Đồ án môn lưới điện

QMVAr SMVA PMW QMVAr SMVA §1.2 Tính toán cân bằng công suất Để hệ thống làm việc ổn định đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải, thì nguồn điện phải được cung cấp đủ công suất tác dụng

MỤC LỤC Trang

Chương 1- TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, XÂY

DỰNG PHƯƠNG ÁN

2

Chương 2- TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUẬT, CHỌN

PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU (TIẾN HÀNH CHO TỪNG PHƯƠNG

4.2 Tính toán các chế độ sự cố khi phụ tải max 70Chương 5- TÍNH TOÁN CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP (cho phụ tải 1) 86

Chương 6- TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TÊ KỸ THUẬT 92

CHƯƠNG I

TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, XÂY DỰNG

PHƯƠNG ÁN

§1.1)Phân tích nguồn và phụ tải

1.) Nguồn cung cấp điện.

Nguồn cung cấp cho hệ thống là nguồn có công suất vô cung lớn, công suất lớn hơn rất nhiều so với yêu cầu phụ tải Điện áp trên thanh góp của nguồn không thay đổi trong mọi trường hợp làm việc của phụ tải, có đủ khả năng đáp ứng côngsuất cho phụ tải

2.) Phụ tải

Mạng điện khu vực mà ta cần thiết kế gồm 6 phụ tải: I, II, III, IV, V, VI;

Trong đó :

- Phụ tải: I, II, III, V, VI là các hộ tiêu thụ loại 1;

Nên được cung cấp bằng đường dây kép hoặc vòng , để đảm bảo cung cấp điện liên tục

- Phụ tải: IV là hộ tiêu thụ loại 2

Nên được cung cấp điện bằng đương dây đơn

Tổng công suất tác dụng với 6 phụ tải tiêu thụ lớn nhất là P MAX∑ =190(MW), phụ tải là công suất tác dụng và phản kháng yêu cầu tại một điểm nào đó của lưới điện

ở điện áp định mức, gọi là điểm đặt hay điểm đấu phụ tải

Tổng công suất của các phụ tải:

Q(MVAr)

S(MVA)

P(MW)

Q(MVAr)

S(MVA)

§1.2 ) Tính toán cân bằng công suất

Để hệ thống làm việc ổn định đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải, thì nguồn điện phải được cung cấp đủ công suất tác dụng P và công suất phản kháng

Q cho các hộ tiêu thụ và tổn thất công suất trên các phần tử của hệ thống

Sự cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng phát ra so với công suất tiêu thụ bị phá vỡ, thì các chỉ tiêu chất lượng điện năng bị giảm đến thiệt hại kinh tế hoặc làm tan vỡ hệ thống

Nếu công suất tác dụng của nguồn nhỏ hơn yêu cầu phụ tải, thì tần số giảm vàngược lại Tần số là thước đo cân bằng công suất tác dụng Khi tần số nằm trong phạm vi cho phép quy định bởi chất lượng điện năng thì có nghĩa là đủ công suấttác dụng Nếu tần số cao hơn thì công suất thừa so với phụ tải, ngược lại nếu tần

số nhỏ hơn thì công suất nguồn thiếu so với phụ tải Cân bằng công suất tác dụng

có tính chất toàn hệ thống, tần số ở mọi nơi trên hệ thống luôn như nhau

Nếu công suất phản kháng phát nhỏ hơn yêu cầu thì điện áp giảm, còn khi công suất phản kháng lớn hơn công suất phản khang yêu cầu thì điện áp tăng

Vì vậy mục đích cân bằng công suất là tính toán xem nguồn phát có đáp ứng đủ công suất P, Q cho phụ tải không Từ đó đưa ra phương thức vận hành cho nhà máy, lưới điện nhằm đảm bảo tính liên tục cung cấp điện cũng như đảm bảo chất lượng điện năng

1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng

Cân bằng sơ bộ công suất tác dụng được thực hiện trong chế độ phụ tải cực

∆ : Tổn thất công suất trong mạng lưới điện.

