Đồ án môn học Lưới điện thiết kế cung cấp điện

Do nền kinh tế nước ta còn trong giai đoạn đang phát triển và việc sản xuất điện nặng còn đang thiếu thốn so với nhu cầu tiêu thụ điện nên việc truyền tải điện, cung cấp điện cũng như ph

Mục lục

Tài liệu tham khảo

Lời nói đầu

Chương I – Tính toán cân bằng công suất, xây dựng phương án

1.1 Phân tích nguồn và phụ tải

1.2 Tính toán cân bằng công suất

1.2.1 Cân bằng công tác dụng

1.2.2 Cân bằng công suất phản kháng và bù công suất cưỡng bức

1.3 Xây dựng các phương án nối dây

1.3.1 Xây dựng các phương án nối dây

1.3.2 Phân tích, giữ lại một số phương án

Chương II – Tính toán kinh tế - kỹ thuật, chọn phương án tối ưu ( tiến hành cho từng phương án ) 2.1 Tính toán phân bố công suất sơ bộ, chọn cấp điện áp

2.1.1 Tính toán phân bổ công suất sơ bộ

2.1.2 Chọn cấp điện áp

2.2 Chọn tiết diện dây dẫn ( theo từng lộ )

2.2.1 Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế

2.2.2 Kiểm tra các điều kiện phát nóng và tổn thất điện áp

2.2.3 Tính tổn thất công suất

2.3 Tính toán kinh tế - kỹ thuật chọn phương án tối ưu 2.3.1 Hàm chi phí tính toán

2.3.2 So sánh kinh tế - kỹ thuật chọn phương án tối ưu

Chương III – Tính toán chế độ xác lập lưới điện

3.1 Chọn máy biến áp

3.2 Chọn sơ đồ nối điện chính

Chương IV – Tính toán chế độ xác lập lưới điện

4.1 Tính toán chế độ phụ tải max

4.2 Tính toán các chế độ sự cố khi phụ tải max

Chương V – Tính toán lựa chọn đầu phân áp ( tính cho một phụ tải)

5.1 Tính bổ sung chế độ phụ tải min ( cho phụ tải đã chọn)

5.2 Chọn đầu phân áp

Chương VI – Tính toán các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật

6.1.Vốn đầu tư xây dựng mạng điện

6.2 Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện

6.3 Tổn thất điện năng trong mang điện

6.4 Tổn thất điện áp trong mạng điện

6.5 Tính chi phí và giá thành

6.5.1 Chi phí vận hành hang năm

6.5.2 Chi phí tính toán hàng năm

6.5.3 Giá thành truyền tải điện năng

Bản vẽ: Khổ A-3

Tài liệu tham khảo

1.Giáo trình “ Thiết kế các mạng và hệ thống điện” – Nguyễn Văn Đạm

2 Tài liệu hướng dẫn làm đồ án thiết kế – PGS.TS Phạm Văn Hòa

Lời nói đầu

Sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hoá của nước ta trong giai đoạn hiện nay yêu cầu tăng không ngừng sản lượng điện Để thực hiện được điều đó cần phát triển và mở rộng các nhà máy điện cũng như các mạng và hệ thống điện công suất lớn Do nền kinh tế nước ta còn trong giai đoạn đang phát triển và việc sản xuất điện nặng còn đang thiếu thốn so với nhu cầu tiêu thụ điện nên việc truyền tải điện, cung cấp điện cũng như phân phối điện cho các hộ tiêu thụ cần phải được tính toán kĩ lưỡng để vừa đảm bảo hợp lí về kĩ thuật cũng như về kinh

tế Điều này đặt ra những nhiệm vụ quan trọng đối với các kỹ sư ngành hệ thống điện Một trong những nhiệm vụ đó là thiết kế các mạng và hệ thống điện Thiết

kế là một lĩnh vực quan trọng và khó khăn trong công việc của người kỹ sư nói chung, đặc biệt đối với các kỹ sư hệ thống điện Thiết kế các mạng và hệ thống điện đòi hỏi phải biết vận dụng tốt những kiến thức lý thuyết và kinh nghiệm để giải quyết vấn đề có tính chất tổng hợp, phức tạp thường gặp trong thực tế

