Do nền kinh tế nước ta còn trong giai đoạn đang phát triển và việc phát triển điện năng còn đang thiếu thốn so với nhu cầu tiêu thụ điện nên việc truyền tải điện, cung cấp điện cũng như
Trang 1
LỜI NÓI ĐẦU
* * * * *
Hiện nay, điện năng là một phần vô cùng quan trọng trong hệ thống năng lượng của một quốc gia Nó được sử dụng và ảnh hưởng đến hầu hết các lĩnh vực như : sản xuất, nghiên cứu, kinh tế, sinh hoạt, …
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 Do nền kinh tế nước ta còn trong giai đoạn đang phát triển và việc phát triển điện năng còn đang thiếu thốn so với nhu cầu tiêu thụ điện nên việc truyền tải điện, cung cấp điện cũng như điện phân phối điện cho các hộ tiêu thụ cần phải được tính toán kĩ lưỡng để vừa đảm bảo hợp lý về kĩ thuật cũng như về kinh tế
Trong nội dung đồ án môn học này đã đưa ra phương án có khả năng thực thi nhấttrong việc thiết kế mạng lưới điện cho một khu vực gồm các hộ tiêu thụ điện loại I vàloại III Nhìn chung, phương án đưa ra đã đáp ứng được những yêu cầu cơ bản của mộtmạng điện
Dù đã cố gắng song đồ án vẫn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế, em rất mong nhận được sự chỉ bảo và giúp đỡ của các thầy cô, để em có thể tự hoàn thiện thêm kiến thức của mình Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn của thầy giáo Nguyễn Đức Thuận đã giúp em hoàn thành đồ án môn học này.
Hà Nội , ngày 15 tháng 5 năm 2016 Sinh viên
Hoàng Mạnh Tuấn
Trang 2
Chương I: Phân tích nguồn và phụ tải và cân bằng công
suất
* * * * * * * * * * * * *
Trong thiết kế lưới điện để chọn được phương án tối ưu, cần tiến hành phân tích
những đặc điểm của các nguồn cung cấp điện và các phụ tải Từ đó ta có thể xác định được công suất phát của các nguồn cung cấp và xây dựng được các sơ đồ nối điện hợp lý.Trong chương này chúng ta sẽ phân tích các đặc điểm của nguồn và phụ tải cũng như tính toán sơ bộ công suất phát của các nguồn cho các chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu và
sự cố của lưới điện thiết kế.
1.1 Phân tích nguồn, phụ tải.
4 7
5
Trang 3Hệ số công suất cosϕ
- Hộ phụ tải loại I (gồm 7 phụ tải:1,2,3,4,5,6,7 chiếm 100% ) :là loại phụ tải rất quan trọng phải cung cấp điện liên tục.Nếu gián đoạn cung cấp điện thì sẽ gây hậu quả nghiêm trọng ảnh hưởng đến an ninh, quốc phòng,an ninh,chính trị,tính mạng con người,và thiệt hại nhiều về kinh tế.Vì thế mỗi phụ tải loại I phải được cấp điện bằng 1
lộ đường dây kép và TBA có 2 máy biến áp làm việc song song để đảm bảo độ tin cậy
và chất lượng điện năng
- Hộ phụ tải loại III ( không có phụ tải loại III trong đồ án này): là loại phụ tải có mức quan trọng thấp hơn,để giảm chi phí đầu tư thì mỗi phụ tải chỉ cần cấp điện bằng 1đường dây đơn và 1 máy biến áp
Trang 4Thời gian sử dụng công suất lớn nhất : Tmax = 4800 ( giờ)
Điện áp định mức của mạng điện thứ cấp là 35KV
Công suất phụ tải cực tiểu bằng 80% phụ tải cực đại
Yêu cầu điều chỉnh điện áp : tải yêu cầu khác thường (kt)
Số liệu về các phụ tải trong bảng 1.1:
3
27+13,23i
8
21,6+10,58i
8
22,4+10,98i
8
32+15,68i
4
25,6+12,54i
Tổn
g
9
1.2 Cân bằng công suất.
1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng.
