoạt cao

- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

- Đảm bảo tính kinh tế

Đặc biệt, khi nối dây của mạng điện hình tia cần chú ý điều kiện của nhánh các phụ tải liên thông nhau, dó là tổng công suất của các phụ tải trong nhánh liên thông không lớn hơn 75MW, nhằm cho hệ thống vận hành đảm bảo hơn

 Để chọn được sơ đồ tối ưu của mạng điện ta sử dụng phương pháp chia lưới điện thành các nhóm nhỏ, trong mỗi nhóm ta đề ra các phương án nối dây, dựa trên các chỉ tiêu về kinh tế - kỹ thuật ta chọn được một phương án tối ưu của từng nhóm

Vì các nhóm phân chia độc lập, không phụ thuộc lẫn nhau nên kết hợp các phương án tối ưu của các nhóm lại ta được sơ đồ tối ưu của mạng điện

 Ưu nhược điểm của phương pháp chia nhóm :

-Ưu điểm: phương pháp này giúp ta chọn được sơ đồ tối ưu nhất mà các phương pháp khác chưa thực hiện được

-Nhược điểm: việc chia nhóm phụ thuộc nhiều vào số lượng và vị trí địa lý của các phụ tải Khi vị trí địa lý của các phụ tải đan xen nhau, việc chia nhóm sẽ gặp nhiều khó khăn

 Khu vực lưới điện cần thiết kế có sơ đồ như sau:

4

1

5 2

6 7

8

9

HT 3

NĐ

36,056

Hình 2.1: Sơ đồ địa lý mạng lưới điện(km)

36,05641,231

56,569

28,28440

Công suất tác dụng từ NĐ truyền vào đường dây NĐ-1 được xác định như sau:

P N1 P kt   P td P N P N

trong đó:

Pkt - tổng công suất phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện;

Ptd - công suất tự dùng của nhà máy điện;

PN - tổng công suất tác dụng của tất cả các phụ tải nối với nhà máy nhiệt điện (P N      P3 P4 P5 P6 P7 P8);

∆PN – tổn thất công suất trên đường dây do nhiệt điện cung cấp (∆PN =5%PN) Như đã tính ở mục 1.5.1 ta có: P kt153 W, PM td 18 WM

Dựa vào vị trí các phụ tải, phụ tải 5, 6, 7, 8 và 9 nối với nhà máy nhiệt điện thì

sơ bộ ta tính được lượng công suất truyền vào phụ tải 1 từ nhà máy NĐ là:

P1 (P ktP td) ( P5   P6 P7 P8 P9) 5% P N (153 18) 137 137.0,05    8,85 WM

Lượng công suất còn thiếu là 8,85MW sẽ do hệ thống truyền về

Như vậy ta sẽ phân khu vực nhà máy nhiệt điện cung cấp điện cho các hộ phụ tải lân cận nó là 5, 6, 7, 8 và 9; khu vực hệ thống cung cấp điện cho các hộ phụ tải là

2, 3, 4 và 1.Nhà máy và hệ thống liên hệ thông qua đường dây liên lạc nối qua phụ tải

1

 Dựa trên cơ sở vị trí địa lý giữa các phụ tải, ta lại phân hai khu vực trên làm các nhóm nhỏ Phía nhà máy nhiệt điện được chia làm hai nhóm, phía hệ thống chia làm một nhóm Cụ thể là như sau:

4

1

5 2

6 7

8

9

HT 3

 Để vạch ra được các phương án nối dây cho mỗi nhóm, ta phải dựa trên ưu điểm, nhược điểm của các sơ đồ hình tia, liên thông, mạch vòng và yêu cầu của các phụ tải

 Sơ đồ hình tia:

- Ưu điểm: đơn giản về sơ đồ nối dây, bố trí thiết bị đơn giản Các phụ tải không liên quan đến nhau, khi sự cố trên một đường dây không ảnh hưởng đến đường dây khác Tổn thất nhỏ hơn sơ đồ liên thông

- Nhược điểm: khảo sát, thiết kế, thi công mất nhiều thời gian và tốn nhiều chi phí

 Sơ đồ liên thông:

- Ưu điểm: là thiết kế, khảo sát giảm nhiều so với sơ đồ hình tia Chi phí của thiết bị và dây dẫn giảm hơn

- Nhược điểm : Cần có thêm trạm trung gian, đòi hỏi phải có bảo vệ rơle Thiết

bị tự động hóa phức tạp hơn Độ tin cậy cung cấp điện thấp hơn so với sơ đồ hình tia Tổn thất điện áp và tổn thất điện năng cao