Thiết kế mạng điện và hệ thống điện có quan hệ chặt chẽ với các bài toán kĩ thuật và kinh tế Vì vậy, Đồ án môn học Lưới điện giúp sinh viên áp dụng những kiến thức đã học để thiết kế một mạng điện khu vực hoàn chỉnh, từ đó giúp sinh viên hiểu sâu sắc những kiến thức lý thuyết đã học Đây là bước tập dượt quan trọng để sinh viên biết cách thực hiện công việc thiết kế sao cho đảm bảo nhu cầu phụ tải, khắc phục kịp thời sự cố và cũng để giảm thiểu tốn kém cho nhà nước Đồng thời là bước đầu tập dượt để có kinh nghiệm trong đồ án tốt nghiệp sau này

Trong quá trình làm đồ án, em chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn

hệ thống điện, đặc biệt là thầy Phạm Văn Hòa đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành tốt đồ án này

Hà Nội, ngày 30 tháng 04 năm 2009

Sinh viên

Chương I

Tính toán cân bằng công suất xây dựng phương án

1.1 Phân tích nguồn và phụ tải

Nhiệm vụ thiết kế mạng và hệ thống điện là nghiên cứu và phân tích tính kinh tế - kỹ thuật các giải pháp quyết định sự phát triển của mạng điện và hệ thống điện, đảm bảo cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ với chi phí nhỏ nhất khi thực hiện các hạn chế kỹ thuật về độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện năng

Nhiệm vụ thiết kế các hệ thống điện là tìm giải pháp tôt nhất để phát triển các công trình năng lượng mới và thời hạn khai thác chúng, có chú ý đến chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật hợp lý nhất Thiết kế hệ thống điện cần có các luận chứng kinh tế- kỹ thuật của sự phát triển nhà máy điện, các mạng điện và phương tiện vận hành chúng, bao gồm cả các phương tiện điều khiển

Nhiệm vụ chính của thiết kế hệ thống điện là chọn cấu trúc tối ưu của nó, nghĩa là chọn phương án phát triển tối ưu các công suất phát của hệ thống, kết hợp các đường dây tạo thành hệ thống truyền tải điện Trong thiết kế cần dự kiến xây dựng các nguồn điện và đường dây truyền tải mới như thế nào để có thể đạt được các chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật tốt nhất cho hệ thống điện xây dựng

1.1.2 Phụ tải

Tất cả các thiết bị máy móc để được biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác như cơ năng,quang năng, nhiệt năng…, để trực tiếp hay gián tiếp phục vụ cho các quá trình công nghệ sản xuất và đời sống sinh hoạt được gọi là thiết bị tiêu thụ điện Tập hợp các thiết bị tiêu thụ điện dùng cho những mục đích nhất định nào đó gọi là hộ tiêu thụ điện hay hộ dùng điện, hoặc đơn thuần

là các tiêu thụ điện

Phụ tải điện là đại lượng đặc trưng cho quá trình tiêu thụ năng lượng trong hệ thống điện Phụ tải điện được thể hiện qua các tham số như dòng điện, công suất, hay điện năng Hay nói cách khác, phụ tải điện đại lượng biểu thị mức độ tiêu thụ năng lượng của các hộ dùng điện

Có nhiều loại thiết bị điện với chế độ làm việc và tầm quan trọng khác nhau, tùy theo mức độ yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện mà phụ tải có thể chia làm

3 loại như sau:

Hộ phụ tải loại I: là những phụ tải mà khi có sự cố ngừng cung cấp điện sẽ

dẫn đến: nguy hiểm cho tính mạng con người, phá hỏng những thiết bị đắt tiền, phá vỡ quy trình công nghệ sản xuất, gây thiệt hại lớn cho nền kinh tế quốc dân, ảnh hưởng không tốt về chính trị ngoại giao Để đảm bảo yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện, các hộ phụ tải loại I có thể sử dụng đường dây 2 mạch hay mạch vòng