PN = P(yêu cầu) = m + ∑ΔPmax + Pdt
= 191 + 9,55 + 0
= 200,55 (MW)
Trong đó : m là hệ số đồng thời, trong trường hợp này m= 1
∑ΔPmax là tổng tổn thất công suất tác dung trên lưới ( = 5%∑Pmaxi)
Pdt là công suất tác dụng dự trữ , Pdt = 0
1.2.2 Cân bằng công suất phản kháng.
Q(yêu cầu) = m + ∑ΔQba + ∑ΔQL - ∑QC + Qdt
Trang 5= 93,59 + 93,59.15%
= 107,63 (MVAr)
Trong đó: m là hệ số đồng thời, trong trường hợp này m= 1
∑ΔQba là tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp ( =
15%∑Qmax)
∑ΔQL là tổng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây
∑QC là tổng tổn thất công suất phản kháng do điện dung đường dây sinh ra Qdt là công suất phản kháng dự trữ ( = 0)
Trong tính toán sơ bộ thì ∑ΔQL = ∑QC
Trang 6Chương II: Đề x uất phương án nối dây
* * * * * * * * * * * * *
Một trong các yêu cầu của thiết kế mạng điện là đảm bảo cung cấp điện an toàn và liêntục, nhưng vẫn phải đảm bảo tính kinh tế Muốn đạt được yêu cầu này người ta phảitìm ra phương án hợp lý nhất trong các phương án vạch ra đồng thời đảm bảo được cácchỉ tiêu kỹ thuật
Các yêu cầu chính đối với mạng điện:
• Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị
• Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện
• Đảm bảo chất lượng điện năng
• Đảm bảo tính linh hoạt của mạng điện
• Đảm bảo tính kinh tế và có khả năng phát triển
Trong thiết kế hiện nay, để chọn được sơ đồ tối ưu của mạng điện người ta sử dụngphương pháp nhiều phương án Từ các vị trí đã cho của các phụ tải và các nguồn cungcấp, cần dự kiến một số phương án và phương án tốt nhất sẽ chọn được trên cơ sở sosánh kinh tế - kỹ thuật các phương án đó Đồng thời cần chú ý chọn các sơ đồ đơngiản Các sơ đồ phức tạp hơn được chọn trong trường hợp khi các sơ đồ đơn giảnkhông thoả mãn yêu cầu kinh tế - kỹ thuật
Những phương án được lựa chọn để tiến hành so sánh về kinh tế chỉ là những phương
án thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật của mạng điện
Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu đối với các mạng là độ tin cậy và chất lượng cao củađiện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ.Khi dự kiến sơ đồ của mạng điện thiết kế, trướchết cần chú ý đến hai yêu cầu trên Để thực hiện yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điệncho các hộ tiêu thụ loại 1, cần đảm bảo dự phòng 100% trong mạng điện, đồng thời dựphòng đóng tự động
Để cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại 1 có thể sử dụng đường dây lộ kép Các hộtiêu thụ loại 3 được cung cấp điện bằng đường dây lộ đơn
2.1 Phương án hình tia.
- Ưu điểm:
• Có khả năng sử dụng các thiết bị đơn giản, rẻ tiền và các thiết bị bảo vệ rơleđơn giản
Trang 7• Khi sự cố một đường dây, không liên quan đến các đường dây khác.
• Thuận tiện khi phát triển và thiết kế cải tạo các mạng điện hiện có
- Nhược điểm:
• Khảo sát thiết kế, thi công mất nhiều thời gian
• Khoảng cách dây lớn nên thi công tốn kém
Sơ đồ phương án hình tia :
2.2 Phương án liên thông.
- Ưu điểm:
• Việc thi công sẽ thuận lợi hơn vì hoạt động trên cùng một đường dây
• Thiết bị, dây dẫn có chi phí giảm hơn so với hình tia
- Nhược điểm:
• Cần có thêm trạm trung gian, thiết bị bố trí đòi bảo vệ rơle, thiết bị tự độnghóa phức tạp hơn so với sơ đồ hình tia
• Độ tin cậy cung cấp điện thấp hơn so với sơ đồ hình tia
• Tổn thất điện áp và tổn thất điện năng cao
Sơ đồ phương án liên thông :
6
2 3
4 7
5
Trang 82.3 Phương án lưới kín.