Trong tính toán sơ bộ ta lấy ∆P= 5%. 6 , ax

1.2.2) Cân bằng công suất phản kháng

- Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế

Trong tính toán sơ bộ có thể tính công suất phản kháng theo công thức sau:

∑ - tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp Trong tính

1

%.

15

i pt

m – hệ số đồng thời; với cosϕHT = 0,85 ⇒tgϕHT = 0,62.

Q∑ = 11, 78(MVAr) 0 > , nên phải bù công suất phản kháng

Ta dự kiến bù sơ bộ dựa trên nguyên tắc là:

- Bù ưu tiên cho các hộ ở xa, có công suất lớn, có cos ϕ thấp trước và bù đến

95 , 0 90 ,

0

cos ϕ = ÷ .(không bù cao hơn vì không kinh tế và ảnh hưởng không tốt

tới tính ổn định của hệ thống điện)

- Nếu thừa bù vào cho các hộ ở gần có cosϕ cao hơn, bù đến cosϕ = 0,85 ÷

0,90

Công suất bù sơ bộ cho các hộ tiêu thụ thứ i được tính như sau:

imoi i

i

Trong đó: Pi,Qi – là công suất của hộ tiêu thụ thứ i trước khi bù;

tg ϕimoi - tính theo cosϕimoi;

cos ϕimoi - hệ số công suất của hộ thứ i sau khi bù

Ta chọn vị trí bù tại phụ tải 2 và phụ tải 6

Bù 8 MVAr tại phụ tải 2: S’ pt2 = 40 + j(24,8 – 8) = 40 + j16,8 (MVA)

tải P(MW) Q’(MVAr) S’(MVA) P(MW) Q’(MVAr) S’(MVA)

§1.3) Xây dựng các phương án nối dây

1.3.1) Xây dựng các phương án nối dây

- Lựa chọn các phương án nối dây của mạng điện là nhiệm vụ hết sức quan

trọng , từ đó tính toán so sánh các phương án về mặt kỹ thuật nhằm tìm ra một

phương án hợp lý nhất đảm bảo cung cấp điện kinh tế và hiệu quả

Việc lựa chọn phương án nối dây của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố

khác nhau như: Công suất yêu cầu phụ tải lớn hay nhỏ hơn, số lượng phụ tải

nhiều hay ít, vị trí phân bố phụ tải, mức độ yêu cầu về đảm bảo cung cấp điện liên

tục, đặc điểm và khả năng cung cấp điện của nhà máy điện, vv…

- Những yêu cầu chủ yếu đối với các mạng

Các sơ đồ mạng điện cần phải có các chi phí nhỏ nhất

Đảm bảo độ tin cậy và chất lượng cao của điện năng cung cấp cho các hộ tiêu

thụ

Đảm bảo an toàn đối với người và thiết bị

Sơ đồ an toàn trong vận hành, khă năng phát triển trong tương lai và tiếp

nhận các phụ tải mới

- Để thực hiện yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ loại I, cần đảm bảo

dự phòng 100% trong mạng điện, đồng thời dự phòng tự động vì vậy để cung cấp

điện cho các hộ tiêu thụ loại I có thể sử dụng đường dây 2 mạch hay mạch vòng

- Đối với các hộ tiêu thụ loại II, trong nhiều trường hợp được cung cấp điện bằng

đường dây 2 mạch hoặc bằng hai đường dây riêng biệt.Nhưng có thể cung cấp

điện cho các hộ tiêu thụ loại II bằng đường dây trên không một mạch, bởi vì thời

gian sửa chũa sự cố các đường dây trên không rất ngắn

- Đối với hộ tiêu thụ loại III được cung cấp điện bằng đường dây một mạch

Trên cơ sở phân tích những đặc điểm của các nguồn cung cấp điện và các phụ tải,

cũng như vị trí của chúng, có 5 phương án dự kiến như hình I, II, III, IV, V, VI

Phương án I:

Phương án II:

Phương án III:

Phương án IV:

Phương án V:

1.3.2)Phân tích giữ lại một số phương án

Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng diện 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 tincậy cần thiết và chất lượng điện năng yêu cầu của các hộ tiêu thụ, thuận tiện và antoàn trong vận hành ,khả năng phát triển trong tương lai và tiếp nhận các phụ tảimới