Hộ phụ tải loại II: là loại phụ tải mà khi có sự cố ngừng cung cấp điện sẽ

dẫn đến thiệt hại lớn về kinh tế do đình trệ sản xuất, phá hỏng thiết bị, gây hư hỏng sản phẩm, phá vỡ các hoạt động bình thường của đại đa số công chúng…

Do vậy, mức đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên tục cho các phụ tải loại này phải dựa trên yêu cầu của kinh tế Trong đa số các trường hợp, người ta cũng thường dự kiến cung cấp bằng 2 đường dây riêng biệt hoặc bằng đường dây 2 mạch Nhưng sau khi xét đến thời gian sửa chữa sự cố ngắn các đường dây trên

không, người ta cho phép cung cấp điện cho các phụ tải loại II bằng đường dây

lộ đơn

Hộ phụ tải loại III: là phụ tải được thiết kế với độ tin cậy cung cấp điện

không đòi hỏi cao lắm Do vậy, phụ tải loại III không mấy quan trọng vì khi mất điện không gây ra những hậu quả quá nghiêm trọng Các phụ loại này được cung cấp bằng đường dây đơn

Trong đồ án thiết kế này: có 6 phụ tải; trong đó, có 3 phụ tải loại I và 3 phụ tải loại II

Hệ số cosϕ=0,85⇒ tgϕ=

ϕ

ϕ cos

sin

=

ϕ

ϕ cos

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

Điện áp của mạng điện thứ cấp các trạm biến áp là 10kV và công suất

Q(MVAr)

P(MW)

Q(MVAr)

1.2 Tính toán cân bằng công suất.

1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng.

Đặc điểm quan trọng nhất của quá trình sản xuất điện năng là sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng trong hệ thống được tiến hành đồng thời, không thể tích lũy điện năng sản xuất thành sản lượng có thể lưu trữ Tại mỗi

thời điểm, phải có sự cân bằng giữa công suất tác dụng và phản kháng phát ra với công suất tác dụng và phản kháng tiêu thụ.

Công suất của các phụ tải liên quan với tần số của dòng điện thay đổi Giảm hay tăng công suất tác dụng phát ra cũng dẫn đến giảm hay tăng tần số Vì vậy tại mỗi thời điểm trong các chế độ xác lập của hệ thống điện, các nàh máy điện trong hệ thống cần phải phát công suất bằng công suất của các hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất trong hệ thống

Cân bằng sơ bộ công suất tác dụng được thực hiện trong chế độ phụ tải cực đại của hệ thống Phương trình cân bằng công suất tác dụng có dạng sau:

Tổn thất công suất tác dụng:

Trong tính toán sơ bộ , ta lấy ∆P= 5% Ppt= 0,05.210

= 10,5 (MW)Vậy, công suất nguồn là: Png = P∑= Ppt +∆P =210 +10,5 =220,5 (MW)

1.2.2 Cân bằng công suất phản kháng.

Sự đòi hỏi giữa điện năng sản xuất và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm không chỉ là yêu cầu đối với công suất tác dụng mà còn là đối với công suất phản kháng.

Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp Khi cân bằng công suất phản kháng bị phá hoại sẽ làm thay đổi điện áp Nếu công suất phát ra lớn hơn công suất tiêu thụ thì điện áp trong mạng sẽ tăng và ngược lại Do đó,

để đảm bảo chất lượng điện áp cần thiết ở các hộ tiêu thụ trong hệ thống và trong các khu vực riêng biệt của nó, cần có đầy đủ công suất của các nguồn công suất phản kháng Vì vậy, trong giai đoạn đầu của thiết kế hệ thống điện hay các mạng điện của các vùng riêng biệt cần phải được tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng

Cân bằng công suất phản kháng thông thường được tiến hành đối với chế độ cực đại của hệ thống điện

Phương trình cân bằng công suất phản kháng là:

Qng + Q∑b = Qpt + ∆Q∑

Trong đó:

Qng: công suất phản kháng của nguồn

Qpt: công suất phản kháng của phụ tải

cos

1 − 2

= 1 0,8520,85

Tổng tổn thất công suất phản kháng, trong tính toán sơ bộ, ta thường lấy:

∆Q∑= 15% Qpt =15% 130,2= 19,53 (MVAr)

Vậy, công suất bù phản kháng là:

Q∑

b = Qpt +∆Q∑ – Qng= 130,2+19,53 – 136,71= 13,02 (MVAr)

Vì Q∑b >0, do đó ta phải tiến hành bù cưỡng bức tại các nút Khi tiến hành bù

ta ưu tiên bù các điểm có công suất lớn và phụ tải ở xa so với nguồn, sao cho hệ

số công suất mới cosϕm có giá trị trong khoảng 0,85÷0,95.

Ta có bảng sau:

Bảng 1.2

P(MW)

Q(MVAr)

Qb

(MVAr)

Q(MVAr)

1.3 Xây dựng các phương án nối dây

1.3.1.Xây dựng các phương án nối dây

Trong thiết kế hiện nay, để chọn được sơ đò tối ưu của mạng điện, người ta

sử dụng phương pháp nhiều phương án Từ các vị trí đã cho của các phụ tải, cần tiến hành dự kiến một số phương án và phương án tốt nhất sẽ được chọn trên cơ

sở so sánh kinh tế- kỹ thuật các phương án Mạng điện cần có độ tin cậy cao, tính kinh tế và linh hoạt cần thiết

Các phương án dự kiến không phải là ngẫu nhiên Mỗi phương án cần có tư tưởng chủ đạo về cấu trúc(mạng điện hở, kín,…)

Trên cơ sở phân tích đặc điểm các nguồn cung cấp và các phụ tải cũng như vị trí của chúng, cùng với từng loại phụ tải tương ứng với loại hộ như sau :

Phương án 3

Phương án 4

Phương án 5

1.3.2.Phân tích để giữ lại một số phương án.

Trong công tác thiết kế mạng điện, mục đích của chúng ta là vạch ra được phương án cung cấp điện kinh tế và có đảm bảo, tức là đạt được hai tiêu chuẩn kinh tế và kỹ thuật Tuy nhiên trong nhiều phương án cung cấp điện được đưa ra,để có thể so sánh một cách đầy đủ giữa các phương án thì mất rất nhiều thời gian và phải tính toán rất nhiều Do đó, có thể loại bỏ một số phương án qua phân tích ưu, nhược điểm sơ bộ của các phương án như sau:

Phương án 1:

*Ưu điểm:

+ Khả năng xảy ra sự cố mất điện là tương đối ít vì mỗi phụ tải đều có một đường dây cung cấp điện riêng nên khi sự cố một đường dây không ảnh hưởng đến đường dây khác

+ Tổn thất cốn suất và tổn thất điện áp tương đối nhỏ

+ Có thể sử dụng thiết bị đơn giản , rẻ tiền ở cuối đường dây ( vị trí chỉ cần dùng dao cách ly , không cần dùng máy cắt)

* Nhược điểm:

+ Sử dụng nhiều máy cắt cao áp

+ Trạm biến áp tăng áp A phức tạp hơn

+ Công tác khảo sát và thăm dò mất thời gian hơn

Phương án 2:

* Ưu điểm:

+ Việc thi công lắp đặt và sửa chữa đơn giản hơn so với phương án 1

+ Tổng chiều dài đường dây nhỏ nên vốn đầu tư xây dựng mạng điện có thể

+ Việc tổ chức thi công sẽ thuận tiện hơn vì hoạt động trên cùng một tuyến

+ Chi phí cho máy cắt cũng như dao cách ly nhỏ

* Nhược điểm:

+ Khả năng phát sinh sự cố mất điện là lớn, vì sự cố ở đoạn đường dây này

có ảnh hưởng trực tiếp đến đoạn đường kia

+ Nếu vì lí do nào đó phía cao áp phải dùng máy cắt thì số lượng máy cắt sẽ tăng lên , phức tạp hơn sơ đồ hình tia

+ Tổn thất điện áp và tổn thất điện năng lớn

+ Tổng chiều dài dây dẫn tương đối nhỏ.