- Ưu điểm:
• Độ tin cậy cung cấp điện cao
• Khả năng vận hành lưới linh hoạt, tổn thất ở chế độ bình thường thấp
4 7
5
1
2 3
4 7
5
Trang 9Chương III: Tính toán kỹ thuật các phương án
* * * * * * * * * * * * *
- Phân bố công suất (bỏ qua tổn thất công suất)
- Chọn lựa cấp điện áp định mức của hệ thống
- Chọn lựa thiết diện dây dẫn
- Tính toán tổn thất điện áp
- Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn khi có sự cố
3.1 Phương án hình tia.
3.1.1 Phân bố công suất.
ṠN-1 = Ṡmax1 = 20 + 9,80i (MVA)
ṠN-2 = Ṡmax2 = 23 + 11,27i (MVA)
ṠN-3 = Ṡmax3 = 27 + 13,23i (MVA)
ṠN-4 = Ṡmax4 = 30 + 14,70i (MVA)
ṠN-5 = Ṡmax5 = 31 + 15,19i (MVA)
ṠN-6 = Ṡmax6 = 28 + 13,72i (MVA)
ṠN-7 = Ṡmax7 = 32 + 15,68i (MVA)
3.1.2 Chọn điện áp định mức
Công thức tính toán điện áp thực tế:
Utti = 4,34. (3.1)
Li: chiều dài đường dây thứ i (km)
Pi: công suất tác dụng cực đại của đường dây thứ i (MW)
Trong bản thiết kế này, ta sử dụng công thức kinh nghiệm (1.1) để tính:
UN-1= 4,34 = 84,60 (KV)
Tương tự với các nhánh còn lại, ta có bảng 3.1.1:
Trang 10Nhận xét: Từ bảng kết quả trên ta thấy hầu hết các giá trị điện áp tính cho từng đoạn đều
nằm trong khoảng (84-103) KV Để đảm bảo cho toàn mạng ta chọn điện áp chung cho các phương án là cấp 110 KV
S
.3
.U 3 n
Qi Pi
× +
Trong đó :
Jkt - mật độ kinh tế của dòng điện.
Uđm - điện áp định mức của dòng điện (kV)
Smaxi - công suất trên đường dây thứ i khi phụ tải cực đại.(MVA)
n - số lộ đường dây.
Ta sử dụng dây nhôm lõi thép để truyền tải, Jkt được tra theo bảng trang (Nguyễn, Đạm Văn, 2008, p 295) ta có mật độ kinh tế của dòng điện Jkt = 1,1 A/mm2
Trang 11Dựa vào tiết diện dây dẫn, tiết hành chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vầng quang Độ bền cơ về đường dây và điều kiện phát nóng của dây dẫn.
* Kiểm tra điều kiện vầng quang
Theo điều kiện, tiết diện dây dẫn không được nhỏ hơn trị số cho phép đối với mỗi cấp điện áp
Với cấp điện áp 110kV, để không xuất hiện vầng quang tiết diện dây dẫn tối thiểu được phép là 70mm2
* Kiểm tra phát nóng dây dẫn
Theo điều kiện:
Isc max < k Icp.
Trong đó :
Icp - dòng điện cho phép của dây dẫn, nó phụ thuộc vào bản chất và tiết diện của
dây.
k - hệ số quy đổi theo nhiệt độ Khc = 0.8 ứng với nhiệt độ là 25 o c.
Đối với đường dây kép : Isc max = 2.Ibt max < 0.8 Icp.
Đối với đường dây đơn khi có sự cố sẽ dẫn đến mất điện
Xét trên từng lộ đường dây:
S
.3
1 max
×
=
.110 3
×
+
2
8 , 9
20 2 2
.103= 58,45 (A)
Fkt =
kt J
Imax
= 1.1
45,58
= 53,15 mm2
Để chọn tiết diện dây dẫn thõa mãn điều kiện vầng quang : Ftc > 70 mm2
Nên ta chọn AC – 70 với dòng điện cho phép Icp = 265 A
Trang 12+ Kiểm tra điều kiện phát nóng : vì đoạn N-1 là đường dây kép nên khi hỏng một lộ thì lộ còn lại vẫn phải làm việc bình thường.