NĐ

36, 056km

44, 721km

36, 056km

HT

58,311

2.2 Lựa chọn điện áp truyền tải

Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế -

kỹ thuật, cũng như các đặc trưng kỹ thuật của mạng điện

Điện áp định mức của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: công suất của phụ

tải, khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối giữa các

phụ tải với nhau, sơ đồ mạng điện

Điện áp định mức của mạng điện thiết kế được chọn đồng thời với sơ đồ cung

cấp điện Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị của công

suất trên mỗi đường dây trong mạng điện

Các phương án của mạng điện thiết kế hay là các đoạn đường dây riêng biệt của mạng điện có thể có điện áp định mức khác nhau Chọn điện áp cho mạng là một trong những vấn đề cơ bản của việc thiết kế Việc chọn điện áp ảnh hưởng trực tiếp đến chỉ tiêu kinh tế và chỉ tiêu kỹ thuật của mạng điện Nếu điện áp cao thì dòng điện nhỏ sẽ được lợi về dây dẫn nhưng xà sứ cách điện phải lớn Ngược lại nếu điện áp thấp thì được lợi về cách điện, cột xà nhỏ hơn nhưng chi phí cho dây dẫn sẽ cao hơn Tuỳ thuộc vào giá trị công suất cần truyền tải và độ dài đường dây tải điện mà chọn điên áp vận hành sao cho thích hợp nhất Trong khi tính toán thông thường, trước hết chọn điện áp định mức của các đoạn đường dây có công suất truyền tải lớn Các đoạn đường dây trong mạng kín, theo thường lệ, cần được thực hiện với một cấp điện áp định mức

Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh nghiệm sau:

kV,n

P16l34,4

i

trong đó:

Ui - điện áp tính toán của đường dây thứ i, kV;

li - chiều dài đường dây thứ i, km;

Pi - công suất tác dụng trên đường dây truyền tải thứ i, MW;

n - số lộ đường dây làm việc song song Với đường dây đơn thì n = 1, với đường dây kép thì n = 2

Áp dụng lần lượt tính toán cho từng nhóm và từng phương án

2.2.1 Nhóm 1

4

1 HT

NĐ

36, 056km

44, 721km

36, 056km

Tính điện áp định mức trên đường dây NĐ-1-HT

Công suất tác dụng từ phụ tải 1 truyền vào đường dây 1-NĐ đã được xác định ở phần 2.1 là P1N 8,85MW

Công suất phản kháng do phụ tải 1 truyền vào đường dây 1-NĐ có thể tính gần đúng như sau:

1 N 1 N N 8,85.0,75 6,638

Q P tg   MVAr

Như vậy:

.

Công suất truyền tải trên đường dây HT-2 bằng

Để tính dòng công suất chạy trong mạch vòng, ta giả thiết rằng mạng điện đồng nhất và tất cả đường dây cùng tiết diện Như vậy:

2454( )

Vậy điểm 3 là điểm phân bố công suất

Dựa vào phương pháp đã trình bày ta tính toán chọn điện áp định mức cho

mạng điện và có kêt quả như sau:

Bảng 2.4 Kết quả tính toán điện áp định mức nhóm phụ tải 2c

Dựa vào phương pháp đã trình bày ta tính toán chọn điện áp định mức cho mạng điện và có kêt quả như sau:

Bảng 2.5 Kết quả tính toán điện áp định mức nhóm phụ tải 2d

Dựa vào phương pháp đã trình bày ta tính toán chọn điện áp định mức cho mạng điện

và có kêt quả như sau:

Bảng 2.8 Kết quả tính toán điện áp định mức phụ tải 4a

Chương 3: Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật

3.1 Phương pháp chọn tiết diện dây dẫn và tính tổn thất điện áp trong mạng điện

3.1.1 Phương pháp chọn tiết diện dây dẫn

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

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

max kt

IF

đm

10 I

n 3.U



Trong đó:

F : Tiết diện của đường dây (mm2)

Smax : Công suất của đường dây trong chế độ cực đại (MVA)

Uđm: Điện áp định mức của đường dây [kV]

 Đối với đường dây 110kV, để đảm bảo điều kiện vầng quang các dây nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F ≥70 mm2.Độ bền cơ học của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về vầng quang nên không phải kiểm tra điều kiện này

 Điều kiện phát nóng:

-Với dây đơn: I≤ k1 Icp

Trong đó :k1 hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ : k1 =

0 xq 0 ch

Icp: Dòng điện cho phép của dây dẫn, nó phụ thuộc vào bản chất và tiết

diện của dây;

-Với đường dây kép:

Isc max = 2.Ibt max < k1.k2.Icp

Trong đó: Isc max : dòng điện lớn nhất ở chế độ sự cố

k2 :hệ số hiệu chỉnh khi các dây dẫn đặt cạnh nhau : lấy k2=0,92

Đối với chế độ sự cố ta xét hai trường hợp như sau tuy nhiên không xét các sự

cố xếp chồng:

-Sự cố ngừng một mạch đường dây kép

-Sự cố hỏng một tổ máy phát có công suất lớn nhất

3.1.2 Phương pháp 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 các mạng điện thường giả thiết rằng hệ thống hoặc các nguồn cung cấp có

đủ công suất tác dụng để cung cấp cho các phụ tải Do đó không xét đến những vấn đề duy trì tần số Vì vậy chỉ tiêu chất 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 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 20%, nghĩa là:

Trong đó:

Pi, Qi - công suất chạy trên đường dây thứ i;

Ri, Xi - điện trở và điện kháng của đường dây thứ i

Đối với đường dây có hai mạch, nếu ngừng 1 mạch thì tổn thất điện áp trên đường dây bằng:

NĐ

36, 056km

44, 721km

36, 056km

3.2.1.1 Chọn tiết diện của đường dây

 Chọn tiết diện của các dây dẫn đường dây NĐ-1

Dòng điện chạy trên đường dây NĐ-1 khi phụ tải cực đại bằng:

1

29, 032

26,3931,1

N N

- Sự cố ngừng một mạch trên đường dây

- Sự cố ngừng một tổ máy phát điện

 Nếu sự cố ngừng một mạch của đường dây thì dòng điện trên đường dây còn lại bằng:

Như vậy ta thấy rằng: I sc k k I1 2 cp 0,88.0,92.265 214,544

 Chọn tiết diện của các dây dẫn đường dây HT-1

Dòng điện chạy trên đường dây HT-1 khi phụ tải cực đại bằng:

1max 1max

43,85 23,578

H H

1

130, 657

118, 7791,1

H H

 Chọn tiết diện của các dây dẫn đường dây HT-4

Dòng điện chạy trên đường dây HT-4 khi phụ tải cực đại bằng:

4max 4max

55 26, 62

H H

4

160,355

145, 7771,1

H H

 Kiểm tra điều kiện sự cố:

Khi ngừng một mạch đường dây HT-1, dòng điện chạy trên mạch còn lại là:

Icp(A)

B

;xn

1X

;rn

 Tính toán cho đường dây NĐ-1

Các thông số tập trung của đường dây NĐ-1 là:

0, 44.47, 721 10, 499 2

 Tính toán cho đường dây HT-1

Các thông số tập trung của đường dây HT-1 là:

0, 423.36, 056 7, 626 2

 Tính toán cho đường dây HT-4

Các thông số tập trung của đường dây HT-4 là:

0, 416.36, 056 7, 499 2

 Xác định tiết diện dây dẫn

Bảng 3.2: Thông số các đường dây của phương án 2a

 Xác định tiết diện dây dẫn

Bảng 3.4: Thông số các đường dây của phương án 2b

Li

Km

r0 Ω/km

x0 Ω/km

95 41,231 0,33 0,429 6,803 8,844 330

Dòng điện khi sự cố là:

Isc H-2 = I2.2 = 204,12.2=208,24 (A) <k k I1 2 cp 0,88.0,92.510412,896 (A)

Isc H-3 = I3.2 = 99,144.2= 198,288 (A) < k k I1 2 cp 0,88.0,92.330267,168 (A) Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn thoả mãn về điều kiện phát nóng khi sự cố

Như vậy các phương án được chọn đã thoả mãn điều kiện về tổn thất điện áp

 Xác định tiết diện dây dẫn

Bảng 3.6: Thông số các đường dây của phương án 2c

Li

Km

r0 Ω/km

x0 Ω/km

Usc max% = Usc H-2-3% = 20,093 %  20%

Như vậy các phương án được chọn đã thoả mãn điều kiện về tổn thất điện áp

 Xác định tiết diện dây dẫn

Bảng 3.8: Thông số các đường dây của phương án 2d

Li

Km

r0 Ω/km

x0 Ω/km

Dòng điện khi sự cố là:

Isc H-3 = IH-3.2 = 204,12.2=208,24 (A) < k k I1 2 cp 0,88.0,92.510 412,896 (A)

Isc 2-3 = I2-3.2 = 104,976.2= 209,952 (A) < k k I1 2 cp 0,88.0,92.310 250,976 (A) Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn thoả mãn về điều kiện phát nóng khi sự cố

Như vậy các phương án được chọn đã thoả mãn điều kiện về tổn thất điện áp

 Xác định tiết diện dây dẫn

Bảng 3.10: Thông số các đường dây của phương án 3a

 Xác định tiết diện dây dẫn

Bảng 3.12: Thông số các đường dây của phương án 3b

Dòng điện khi sự cố là:

Isc 7-5 < k I1 cp 0,88.445 391,6( ) A

Isc N-7 = IN7.2 = 137,052.2= 274,104 (A) <k k I1 2 cp 0,88.0,92.380 307,648 (A) Vậy tiết diện dây dẫn đã chọn thoả mãn về điều kiện phát nóng khi sự cố

∆Usc max% = ∆U 7-5bt% + ∆UN-7bt % = 5,215 + 2,596 = 7,811 < 20%

Như vậy các phương án được chọn đã thoả mãn điều kiện về tổn thất điện áp

3.2.8 Nhóm 4a

 Xác định tiết diện dây dẫn

Bảng 3.14: Thông số các đường dây của phương án 4a

 Xác định tiết diện dây dẫn

Bảng 3.16: Thông số các đường dây của phương án 4b

Li

Km

r0 Ω/km