Từ sơ đồ mặt bằng của nguồn điện và các phụ tải đã cho chúng ta có thể đưa

ra các phương án nối dây cho mạng điện trên

Ta có :

+Sơ đồ hình tia có ưu điểm là :đơn giản về sơ đồ nối dây ,bố trí thiết bị đơngiản các phụ tải không liên quan đến nhau,khi có sự cố trên một đường dây khôngảnh hưởng đến đường dây khác,tổn thất nhỏ hơn so với sơ đồ liên thong

Tuy vậy có nhược điểm là :khảo sát ,thiết kế ,thi công mất nhiều thời gian vàtốn nhiều chi phí

+ Sơ đồ liên thông có ưu điểm là : thiết kế ,khảo sát giảm nhiều so với sơ đồhình tia ,thiết bị dây dẫn chi phí có giảm

Nhược điểm là:cần có thêm trạm trung gian ,thiết bị bố trí đòi hỏi bảo vệrơle ,thiết bị tự động hóa phức tạp hơn,độ tin cậy cung cấp điện thấp hơn sơ đồhình tia

+Mạng kín có ưu điểm là độ tin cậy cung cấp cao,khả năng vận hành lưới linhhoạt tổn thất ở chế độ bình thường thấp

Nhược điểm bố trí bảo vệ rơ le tự động hóa phức tạp,khi xảy ra sự cố tổn thấtlưới cao nhất là ở nguồn có chiều dài dây cấp điện lớn.

Qua tiến hành đánh giá sơ bộ chúng ta có thể giữ lại 3 phương án I, II, III, IV

và tiến hành tính toán các thông số cơ bản của các phương án này

*)CÁC ĐỊNH HƯỚNG KỸ THUẬT CƠ BẢN

Do khoảng cách giữa nguồn cung cấp điện và các hộ phụ tải ,hoặc giữa các hộ phụ tải với nhau tương đối xa nên dùng đường dây trên không để cung cấp điện cho các hộ phụ tải Và để đảm bảo về độ bền cơ cũng như khả năng dẫn điện ta sửdụng loại dây AC để truyền tải,còn cột sử dụng loại cột thép

Đối những hộ loại 1 có mức yêu cầu đảm bảo cung cấp điện ở mức cao nhất phải được cung cấp điện từ 1 mạch vòng kín hoặc đường dây có lộ kép song song.Còn đối với phụ tải loại 2 chỉ sử dụng 1 dây đơn để tránh gây lãng phí

CHƯƠNG II

TÍNH TOÁN KINH TẾ KĨ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN

TỐI ƯU PHƯƠNG ÁN I:

§2.1 Tính toán phân bố công suất sơ bộ,

chọn cấp điện áp

2.1.1) Tính toán phân bố công suất

• Để xác định các dòng công suất ta cần giả thiết rằng, mạng điện đồng nhất

và tất cả các đoạn dây đều có cùng một tiêt diện:

- Dòng công suất chạy trên đoạn N - 1 có giá trị:

- Dòng công suất chạy trên đoạn N - 5 có giá trị:

Điện áp định mức ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật, cũng

như đặc trưng kỹ thuật của mạng điện

Điện áp của mạng điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Công suất phụ tải, khoảng

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

nhau, sơ đồ mạng điện

Điện áp của mạng điện được thiết kế 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

Phương án mạng thiết kế hay là các đoạn đường dây riêng biệt của mạng điện

có thể có các điện áp định mức khác nhau.Khi tính toán có thể chọn điện áp định

mức của các đoạn dường dây có công suất truyền tải lớn Mạng kín thực hiện với

L: Khoảng cách truyền tải, km

P: Công suất truyền tải trên đường dây, MW

-Điện áp trên đoạn dây N-1 là :

1

304,34 41,231 16 72,782( )

Tương tự ta tính được điện áp trên các đoạn dây được cho trong bảng sau:

Bảng A – 1 Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện.