Do đó dòng điện trong chế độ sự cố phải nhỏ hơn hệ số k nhân với dòng điện cho phép của dây dẫn:
Isc = 2.Ibt max = 2.58,45 = 116,9 (A)
Isc < 0,8.Icp = 0,8.265 = 212 A( thỏa mãn điều kiện )
S
3
2 max
×
=
.110 3
×
+
2
27 , 11
.103= 67,22 (A)
Fkt =
kt J
Imax
= 1.1
22,67
= 61,1 mm2
Để chọn tiết diện dây dẫn thõa mãn điều kiện vầng quang : Ftc > 70 mm2
Nên ta chọn AC – 70 với dòng điện cho phép Icp = 265 A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng : vì đoạn N-2 là đường dây kép nên khi hỏng một lộ thì lộ còn lại vẫn phải làm việc bình thường
Do đó dòng điện trong chế độ sự cố phải nhỏ hơn hệ số k nhân với dòng điện cho phép của dây dẫn:
Isc = 2.Ibt max = 2.67,22 = 134,44 (A)
Isc < 0,8.Icp = 0,8.265 = 212 A( thỏa mãn điều kiện )
S
3
3 max
×
=
.110 3
×
+
2
23 , 13
.103= 78,91 (A)
Trang 13Fkt =
kt J
Imax
= 1.1
91,78
= 71,73 mm2
Để chọn tiết diện dây dẫn thõa mãn điều kiện vầng quang : Ftc > 70 mm2
Nên ta chọn AC – 70 với dòng điện cho phép Icp = 265 A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng : vì đoạn N-3 là đường dây kép nên khi hỏng một lộ thì lộ còn lại vẫn phải làm việc bình thường
Do đó dòng điện trong chế độ sự cố phải nhỏ hơn hệ số k nhân với dòng điện cho phép của dây dẫn:
Isc = 2.Ibt max = 2.78,91 = 157,82 (A)
Isc < 0,8.Icp = 0,8.265 = 212 A( thỏa mãn điều kiện )
S
3
4 max
×
=
.110 3
×
+
2
7 , 14
.103= 87,67 (A)
Fkt =
kt J
Imax
= 1.1
67,87
= 79,7 mm2
Để chọn tiết diện dây dẫn thõa mãn điều kiện vầng quang : Ftc > 70 mm2
Nên ta chọn AC – 70 với dòng điện cho phép Icp = 265 A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng : vì đoạn N-4 là đường dây kép nên khi hỏng một lộ thì lộ còn lại vẫn phải làm việc bình thường
Do đó dòng điện trong chế độ sự cố phải nhỏ hơn hệ số k nhân với dòng điện cho phép của dây dẫn:
Isc = 2.Ibt max = 2.87,67 = 175,34 (A)
Isc < 0,8.Icp = 0,8.265 = 212 A( thỏa mãn điều kiện )
Đoạn dây N-5
Trang 14Ilv max N-5 = dm
U n
S
3
5 max
×
=
.110 3
×
+
2
19 , 15
= 82,36 mm2
Để chọn tiết diện dây dẫn thõa mãn điều kiện vầng quang : Ftc > 70 mm2
Nên ta chọn AC – 70 với dòng điện cho phép Icp = 265 A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng : vì đoạn N-5 là đường dây kép nên khi hỏng một lộ thì lộ còn lại vẫn phải làm việc bình thường
Do đó dòng điện trong chế độ sự cố phải nhỏ hơn hệ số k nhân với dòng điện cho phép của dây dẫn:
Isc = 2.Ibt max = 2.90,6 = 181,2 (A)
Isc < 0,8.Icp = 0,8.265 = 212 A( thỏa mãn điều kiện )
S
3
6 max
×
=
.110 3
×
+
2
72 , 13
.103= 81,83 (A)
Fkt =
kt J
Imax
= 1.1
83,81
= 74,39 mm2
Để chọn tiết diện dây dẫn thõa mãn điều kiện vầng quang : Ftc > 70 mm2
Nên ta chọn AC – 70 với dòng điện cho phép Icp = 265 A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng : vì đoạn N-6 là đường dây kép nên khi hỏng một lộ thì lộ còn lại vẫn phải làm việc bình thường
Do đó dòng điện trong chế độ sự cố phải nhỏ hơn hệ số k nhân với dòng điện cho phép của dây dẫn:
Isc = 2.Ibt max = 2.81,83 = 163,66 (A)
Trang 15Isc < 0,8.Icp = 0,8.265 = 212 A( thỏa mãn điều kiện ).