* Nhược điểm:

+ Số lượng máy cắt cao áp, trạm biến áp nhiều

+ Tổn thất điện áp, tổn thất công suất lớn

+ Vận hành sửa chữa, thi công lắp đặt phức tạp

+ Chi phí về mặt kinh tế tương đối lớn

Đối với mạng điện mạch hở: ta chọn phương án 1

Đối với mạng điện có mạch vòng : ta chọn phương án 4

Chương II Tính toán kinh tế- kỹ thuật, chọn phương án tối ưu.

A Phương án 1

2.1 Tính toán phân bố công suất sơ bộ, chọn cấp điện áp.

2.1.1 Tính toán phân bố công suất sơ bộ.

Ta có:

6 , 18 30

1

SA =  = + (MVA)

8 , 24 40

2

SA =  = + (MVA)

4 , 12 20

3

SA =  = + (MVA)

7 , 21 35

4

SA =  = + (MVA)

8 , 18 40

5

SA =  = + (MVA)

88 , 20 45

6

2.1.2.Chọn cấp điện áp.

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

kỹ thuật, cũng như các đặc trưng của mạng điện

Điện áp của mạng điện cũng phụ thuộc nhiều vào 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

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 có thể xác định theo giá công suất truyền tải và khoảng cách truyền tải công suất trên mỗi đoạn đường dây.Các phương án của mạng điện thiết kế hay là các đoạn đường dây dẫn riêng biệt của mạng điện có thể có điện áp định mức khác nhau Lựa chọn đúng điện

áp của đường dây tải điện là một việc rất quan trọng lúc thiết kế hệ thống điện vì

nó có ảnh hưởng trực tiếp đến kinh tế và kỹ thuật của mạng điện Giá trị điện áp định mức lúc lựa chọn có ảnh hưởng đến khả năng tải của các hộ tiêu thụ, giá trị tổn thất điện áp và tổn thất điện năng của mạng điện

Ta có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức sau:

Utt=Unh j= 4,34 l nh j+ 16P nh j (kV) (j=1÷6), (1)

lnh j : khoảng cách của mỗi đường dây truyền tải (km)

Pnh j : công suất truyền tải trên mỗi đường dây (kW)

Tinh tương tự như trên đối với các đoạn đường dây A-6; A-4; A-3

Kết quả điện áp tính toán Utt và điện áp định mức Uđm được cho trong bảng sau:

Bảng 2.1:

Đường dây

Công suất truyền tải S, MVA

Chiều dài đường dây l,km

Điện áp tính toán Utt, kV

Điện áp định mức Uđm, kV

Từ các kết quả tính toán được trong bảng 2.1, ta chọn điện áp chung cho mạng điện là 110 kV.

2.2 Chọn tiết diện dây dẫn (theo từng lộ).

2.2.1 Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế.

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)

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

tế của dòng điện, được tính theo công thức:

S

3

max

103 (A) (3) Trong đó:

n : số mạch của đường dây (lộ đơn: n =1, lộ kép: n=2)

Uđm :điện áp định mức của mạng điện.(kV)

Smax :công suất chạy trên đường day khi phụ tải cực đại (MVA)

Hay

Ftt =

kt

đm J U n

S

3

max

103 (mm2) (4)Dựa vào tiết diện dây dẫn tính toán Ftt được tính theo công thức (2) , ta tiến hành chọn tiết diện lớn hơn Ftt , sau đó kiểm tra điều kiện vầng quang, tổn thất điện áp, điều kiện điện áp, điều kiện phát nóng

Đối với đường dây 110 kV , điều kiện để không xuất hiện vầng quang là tiết diện dây dẫn phải có F > 70mm2

Ngoài ra , tiết diện dây dẫn chọn được theo các chỉ tiêu kinh tế cần được kiểm tra về khả năng tải cho phép trong các điều kiện sự cố

