Thiết kế mạng điện khu vực

Thiết kế mạng điện khu vực

KHOA QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG -  -

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Hà Nội 2011

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Thiết kế mạng điện khu vực

2 Các số liệu ban đầu

Hệ thống có công suất vô cùng lớn, hệ số công suất trên thanh góp 110kV là cosφ=

0,85

Nhà máy nhiệt điện có công suất 3x100 MW, Uđm = 10,5kV; cosφ= 0,85

Các số liệu về phụ tải cho ở phần Phụ lục

3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán

1 Phân tích các nguồn cung cấp và phụ tải

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

3 Xây dựng các phương án nối dây

4 Chọn tiết diện dây dẫn

5 Tính toán kinh tế - kỹ thuật chọn phương án tối ưu

Giáo viên hướng dẫn

Nguyễn Văn Điệp

PHỤ LỤC

Sơ đồ mặt bằng của các nguồn điện và các phụ tải cho trên Hình 1

Các số liệu về phụ tải cho trong Bảng 1

Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại

Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 5000 giờ

Giá 1 kWh điện năng tổn thất: 500 đồng

Giá 1 kVAr công suất thiết bị bù: 150 000 đồng

LỜI NÓI ĐẦU

Điện năng là nguồn năng lượng đặc biệt quan trọng rất cần thiết cho mọi quốc gia trên thế giới Tại Việt Nam, việc phát triển nguồn năng lượng này cũng đang rất được chú trọng để có thể bắt kịp với tốc độ phát triển kinh tế xã hội của đất nước trong thời kỳ công nghiệp hoá và hiện đại hóa Để thực hiện yêu cầu đó cần phát triển các nhà máy điện cũng như các mạng và hệ thống điện có công suất lớn Đó là một yêu cầu rất lớn đối với ngành điện nói chung và do đó việc cung cấp, đào tạo nhân lực

kỹ sư điện rất quan trọng Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó cùng với những kiến thức

em đã học em đã hoàn thành bản đồ án này

Đồ án của em bao gồm:

Chương I: Phân tích các nguồn cung cấp điện và phụ tải

Chương II: Cân bằng công suất tác dụng và phản kháng trong hệ thống điện Chương III: Xây dựng các phương án nối dây

Chương IV: Tính toán kinh tế - kỹ thuật chọn phương án tối ưu

Trong thời gian làm đồ án vừa qua, với sự cố gắng nỗ lực của bản than, cùng với

sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy giáo bộ môn, em đã hoàn thành xong đồ án này Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế nên đồ án của em còn có những sai sót Em rất mong nhận được sự nhận xét góp ý của thầy cô để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày 30 tháng 4 năm 2011 Sinh viên

Trần Quang Tuấn

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CÁC NGUỒN CUNG CẤP ĐIỆN

do HT có công suất vô cùng lớn cho nên không cần phải dự trữ công suất trong nhà máy nhiệt điện, nói cách khác công suất tác dụng và phản kháng dự trữ sẽ được lấy từ

hệ thống điện

1.1.2/ Nhà máy nhiệt điện:

Nhà máy nhiệt điện có ba tổ máy phát Mỗi máy phát có công suất định mức Như vậy tổng công suất định mức của NĐ bằng: 3×100 = 300 (MW)

Nhiên liệu của NĐ 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 dung của NĐ thường chiếm khoảng 6 đến 15% tùy theo loại nhà máy nhiệt điện

Đối với nhà máy nhiệt điện, các máy phát làm việc ổn định khi phụ tải P ≥ 70%Pđm các máy phát ngừng làm việc

Công suất phát kinh tế của các nhà máy NĐ thường bằng (80 ÷ 90%)Pđm Khi thiết kế chọn công suất phát kinh tế bằng 80%Pđm, nghĩa là:

Trong chế độ phụ tải cực tiểu, cho hai máy phát vận hành song song, một máy phát để bảo dưỡng, nghĩa là tổng công suất phát của NĐ bằng:

PF = 2×100 = 200 MWPhần công suất thiếu trong các chế độ vận hành sẽ được cung cấp từ hệ thống điện

1.2/ Các phụ tải điện:

Trong hệ thống điện thiết kế có 9 phụ tải Tất cả các hộ phụ tải đều là hộ loại I

và có hệ số cosφ = 0,9 Thời gian sử dụng phụ tải cực đại Tmax = 5000h Các phụ tải đều có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Điện áp định mức của mạng điện thứ cấp của các trạm biến áp bằng 10kV Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại Các phụ tải hầu hết đều phân bố tập trung xung quanh các nguồn điện, phần còn lại nhận

từ thanh góp 110kV của hệ thống

Kết quả tính giá trị công suất của phụ tải trong các chế độ cực đại và cực tiểu như bảng sau:

Bảng1.2 thông số của phụ tải

Hộ tiêu thụ S max =P max +jQ max

CHƯƠNG II: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG CÔNG

SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

2.1/ Cân bằng công suất tác dụng:

Đặc điểm rất quan trọng của các hệ thống điện là truyền tải tức thời điện năng

từ các nguồn đến 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 hệ thống, các nhà máy của hệ thộng điện cần phải phát công suất bằng với công suất của các hộ tiêu thụ,kể cả tổn thất công suất trong các 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 cần phải có dự trữ nhất định của công suất tác dụng trong hệ thống 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:

PND + PHT = Ptt = m.∑Pmax + ∑∆P + Ptd + Pdt

Trong đó:

PND: tổng công suất do nhà máy điện phát ra

PHT: 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

∑∆P: tổng tổn thất trong mạng điện,khi tính sơ bộ có thể lấy ∑∆P = 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 dự trữ trong hệ thống, khi cân bằng sơ bộ ta cũng có thể lấy Pdt =10% ∑Pmax, đồng thời công suất dự trữ cần phải bằng công suất định mức của

tổ máy phát lớn nhất đối với hệ thống điện không lớn.Bởi vì hệ thống điệ có công suất

vô cùng lớn, cho nên công suất dự trữ lấy ở hệ thống,nghĩa là Pdt = 0

Ptt: công suất tiêu thụ trong mang điện

Tổng công suất tác dụng của các phụ tải khi cực đại được xác đinh từ bảng 1.2 bằng:

∑Pmax= 363 MWTổng tổn thất công suấttác dụng trong mạng điện có giá trị:

∆P = 5%∑Pmax = 5%.363 = 18,15 MWCông suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện bằng:

Ptd = 10%Pđm = 10% × 300 = 30 MW

Do đó công suất tiêu thụ trong mạng điện có giá trị bằng:

Ptt = 363+ 18,15 + 30 = 411,15 MWTrong mục 1.1 đã tính được tổng công suất do NĐ phát ra theo chế độ kinh tế bằng:

PND = Pkt = 240 MWNhư vậy trong chế độ phụ tải cực đại hệ thống cần cung cấp công suất cho các phụ tải bằng:

PHT = Ptt – PND = 411.15 - 240 = 171.15 MWNếu trong mạng thiết kế có 2 nhà máy điện, khi đó cần chọn một nhà máy điện làm nhiệm vụ cân bằng công suất trong HT, nhà máy điện còn lại sẽ phát công suất theo dự kiến Trong thực tế thường chọn các nhà máy có công suất lớn và có khả năng điều chỉnh nhanh công suất tác dụng là nút cân bằng công suất

Để thuận tiện khi tính, nút cơ sở về điện áp thường được chọn trùng với nút cân bằng công suất

Cân bằng công suất trong hệ thống điện trước hết là xem khả năng cung cấp điện và tiêu thụ trong hệ thống có cân băng không.Sau đó sơ bộ định hướng phương thức vận hành cho từng nhà máy điện trong các chế dộ vận hành lúc phụ tải cực đại, cực tiểu hay sự cố dựa vào khả năng cung cấp điện của từng nguồn điện.Cân bằng công suất chính là nhằm ổn định chế đọ vận hành của hệ thống điện

Cân bằng công suất tác dụng cần thiết để giữ tấn số ổn định trong hệ thống Để giữ được điện áp bình thường ta cần phải có sự cân bằng công suất phản kháng ở hệ thống nói chung và khu vực nói riêng Mặt khác sự thay đổi điện áp cũng ảnh hưởng tới sự thay đổi tần số và ngược lại

2.2 Cân bằng công suất phản kháng

Sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi sự cân bằng giũa điện năng sản xuất và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm.Sự cân băng đòi hỏi không những chỉ đối với công suất tác dụng, mà cả đối với 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 công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng 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 điện thiết kế có dạng:

QF + QHT = Qtt = m ∑ Qmax + ∑ ΔQL - ∑ ΔQC + ∑ ΔQb + Qtd +Qdt (*)

Trong đó:

• m = 1

• QF: Tổng công suất phản kháng do NĐ phát ra

• QHT: Công suất phản kháng do HT cung cấp

• Qtt: Tổng công suất phản kháng tiêu thụ

• ∑ ΔQL : Tổng tổn thất công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường dây trong mạng điện