S
3
4 max
×
=
.110 3
×
+
2
68 , 15
.103= 93,52 (A)
Fkt =
kt J
Imax
= 1.1
52,93
= 85,02 mm2
Để chọn tiết diện dây dẫn thõa mãn điều kiện vầng quang : Ftc > 70 mm2
Nên ta chọn AC – 95 với dòng điện cho phép Icp = 330 A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng : vì đoạn N-7 là đường dây kép nên khi hỏng một lộ thì lộ còn lại vẫn phải làm việc bình thường
Do đó dòng điện trong chế độ sự cố phải nhỏ hơn hệ số k nhân với dòng điện cho phép của dây dẫn:
Isc = 2.Ibt max = 2.87,67 = 175,34 (A)
Isc < 0,8.Icp = 0,8.330 = 264 A( thỏa mãn điều kiện )
3.1.4 Tính tổn thất điện áp.
Các mạng điện 1 cấp điện áp đạt tiêu chuẩn kĩ thuật nếu trong chế độ phụ tải cực đạicác tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ làm việc bình thường và chế độ sự cố nằm trong khoảng sau đây:
%15
%
=
∆U cpsc
Đối với những mạng điện phức tạp (mạng điện kín), có thế chấp nhận tổn thất điện
áp lớn nhất trong chế độ phụ tải cực đại và chế độ sự cố nằm trong khoảng:
%20
%
=
∆U cpbt
Trang 16∑ +
∑
dm
i i i i
U
X Q R P
Vậy phương án hình tia thỏa mãn điều kiện kỹ thuật
3.2 Phương án liên thông.
Trang 173.2.1 Phân bố công suất.
ṠN-1 = Ṡmax1 = 20 + 9,8i (MVA)
ṠN-2 = Ṡmax2 = 23 + 11,27i (MVA)
ṠN-3 = Ṡmax3 = 27 + 13,23i (MVA)
ṠN-4 = Ṡmax4 = 30 + 14,70i (MVA)
Ṡ6-5 = Ṡmax5 = 31 + 15,19i (MVA)
ṠN-6 = Ṡmax6 + Ṡmax5 = 28 + 13,72i + 31 + 15,19i = 59 + 28,91i (MVA)
ṠN-7 = Ṡmax7 = 32 + 15,68i (MVA)
Nhận xét: Từ bảng kết quả trên ta thấy hầu hết các giá trị điện áp tính cho từng đoạn đều
nằm trong khoảng (84-136) KV Để đảm bảo cho toàn mạng ta chọn điện áp chung cho các phương án là cấp 110 KV
Trang 18Ilv max N-6 = dm
N
U n
S
3
×
+
2
91 , 28
= 156,75 mm2
Để chọn tiết diện dây dẫn thõa mãn điều kiện vầng quang : Ftc > 70 mm2
Nên ta chọn AC – 150 với dòng điện cho phép Icp = 445 A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng : vì đoạn N-6 là đường dây kép nên khi hỏng một lộ thì lộ còn lại vẫn phải làm việc bình thường
Do đó dòng điện trong chế độ sự cố phải nhỏ hơn hệ số k nhân với dòng điện cho phép của dây dẫn:
Isc = 2.Ibt max = 2.172,42 = 344,84 (A)
Isc < 0,8.Icp = 0,8.445 = 356 A( thỏa mãn điều kiện )
S
3
5 max
×
=
.110 3
×
+
2
19 , 15
.103= 90,60 (A)
Fkt =
kt J
Imax
= 1.1
60,90
= 82,36 mm2
Để chọn tiết diện dây dẫn thõa mãn điều kiện vầng quang : Ftc > 70 mm2
Nên ta chọn AC – 70 với dòng điện cho phép Icp = 265 A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng : vì đoạn 6-5 là đường dây kép nên khi hỏng một lộ thì lộ còn lại vẫn phải làm việc bình thường
Do đó dòng điện trong chế độ sự cố phải nhỏ hơn hệ số k nhân với dòng điện cho phép của dây dẫn:
Isc = 2.Ibt max = 2.90,60 = 181,2 (A)
Trang 19Isc < 0,8.Icp = 0,8.265 = 212 A( thỏa mãn điều kiện ).
Các đoạn dây còn lại N-1, N-2, N-3, N-4, N-7 lấy kết quả từ phương án hình tia.
3.3.1 Phân bố công suất
Giả sử mạch điện là đồng nhất và các đoạn đường dây có cùng tiết diện
Trang 20Điểm phụ tải 2 là điểm phụ tải phân công suất trong mạch kín trên.
ṠN-1 =
6062,3155,90
55,90)
27,1123()55,9062,31).(
8,920(.)