Đoạn Công suất truyềntải S, MVA Chiều dài đườngdây L, km Điên áp tính toánU, kV Điện áp định mứccủa mạng U, kV

§2.2) Chọn tiết diện dây dẫn

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

Các mạng điện 110kV đã thực hiện chủ yếu bằng các đường dây trên không Các dây dẫn được sử dụng là dây nhôm lõi thép(AC), đồng thời trên các dây dẫn được đặt trên các cột bê tông ly tâm hay cột thép, tuỳ theo địa hình đường dây chạy qua

- Với mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ dòng kinh tế của dòng điện, tức là:

ax

I m F

kt J

kt

=

Trong đó:

Fkt :Tiết diện kinh tế đoạn dây, mm2

Imax : Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại, (A)

Jkt : Mật độ kinh tế của dòng điện, (A/mm2)

-Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại đựoc xác định theocông thức:

Hay

3.10

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

Uđm : Điện áp định mức của mạng điện, kV

Smax : Công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại, MVA

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

- Đối với đoạn N-1 :

Chọn dây AC-95 có Icp = 330 (A)

- Đối với đoạn đường dây N-2 :

kt

Chọn dây AC-95 có Icp = 330 (A)

- Đối với đường dây N-3 :

Chọn dây AC-70 có Icp = 265 (A)

- Đối với đường dây N-4 :

Chọn dây AC-70 có Icp = 265 (A)

- Đối với đường dây N-5 :

Chọn dây AC-120 có Icp = 380 (A)

-Đối với đường dây N-6 :

87,812 2

79,829( )1,1

kt

Chọn dây AC-70 có Icp = 265 (A)

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

a) Điều kiện phát nóng.

Đảm bảo vận hành được bình thường trong các chếc độ sau sự cố cần có

điều kiện:

Isc ≤ 0,8Icp Isc :Dòng điện chạy trên đuờng dây trong chế độ sự cố

Icp : Dòng điện làm việc lâu dài cho phépcủa dây dẫn

K=0,8 : Hệ số hiệu chỉnh theo điều kiện môi trường (nhiệt độ), với

nhiệt độ chuẩn là 250C

- Đối với đường dây kép ta có :

Isc = 2 Imax

- Đối với đường dây đơn ta không xét tới Isc vì khi sự cố xảy ra không có dòng

điện chạy trong dây dẫn

 Đối với đường dây N – 1:

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

I1sc = 2.IN-1 = 2.92,634 = 185,268(A)Như vậy:

I1sc = 185,265(A) ≤ 0,8Icp = 0,8.330 = 264(A), thoả mãn điều kiện phát nóng

-> Chọn dây AC-95 là phù hợp

 Đối với đường dây N - 4 :

- Nếu xảy ra sự cố thì không có dòng chạy trong đường dây nên không xét tới Isc của trường hợp này

- Tính toán tương tự đối với các đường dây còn lại ta có bảng kết quả dưới

- Về điều kiện vầng quang điện thì các dây đã chọn đều thỏa mãn F 70mm≥ 2

BẢNG A-3 Thông số của các đường dây.

Điện áp cung cấp cho các họ tiêu thụ được đặc trưng bằng tần số của dòng điện

và độ lệch điện áp so với điện áp địn mức trên các cực của thiết bị dùng điện

Khi tính toán các mức điện áp trong các trạm hạ áp,ở chế độ phụ tải cực đại tổn

thất điện áp lớn nhất của mạng điện không vượt quá 12 ÷14% trong chế độ làm

việc bình thường, còn trong chế độ sau sự cố tổn thất điện áp lớn nhất của mạng

điện không vượt quá 18 ÷20% tức là:

%1412

%

∆U bt

%2018

U = . + .

∆

%

dm

bt bt

U

U

∆

Tổn thất trên đường dây vận hành sự cố:

- Nếu đường dây kép, khi xảy ra sự cố một dây bị đứt ta có:

%

- Nếu là đường dây đơn khi xảy ra sự cố ta không xét tới ∆Usc vì khi đó không có

dòng điện chạy qua

- Tổn thất trên đoạn đường dây N – 1:

30.6,803 18,6.8,844

3,351( )110

3,351

110

bt bt

Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đường dây cho trong BẢNG A-4

2.2.3) Tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng.