Trong các chế độ sau sự cố, dòng điện chạy trên các dây dẫn của đường dây

có thể vượt quá dòng điện làm việc trong chế độ bình thường Trường hợp như thế có thể xảy ra trên đường dây 2 mạch, khi một mạch ngừng cung cấp điện,

và cũng như trên đường dây có 2 phía cung cấp, khi cung cấp điện từ 1 trong 2 điểm cung cấp bị ngừng Trong trường hợp như vậy, tiết diện dây dẫn được chọn cần phải thỏa mãn các điều kiên phát nóng cho phép giới hạn khi các dòng điện của chế độ sau sự cố chạy qua Điều kiện kiểm tra về dòng điện tải lâu dài cho phép phát nóng như sau:

70

, với θxq= 35oC, θch = 25oC, ta được

Khc =

25 70

35 70

−

− = 0,88

⇒ Ihc

cp=0,88 Icp (5)

Đối với đường dây 1 mạch , Isc = Ibt

Đối với đường dây 2 mạch , Isc= 2Ibt

A

J U n

S

3

2 max −

S

3

2 max −

103 = 2 2 10 3

110 3 2

8 , 24

Khi một mạch ngừng cung cấp, dòng điện chạy trên đường dây còn lại là:

cp, thỏa mãn điều kiện phát nóng

b Chọn thiết diện dây dẫn của đường dây A-1

FttA-1=

kt đm

A

J U n

S

3

1 max −

S

3

1 max −

103 = 2 2 10 3

110 3 1

6 , 18

cp, thỏa mãn điều kiện phát nóng

c Chọn thiết diện dây dẫn của đường dây A-5

FttA-5 =

kt đm

A

J U n

S

3

5

1 , 1 110 3 2

8 , 18

5 max

đm

A

U n

103 = 2 2 10 3

110 3 2

8 , 18

Khi một mạch ngừng cung cấp, dòng điện chạy trên đường dây còn lại là:

Imax

sc = Isc= 2.Ibt =2.115,99 = 231,98 (A)

cp = Khc Icp =0,88 380 = 334,4 (A)

⇒ Imax

sc < Ihc

cp, thỏa mãn điều kiện phát nóng

Đối với các đường dây còn lại ta cũng áp dụng các công thức (3);(4);(5) và tính toán tương tự như các đường dây ở trên

Sau khi chọn được các tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn, cần xác định các thông

số của đường dây là ro ,xo, bo và tiến hành tính các thông số R ,X ,B/2 trong sơ

đồ thay thế của các đường dây theo các công thức sau :

Kết quả tính các thông số của tất cả các đường dây trong mạng điện được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 2.2: Thông số của các đường dây trong mạng điện.

Ta sẽ tính toán tổn thất điện áp của mạng điện ứng với hai trường hợp là khi mạng điện làm việc bình thường và khi mạng điện gặp sự cố

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

∆Uibt%= 2 100

đm

i i i i

U

X Q R

% (6) Trong đó:

Pi , Qi : công suất tác dụng và công suất phản kháng chạy trên đường dây i

Ri , Xi :điện trở và điện kháng của đường dây i

Khi tính tổn thất ta lấy thông số từ bảng 2.2

Đối với đường dây 2 mạch ,nếu ngừng cung cấp một mạch thì tổn thất điện

áp trên đường bằng:

∆Uisc% = 2∆Uibt%

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

U

X Q R

110

35 , 17 6 , 18 21 , 7 30

U

X Q R

110

72 , 8 8 , 24 57 , 5 40

U

X Q R

110

38 , 13 4 , 12 54 , 8 20

U

X Q R

110

5 , 19 7 , 21 5 , 6 35

U

X Q R

110

39 , 11 8 , 18 27 , 7 40

U

X Q R

110

87 , 12 88 , 20 21 , 8 45

2

2 + (MW) (7)

Trong đó: Pi: công suất tác dụng trên đường dây i (MW)

Qi: công suất phản kháng trên đường dây i (MVAr)

Ri: điện trở của đường dây i (Ω)