.(
1 2 1 2
2 2 max 2 2 1 1 max
++
+++
+
=+
+
++
l l l
l S l l S
N N
N N
= 24,84 + 12,17i (MVA)
ṠN-2 = Ṡmax1 + Ṡmax2 - ṠN-1 = (20+9,8i) + (23+11,27i) – (24,84+12,17i) = 18,16 + 8,9i (MVA)
Ṡ1-2 = ṠN-1 - Ṡmax1 = (24,84+12,17i) – (20+9,8i) = 4,84 + 2,37i (MVA)
ṠN-3 = Ṡmax3 = 27 + 13,23i (MVA)
ṠN-4 = Ṡmax4 = 30 + 14,70i (MVA)
ṠN-5 = Ṡmax5 = 31 + 15,19i (MVA)
ṠN-6 = Ṡmax6 = 28 + 13,72i (MVA)
ṠN-7 = Ṡmax7 = 32 + 15,68i (MVA)
Nhận xét: Từ bảng kết quả trên ta thấy hầu hết các giá trị điện áp tính cho từng đoạn đều
nằm trong khoảng (46-119) KV Để đảm bảo cho toàn mạng ta chọn điện áp chung cho các phương án là cấp 110 KV
Trang 213
×
+
1
17 , 12 84 ,
.103= 145,18 (A)
Fkt =
kt J
Imax
= 1.1
18,145
= 131,98 mm2
Để chọn tiết diện dây dẫn thõa mãn điều kiện vầng quang : Ftc > 70 mm2
Nên ta chọn AC – 120 với dòng điện cho phép Icp = 380 A
∗ + Kiểm tra điều kiện phát nóng : đoạn dây N-1 khi xảy ra sự cố thì có 2 trường hợpvận hành sự cố:
-Trường hợp sự cố đứt đoạn dây N-2
-Trường hợp sự cố đứt đoạn dây 1-2
Vì điểm phụ tải 2 là điểm phụ tải phân công suất nên sự cố đứt đoạn dây N-2 là nguy hiểmhơn
Công suất trên đoạn dây N- 1 khi sự cố đứt đoạn N- 2 là:
Đoạn dây N-2:
Trang 22• Chọn tiết diện dây dẫn.
Ilv max N-2 = dm
N
U n
S
3
×
+
1
9 , 8 16 ,
.103= 106,15 (A)
Fkt =
kt J
Imax
= 1.1
15,106
= 96,50 mm2
Để chọn tiết diện dây dẫn thõa mãn điều kiện vầng quang : Ftc > 70 mm2
Nên ta chọn AC – 95 với dòng điện cho phép Icp = 330 A
∗ + Kiểm tra điều kiện phát nóng : đoạn dây N-1 khi xảy ra sự cố thì có 2 trường hợpvận hành sự cố:
-Trường hợp sự cố đứt đoạn dây N-1
-Trường hợp sự cố đứt đoạn dây 1-2
Vì điểm phụ tải 2 là điểm phụ tải phân công suất nên sự cố đứt đoạn dây N-1 là nguy hiểmhơn
Công suất trên đoạn dây N- 2 khi sự cố đứt đoạn N- 1 là:
Đoạn dây 1-2:
• Chọn tiết diện dây dẫn
Ilv max 1-2 = dm
U n
S
.3
2 1
×
−
=
.110 3
×
+
1
37 , 2 84 ,
.103= 28,28 (A)
Trang 23Fkt =
kt J
Imax
= 1.1
28,28
= 25,71 mm2
Để chọn tiết diện dây dẫn thõa mãn điều kiện vầng quang : Ftc > 70 mm2
Nên ta chọn AC – 70 với dòng điện cho phép Icp = 265 A
∗ + Kiểm tra điều kiện phát nóng : đoạn dây 1-2 khi xảy ra sự cố thì có 2 trường hợp
vận hành sự cố:
-Trường hợp sự cố đứt đoạn dây N-1
-Trường hợp sự cố đứt đoạn dây N-2
Vì điểm phụ tải 2 là điểm phụ tải phân công suất nên sự cố đứt đoạn dây N-2 là nguy hiểm
hơn
Công suất trên đoạn dây 1-2 khi sự cố đứt đoạn N- 2 là:
Ṡsc1-2 = Ṡmax2 = 23+11,27i (MVA)
Isc1-2 = dm
sc
U n
S
3
2 1
×
−
=
.110 3
×
+
1
27 , 11
.103 = 134,43 (A)
Isc1-2 = 134,43 (A) < 0,8.Icp = 0,8.265= 212 (A)
=> thỏa mãn điều kiện phát nóng
Tương tự với các đoạn dây N-3, N-4, N-5, N-6, N-7 lấy kết quả từ phương án hình tia
Trang 24Ta có Ubt max=7,03% < Ucpbt=15 % Vậy thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phépbình thường
Usc max=14,06% < Ucpsc =20% Vậy thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép sự cố
Vậy phương án lưới kín thỏa mãn điều kiện kỹ thuật
Trang 25
Chương IV: Tính toán chi tiêu kinh tế.