 Tổn thất điện năng được xác định theo công thức:

max 1

n i i

=

∆ = ∆∑Trong đó:

• Tổn thất công suất được xác định theo công thức:

ax ax max +2

- R i: điện trở của đường dây thứ i;

- Uđm : điện áp định mức của mạng điện

• Thời gian tổn thất công suất cực đại có thể tính theo công thức sau:

,0

- Tmax là thời gian sử dụng phụ tải cực đại trong năm.(Tmax = 5000h)

Dựa vào các công thức trên ta đi tính tổn thất công suất trên các đường dây

- Tính tương tự đối với các đoạn dây còn lại ta thu được kết quả trong BẢNG A-4

Các giá trị tổn thất điện áp,tổn thất công suất tác dụng, tổn thất

điện năng trong mạng điện.

Đoạn ∆U bt% ∆U sc% ∆P (MW) ∆A (MWh)

19964,583(MWh)

Vậy phương án trên thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật

§2.3) Tính toán kinh tế kỹ thuật chọn phương án tối ưu.

Các phương án so sánh có cùng điện áp định mức, cho nên để đơn giản không

xét đến chi phí về trạm hạ áp tổng trong quá trình so sánh về kinh tế

Tiêu chuẩn để so sánh các phương án về mặt kinh tế là phí tổn tính toán hàng

năm bé nhất: Z ⇒ min

Hàm chi phí tính toán hàng năm được xác định theo công thức sau:

Z = (avh +atc).K + ∆A.C.

Trong đó:

avh – hệ số vận hành đối với các đường dây trong mạng điện (avh = 0,04)

atc – hệ số hiệu quả vốn đầu tư;

∆ - tổn thất điện năng hàng năm;

C – giá 1 kWh điện năng tổn thất (C = 700 đ/kWh);

K – tổng các vốn đầu tư về đường dây

Tổng vốn đầu tư để xây dựng các đường dây có thể xac định theo công thức

sau:

i

i L k

K = ∑ 0. .

Với đường dây lộ kép thì nhân thêm 1,6 lần

Trong đó:

K0i – giá thành 1 km đường dây một mạch, đ/km;

Li – chiều dài đường dây thứ i, km

1).Tính vốn dầu tư xây dựng mạng điện.

- Giả thiết các đường dây trên không hai mạch đặt trên cùng một cột thép -

Vốn đầu tư vốn xây dựng đường dây N – 1được xác định như sau:

KN-1 = 1,6 k0N-1 LN-1

Trong đó:

LN-1 – chiều dài đường dây N – 1(LN-1 = 44,72 km)

k0N-1 – giá thành 1 km đường dây một mạch (k0N-1 = 283.triệu đ/km)

- Tính toán tương tự với các đường dây còn lại N – 2, N – 3, N – 4, N – 5,

N – 6,cho trong bảng – II.

Bảng A-5 Tổn thất công suất và vốn đầu tư xây dựng

các đường dây của phương án I.

Đường

dây S.

(MVA)

L (km)

Loại dây ∆P (MW) ∆A (MWh)

k 0

triệu đ/km

K (triệu đ)

N - 1 30 + j18,6 41,231 AC - 95 0,7

19964,583(MWh)

§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

- Dòng công suất trên đoạn N-1 :

L: Khoảng cách truyền tải, km

P: Công suất truyền tải trên đường dây, MW

- Điện áp trên các đoạn N-3, N-6 như ở phương án I

- Điện áp trên đoạn N-1 là:

1

704,34 41,231 16 106,417( )

Kết quả tính điện áp trên các đoạn đường dây và chọn điện áp định mức của

mạng điện trong phương án II cho trong bảng B – 1.

Bảng B – 1.Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện.