• ∑ ΔQC : Tổng công suất phản kháng do điện dung của các đường dây sinh ra, khi tính sơ bộ lấy ∑ ΔQL = ∑ ΔQC

• ∑ ΔQb : Tổng tổn thất công suất trong các trạm biến áp, trong tính toán sơ bộ lấy ∑ ΔQb = 15% ∑ Qmax

• Qtd:Công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện( cosφtd=0,75÷0,8 )

• Lấy cosφtd= ¿ 0,75%

• Qdt:Công suất phản kháng dự trữ trong HT, khi cân bằng sơ bộ có thể lấy bằng 15% tổng công suất phản kháng ở phần bên phải của phương trình (*)

Đối với mạng điện thiết kế, công suất Pdt sẽ lấy ở hệ thống, nghĩa là Qdt = 0 Như vậy tổng công suất phản kháng do NĐ phát ra bằng:

QF = PF φ=¿

×tan¿ 240 × 0,62 = 148,8 MVArCông suất phản kháng do HT cung cấp bằng:

QHT = PHT φ=¿

×tan¿ 171,15× 0,62 = 106,113 MVArTổng công suất phản kháng của các phụ tải trong chế độ cực đại được xác định theo bảng 1.2 bằng:

Q max= ¿

∑¿ 175,79 MVArTổng tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp hạ áp bằng:

∑ ΔQb= ¿ 0,15 × 175,79 = 26,3685 MVArTổng công suất phản kháng tự dùng trong các nhà máy điện có giá trị bằng:

Q td =P td × tgφ td

Đối với cosφtd = 0,75 thì tgφtd= 0,88 Do đó:

Qtd = 30× 0,88 =26,4 MVArNhư vậy tổng công suất phản kháng tiêu thụ trong mạng điện bằng:

CHƯƠNG III: XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY

3.1 Các yêu cầu để xây dựng phương án nối dây hợp lý

Phương án cung cấp điện được lựa chọn có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế- kĩ thuật của hệ thống Một phương án cung cấp điện được xem là hợp lý phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

• Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kĩ thuật

• Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện

• Đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế

• Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành

• An toàn cho người và thiết bị

• Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải

3.2 Dự kiến các phương án

Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ của nó.Vì vậy các sơ đồ mạng điện cần phải có các 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 an toàn trong vận hành, khả năng phát triển trong tương lai và tiếp nhận các phụ tải mới

Dựa vào việc phân tich nguồn và phụ tải ở chương 1 ta thấy:

Các phụ tải phân bố tập trung gần hai nguồn và đều là các hộ loại I có yêu cầu cung cấp điện rất cao Do đó phải sử dụng lộ đường dây mạch kép hoặc mạch vòng để cung cấp điện cho phụ tải

Các phụ tải 3,4,5,6,7 phân bố gần nhà máy nhiệt điện do đó sẽ lấy điện từ nhà máy Các phụ tải 1,2,8,9 phân bố gần hệ thống có công suất vô cùng lớn nên sẽ nhận điện từ thanh góp 110 kV của hệ thống

Để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện và chế độ vận hành linh hoạt giữa hệ thống và nhà máy nhiệt điện ta sẽ sử dụng một đường dây liên lạc giữa chúng.Đường dây liên lạc này sử dụng mạch kép

Khi dự kiến các phương án nối dây phải dựa trên các ưu khuyết điểm của một

số sơ đồ mạng điện cũng như phạm vi sử dụng của chúng Từ vị trí tương quan giữa các phụ tải với nhau, giữa các phụ tải với nguồn và các nhận xét ở trên ta vạch ra 6 phương án như sau:

5 9 9 K m 6

.25 K m

5

.85 K m

.3

1 K m

5 99 K m

5 85 K m

5 K

.83 K

.3

1 K m

41.23 Km

50 9

9 K m

63.2

5 Km

53 8

5 K m

53 85 K

5 K m

50 Km

50 K m

50 99 K m

53.8

5 K m

53 8

5 K m

53 85 Km

58 31 Km

9 Km

63.2

5 Km

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT CHỌN

PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU

4.1/ So sánh các phương án về mặt kỹ thuật:

4.1.1/ Phương án 1:

1 Chọn điện áp mạng điện thiết kế:

Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật, cung như các đặc trưng kĩ 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 với nhau và khoảng cách tư các phụ tải đến nguồn

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 của mỗi đường dây trong mạng điện và theo chiều dài từ nguồn đến phụ tải