Chọn phương án tối ưu
* * * * * * * * * * * * * Khi tính toán, thiết kế mạng lưới điện cần phải đảm bảo yêu cầu về kinh tế và kĩthuật.Mặc dù trên thực tế hai yêu cầu kinh tế và kĩ thuật thường mâu thuẫn nhau, một lướiđiện có chỉ tiêu kĩ thuật tốt, vốn đầu tư và chi phí vận hành cao
Ngược lại, lưới điện có vốn đầu tư, chi phí vận hành nhỏ thì tổn thất cao, cấu trúclưới điện phức tạp, vận hành kém linh hoạt, độ an toàn thấp.Vì vậy việc đánh giá tính toánchỉ tiêu kinh tế, kĩ thuật của một lưới điện sẽ đảm bảo cho việc đạt chỉ tiêu về kĩ thuật, hợp
lý về kinh tế
4.1 Cơ sở lý thuyết
Vì các phương án so sánh của mạng điện có cùng điện áp định mức, do đó để đơn giản
ta không cần tính vốn đầu tư vào các trạm hạ áp
Để so sánh về mặt kinh tế ta sử dụng hàm chi phí tinh toán hàng năm:
Z = (atc+avh).V+∆A.C (1)
Trong đó:
Z: Là hàm tính toán chi phí tổn thất hàng năm (đồng).
atc: Hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư ,với lưới điện 110kV thì atc=0,125
avh : Hệ số khấu hao hao mòn vận hành sửa chữa thiết bị,với đường dây trênkhông các cấp điện áp avh = 0,04
V: tổng vốn đầu tư xây dựng đường dây
V = x ΣV0.li
Với đường dây đơn thì: x=1
Với đường dây kép thì: x=1,6
V0: Suất đầu tư cho 1 km đường dây nhánh thứ i, tiết diện Fi
li.: Chiều dài đường dây nhánh thứ i, (km)
C: giá điện năng tổn thất, C = 700đ/1kWh
Giá dây dẫn ( trong nội dung đồ án chọn cột bê tông cốt thép)
Trang 26Loại dây
AC-70 AC-95 AC-120 AC-150 AC-185 AC-240 Giá
∆ A: tổn thất điện năng trên lưới điện, (kWh)
∆A=∑∆Pmaxi.τmax
dây khi phụ tải cực đại
Ri. : Là điện trở tác dụng của đường dây thứ i
τmax: Thời gian tổn thất lớn nhất (h) được tính bằng công thức:
τ = (0,124 + Tmax.10-4)2.8760 (h)
4.2 Tính toán cho các phương án
4.2.1 Phương án hình tia ( phương án I)
4.2.1.1 Vốn đầu tư xây dựng lưới điện
Giả thiết rằng các đường dây trên không hai mạch được đặt trên cùng cột bê tông cốt thép
Như vậy vốn đầu tư xây dựng đường dây N-1 được xác định như sau:
VN-1 = 1,6 Vo N-1 lN-1Trong đó:
lN-1 là chiều dài đường dây N-1 (l N-1 = 60 km)
Vo N-1 là giá thành 1km đường dây N-1, đường dây N-1 là dây AC-70 cho
nên ta tra được 300.10 6 đ/km
Trang 27Tính toán tương tự với các đường dây còn lại ta có bảng 4.1.1:
Ví dụ với đường dây N-1:
Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây N-1:
Trang 28ΔA = ∑ΔPi τ = 21955,08 (MWh)
Tổng chi phí vận hành của mạng điện:
ZI = (atc+avh).V + ∆A.C = (0,125+0,04).201260,8.106 + 21955,08.103.700
= 48576588000 (đồng)
4.2.2 Phương án liên thông ( phương án II)
4.2.2.1 Vốn đầu tư xây dựng lưới điện
Tính toán tương tự phương án I ta được bảng 4.2.1:
Đường dây Loại dây L i
Trang 294.2.3 Phương án lưới kín ( phương án III)
4.2.2.1 Vốn đầu tư xây dựng lưới điện
Tính toán tương tự phương án I ta được bảng 4.3.1:
Trang 30Ta thấy chỉ tiêu kinh tế của phương II là nhỏ nhất Tuy vậy phương án I là phương án đơn giản cả về sơ đồ nối dây, dễ thay thế , sửa chữa, cũng như về bố trí thiết bị bảo vệ rơle, máy biến áp, máy cắt…các phụ tải không liên quan đến nhau, nên khi có sự cố
ở một phụ tải sẽ không ảnh hưởng đến các phụ tải khác
Vậy chọn phương án I để tính toán chế độ xác lập.