U2

đm: điện áp định mức của mạng điện (kV) Dựa vào số liệu trong bảng 2.2 và công thức (7) ta tính được tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây như sau:

∆PA1 = 2 1

2 1

2 1

A đm

2 2

A đm

2 3

A đm

A đm

8 , 18 40

A đm

2.1.1 Tính toán phân bố công suất sơ bộ

8 , 24 40

6 , 18 30

1

4 , 43 70 ) 6 , 18 30 ( ) 8 , 24 40 (

21 2

4 , 12 20

3

SA =  = + (MVA)

7 , 21 35

4

SA =  = + (MVA)

2.1.2.Chọn cấp điện áp.

Áp dụng công thức (1) ta tính được điện áp trên các đường dây được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 2.3

Đường dây

Công suất truyền tải S, MVA

Chiều dài đường dây l,km

Điện áp tính toán Utt, kV

Điện áp định mức

2.2 Chọn tiết diện dây dẫn (theo từng lộ).

2.2.1 Chọn tiết diện dây theo mật độ dòng kinh tế và kiểm tra các điều kiện phát nóng, sự cố.

a Chọn thiết diện dây dẫn của đường dây A-2

cp, thỏa mãn điều kiện phát nóng

b Chọn tiết diện dây dẫn của đường dây 2-1

Ftt2-1 =

kt

đm J U n

S

3

1 2 max −

cp, thỏa mãn điều kiện phát nóng

Đối với các đường dây A-3 ; A-4 ta cũng áp dụng các công thức (3) ; (4) ; (5) và tính toán giống ở trên

c Tính tiết diện các đoạn đường dây trong mạch vòng A-5-6

Công suất chạy trên các đoạn A-5 ; A-6 ;6-5 ta đã tính được ở trên như sau:

40+j18,8

Imax

5

scA = 2 2 10 3

110 3

68 , 39

85 + = 492,35 (A) < Ihc

cpA5 = 532,4 (A) ⇒ Dây dẫn thỏa mãn điều kiện phát nóng.

Khi hỏng A-6

85+j39,68

40+j18,8 45+j20,88

+

cpA6= 532,4 (A) ⇒ Dây dẫn thỏa mãn điều kiện phát nóng

Khi hỏng 5-6

40+j18,8 45+j20,88

+

cp56 = 233,2 (A)

⇒ Dây dẫn không thỏa mãn điều kiện phát nóng Do vậy, ta phải nâng lên

Kết quả tính các thông số của tất cả các đường dây trong mạng điện được thể hiện trong bảng 6:

Bảng 2.4: Thông số của các đường dây trong mạng điện.

20+j12,4

35+j21,7

43,99+j20,56

41,01+j19,12

3,99+j1,76

X Q R

% = 2

4 4 4 4

đm

A A A A

U

X Q R

∆Umax bt % = ∆UA21bt % = 11,02 % < 20 % nên đạt yêu cầu

∆UA5sc% =( ) ( ) 100 % 5 56 2 5 56 100 %

2

6 6 5 6 6 5

đm đm

A A

U

X Q R P U

X Q Q R

đm đm

A A

U

R Q R P U

X Q Q R

6 6 6 6 2

5 5 5

⇒ ∆Umax sc% ={∆UA5sc% , ∆UA6sc%,∆U56sc%} =∆UA5sc% = 21,45 %

Vậy, ∆Umax sc% = 21,45 % < 25 % (sự cố xảy ra khi đứt đoạn A-5 của mạch vòng), đạt yêu cầu

2 21 2 2

2 2

2

U

Q P R U

Q P

đm

A đm A

A đm

∆PA-4 = 24 +2 24 4 =

A đm

∆

PA-5-6

6 2

2 6

2 6 56 2

2 56

2 56 5 2

2 5

2 5

A dm

A A đm

A đm

A

U

Q P R U

Q P R U

Z = ( atc + avhđ) Kđ +∆A.c

Trong đó:

atc : hệ số hiệu quả của vốn đầu tư ( atc =0,125);

avhđ : hệ số hiệu chỉnh đối với các đường dây trong mạng điện;