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

Ui = 4.34 × l i+16P i

Trong đó :

• Ui : điện áp của dươngd dây thứ I (kV)

• Li : chiều dài của đoạn đường dây thứ I (km)

• Pi : công suất tác dụng truyền tải trên đoạn đường dây thứ i (MW)

Nếu điện áp tính toán nằm trong khoảng : 70(kV) < U < 150(kV) thì ta sẽ chọn điện áp định mức của mạng là 110 kV

Thông số của các phụ tải được cho như sau:

PN : tổng công suất phát kinh tế của NĐ

Ptd : công suất tự dùng trong nhà máy điện

PN : tổng công suất của các phụ tải nối với NĐ(PN = P3+P4+P5+P6)

∆PN: tổn thất công suất trên các đường dây do nhiệt điện cung cấp (∆PN

Công suất phản kháng do NĐ truyền vào đường dây NĐ-7 có thể tính gần đúng như sau:

QND-7 = PND-7 × tgφ7 = 48,3×0,62 = 29,95 MVArNhư vậy:

ṠND-7 = 48,3 + j 29,95 MVADòng công suất truyền tải trên đoạn đường dây HT-7 bằng:

UHT-7= 4,34 × √ 50+16×10,3 = 63,607 kV Đối với đoạn đường dây HT-1:

UHT-1 = 4,34 × √ 58,31+16×36 = 109,305 kVTính điện áp các đoạn đường dây còn lại được tiến hành tương tự như đối với đường dây trên

Kết quả tính điện áp định mức của các đường dây trong phương án 1 cho trong bảng 4.1.1.1:

Đường dây Công suất

truyền tải Ṡ,MVA

Chiều dài đường dây l,km

Điện áp tính toán U,kV

Điện áp định mức của mạng

2 Chọn tiết diện dây dẫn:

Các mạng điện 110kV 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 đi qua Đối với đường dây 110 kV khoảng cách trung bình hình học giữa dây dẫn các pha bằng 5m(Dtb=5m)

Dòng điện cực đại chạy trên mỗi đoạn đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được tính theo công thức:

Imax = S imax ×103

n×√3×U đm=

P max ×103

n×√3U đm ×cosφ i (A)Trong đó:

n: số mạch của đường dây(đường dây mạch kép thì n=2)

Uđm: điện áp định mức của mạng điện(Uđm=110 kV)

Simax: công suất truyền tải trên đoạn đường dây thứ I ở chế đọ phụ tải cực đại

Cosφi: hệ số công suất của phụ tải thứ i

Pimax: công suất tác dụng trên đường dây thứ i ở chế độ phụ tải cực đại.

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

tế của dòng điện,nghĩa là:

Ftt =

max

i kt

I

J (mm2) Trong đó:

Iimax : dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại (A)

Jkt : mật độ kinh tế của dòng điện(A/mm2) Với dây AC và T=5000h thì Jkt

=1,1(A/mm2)

Dựa vào tiết diện dây dẫn tính được theo công thức trên,tiến hành chọn tiết diện tiêu chuẩn 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 sự cố

Đối với đường dây 110 kV, để không xuất hiện vầng quang các dây nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F≥ 70mm2

Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện về vầng quang của dây dẫn, cho nên không cần phải kiểm tra điều kiện này

Để đảm bảo cho đường dây vận hành bình thường trong các chế độ sự cố cần phải có điều kiện sau:

Isc= S sc

√3U đ m ≤ Icp

Trong đó:

Isc: dòng điện chạy trên đường trong chế độ sự cố

Icp: dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn

Dựa vào các công thức và các thông số ở trên ta lựa chọn tiết diện dây dẫn cho mạng như sau:

a.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây HT-1:

Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:

I j

−

=

104,9731,1 =95,43 mm2

Tra bảng Dòng điện lâu dài cho phép trên dây nhôm trần và dây nhôm lõi thép (đặt bên ngoài) ta chọn dây dẫn AC-120 có Icp=380 A

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

Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:

I j

−

=

145,8071,1 =132.55 mm2

Chọn dây dẫn AC-150 có Icp=445 A

c.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây HT-8:

Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:

I j

−

=

104,9731,1 = 95,43 mm2

Chọn dây dẫn AC-120 có Icp= 380 A

d.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây HT-9:

Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:

I j

−

=

142,8681,1 = 129,88 mm2

Chọn dây dẫn AC-150 có Icp= 445 A

e.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây HT-7:

Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:

I j

−

=

40,6131,1 = 36,92 mm2

Để không xuất hiện vầng quang trên đường dây cần chọn dây dẫn AC có tiết diện F =70 mm2 và dòng điện Icp =265 A

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

Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:

I j

−

=

110,7991,1 = 100,73 mm2

Chọn dây dẫn AC-120 có Icp=380A

h.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-4:

Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:

FND-4 =

4

ND kt

I j

−

=

110,7991,1

= 100,73 mm2

Chọn dây dẫn AC-120 có Icp=380A

i.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-5:

Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:

I j

−

=

110,7991,1 =100,73 mm2

Chọn dây dẫn AC-120 có Icp=380A

k.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-6:

Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:

I j

−

=

116,6251,1 = 106,02 mm2

Chọn dây dẫn AC-120 có Icp=380A

l.Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-7:

Dòng điện chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại:

FND-7 = S ND−7

j kt = 149,1461,1 = 135,59 mm2

Chọn dây dẫn AC-150 có Icp= 445 A

Sau khi chọn tiết diện dây dẫn cần kiểm tra dòng điện chạy trên đường dây trong các chế độ sau sự cố Đối với đường dây liên kết NĐ-7-HT sự cố có thể

xảy ra trong hai trường hợp sau:

- Ngừng một mạch đường dây

- Ngưng một tổ máy phát điện

Nếu ngừng một mạch của đường dây thì dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:

Isc = 2× INĐ-7 = 2 × 149.146 = 298.3 ANhư vậy: ISC < ICP.

Khi ngừng một tổ máy phát điện thì hai máy phát còn lại sẽ phát 100% công suất Do đó tổng công suất phát của NĐ bằng:

P = 2 × 100 = 200 MWCông suất tự dùng trong nhà máy bằng:

Ptd = 0,1 × 200 = 20 MWCông suất chạy trên đường dây bằng:

Công suất phản kháng chạy trên đường dây có thể tính gần đúng như sau:

2×√3×110 = 56,5 A

Đối với đường dây HT-7 khi ngừng một mạch đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại có giá trị bằng:

thông số đơn vị của đường dây là r 0 , b 0 , x 0 và tiến hành tính các thông số tập trung R, X và B/2 trong sơ đồ thay thế hình П của các đường dây theo các công thức sau:

r 0

(Ω/km )

x 0

(Ω/km )

b 0 10 -6

(S/km )

R (Ω)

X (Ω)

3 Tính tổn thất điện áp của phương án 1:

Chất lượng 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 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 của mạng điện thứ cấp

Khi tính sơ bộ các mức điện áp trong các mạng 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:

Trong đó: Pi; Qi: Công suất chạy trên đường dây thứ i

Ri; Xi: Điện trở và điện kháng của đường dây thứ iTính tổn thất điện áp cực đại ∆Umax lúc bình thường (nghĩa là tính tổn thất điện

áp từ nguồn đến phụ tải xa nhất lúc phụ tải cực đại) và tính ∆Umax lúc sự cố nặng nề nhất

a) Tính tổn thất điện áp khi các phụ tải làm việc bình thường

Áp dụng công thức tính tổn thất điện áp đường dây, ta có:

Các đoạn đường dây HT-2, HT-8, HT-9, HT-7, NĐ-3, NĐ-4, NĐ-5, NĐ-6 và NĐ-7 được tính tương tự như trên Kết quả tính được ghi trong bảng 4.1.1.3:

Vậy trong chế độ bình thường tổn thất điện áp lớn nhất là:

b) Tổn thất điện áp khi sự cố nguy hiểm nhất

* Khi ngừng một máy phát, công suất lấy từ hệ thống về là:

Áp dụng công thức: ∆U SC % = 2 × ∆U bt %

Ta có bảng tổn thất điện áp lúc bình thường và lúc sự cố của phương án 1 như bảng 4.1.1.4:

50 9

9 K m

53.8

5 K m

Từ sơ đồ phương án 2, ta tính được công suất truyền tải trên các đường dây như sau:

• Các đường dây: HT-1, HT-2, HT-8, HT-9, NĐ-3, NĐ-4, có dạng hình tia đã được tính ở phương án 1

• Hai nhánh liên lạc NĐ-7, HT-7 có công suất như đã tính ở phương án 1 không

có gì thay đổi

• ĐD NĐ-5: có ́S NĐ-5 = ́S 5 + ́S 6 =78 + j37.76 MVA

• ĐD 5-6: có ́S 5-6 = ́S 6 = 40 + j19.36 MVA