Trang 31Chương V: Chọn máy biến áp và sơ đồ lưới điện
5 2 Tính toán chọn số lượng, công suất định mức máy biến áp cho phụ tải
5.2.1 , Số lượng máy biến áp:
+ Với phụ tải loại I: sử dụng 2 máy biến áp làm việc song song
Trong đồ án này có 7 hộ phụ tải thuộc hộ phụ tải loại I là hộ phụ tải 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
+ Với phụ tải loại III: sử dụng 1 máy biến áp
Trong đồ án này không có phụ tải loại III
max
dmB
S S
n
≥
Riêng với trường hợp trạm có nhiều MBA, ta cần kiểm tra lại khi trạm này bị gặp sự cố Trong đồ án, ta xét trường hợp khi 1 MBA gặp sự cố và không hoạt động Như vậy điều kiện để trạm đó không gặp sự cố như sau:
max.(1 %)( 1) k
qt
S S
Trang 32= 1,4, tức MBA được quá tải 40% nhưng với điều kiện MBA làm việc liên tục không quá 6 tiếng mỗi ngày và không quá 5 ngày liên tiếp
Smax : Công suất lớn nhất của phụ tải
Ta xét vào lưới điện trong đồ án:
Công suất trong trạm 1:
Smax (MVA)
Stt (MVA)
SđmB (MVA)
Smax (MVA)
Stt (MVA)
SđmB (MVA)
Trang 337 I 32 15,68 35,64 25,46 32 KT
Thông số các loại máy biến áp:
Công suất một máy biến áp trong trạm
(thông số của các máy biến áp được lấy trong bảng 19, trang 277, sách thiết kế các
mạng và hệ thống điện của Ts: Nguyễn Văn Đạm)
5.3: Chọn sơ đồ nối dây cho các trạm
- Trạm nguồn: Do tất cả phụ tải là các hộ tiêu thụ loại I nên để đảm bảo cung cấpđiện ân toàn và liên tục ta sử dụng sơ đồ hệ thống hai thanh góp là việc song song Khi vận
hành một thanh góp vận hành còn một thanh góp dự trữ
Trang 34- Ta xét sơ đồ nối điện các trạm hạ áp.
Đối với các phụ tải 1, 2, 3, 4, 6,7 là các phụ tải loại I, ta sử dụng sơ đồ cầu
+ Xét theo quan điểm thuận tiện khi phải cắt thường xuyên các máy biến áp và Sgh =
≥ Sptmin thì dùng sơ đồ cầu ngoài là tốt nhất (đường dây có L< 70km) Sơ đồ
cầu ngoài được thể hiện như hình 1.
+ Xét theo quan điểm tiện khi phải cắt thường xuyên các đường dây và
< Sptmin thì thuận lợi hơn cả là dùng sơ đồ cầu trong (đường dây có L≥
70km) Sơ đồ cầu được thể hiện như hình 2.
Trang 35Hình 1 Hình 2
Đối với phụ tải loại III sử dụng sơ đồ sau:
Ở đây ta chọn sơ đồ theo chiều dài đường dây, các đường dây từ nguồn tới phụ tải 2 và 4
sử dụng sơ đồ cầu trong (do L > 70km) còn các đường dây từ nguồn tới phụ tải 1, 3, 5, 6, 7
ta sử dụng sơ đồ cầu ngoài (do L < 70km)