Từ kết quả trong bảng trên ta thấy 70 < Utt < 150 (kV) nên ta có thể chon cấp điện

áp chung cho toàn lưới là 110 (kV)

§2.2 Chọn tiết diện dây dẫn

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

- Với mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ dòng

kinh tế của dòng điện, tức là:

ax

I m F

kt J

kt

=

Trong đó:

Fkt :Tiết diện kinh tế đoạn dây, mm2

Imax : Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại, (A)

Jkt : Mật độ kinh tế của dòng điện, (A/mm2)

-Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại đựoc xác định theocông thức:

Hay

3.10

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

Uđm : Điện áp định mức của mạng điện, kV

Smax : Công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại, MVA

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

- Đối với đoạn N-3 và N-6 dây được chọn như ở phương án I

- Đối với đoạn N-1 :

kt

Chọn dây AC-185 có Icp = 510 (A)

- Đối với đoạn đường dây 1-2 :

kt

Chọn dây AC-95 có Icp = 330 (A)

- Đối với đường dây N-5 :

Chọn dây AC-185 có Icp = 510 (A)

- Đối với đường dây 5-4 :

77,195 2

70,177( )1,1

Chọn dây AC-70 có Icp = 265 (A)

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

a) Kiểm tra điều kiện phát nóng

Đảm bảo vận hành được bình thường trong các chếc độ sau sự cố cần có điều

kiện:

Isc ≤ 0,8Icp Isc :Dòng điện chạy trên đuờng dây trong chế độ sự cố

Icp : Dònh điện làm việc lâu dài cho phépcủa dây dẫn

K= 0,8 : Hệ số hiệu chỉnh theo điều kiện môi trường (nhiệt độ),với

nhiệt độ chuẩn là 250C

- Đối với đường dây kép ta có :

Isc = 2 Imax

- Đối với đường dây đơn ta không xét tới Isc

 Đối với đường dây N – 1:

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

I1sc = 2.IN-1 = 2.205,857 = 411,714(A)Như vậy:

I1sc = 411,714(A) > 0,8Icp = 0,8.510 = 408 (A), không thoả mãn điều kiện

phát nóng

-> Chọn dây AC-185 là không phù hợp Ta chọn dây AC-240 có Icp= 605 cho

đoạn này

 Đối với đường dây 5 - 4 :

- Nếu xảy ra sự cố thì không có dòng chạy trong đường dây nên không xét

tới Isc của trường hợp này

 Tương tự đối với các trường hợp còn lại cũng xét như trên ta được kết quả

trong bảng B-2 dưới đây

BẢNG B-2 Thông số của tất cả các đường dây trong mạng điện

N - 1 70+j35,4 205,857 187,143 AC-185 484 411,714 41,231

1 - 2 40 + j16,8 113,856 103,505 AC-95 264 227,712 31,623

N - 5 65+j40,3 200,706 182,46 AC-185 408 401,412 31,623

5 -4 25+j15,5 77,195 70,177 AC-70 212 Khôngxét 22,361

N - 6 30 +j14,82 87,812 84,213 AC – 70 212 175,624 50

Từ kết quả bảng trên ta thấy các loại dây dẫn được chọn cho các đoạn là phù hợp

- Về điều kiện vầng quang điện thì các dây đã chọn đều thỏa mãn F 70mm≥ 2

U

X Q R P

U = . + .

∆

100

%

dm

bt bt

U

U

∆Tổn thất trên đường dây vận hành sự cố:

- Nếu đường dây kép, khi xảy ra sự cố một dây bị đứt ta có:

%

- Nếu là đường dây đơn khi xảy ra sự cố ta không xét tới ∆Usc vì khi đó không có

dòng điện chạy qua

- Tổn thất điện áp trên đoạn N-1 là:

( 1)

70.3,505 35,4.8,432

4,944( )110

−

+

- Tính tương tự với các đoạn còn lại ta có kết quả trong bảng B-3 dưới đây.

2.2.3) Tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng.

 Tổn thất điện năng được xác định theo công thức:

max 1

n i i

=

∆ = ∆∑Trong đó:

• Tổn thất công suất được xác định theo công thức:

ax ax max +2

- R i: điện trở của đường dây thứ i;

- Uđm : điện áp định mức của mạng điện

• Thời gian tổn thất công suất cực đại có thể tính theo công thức sau:

8760.)10.124

,0

- Tmax là thời gian sử dụng phụ tải cực đại trong năm.(Tmax = 5000h)

Dựa vào các công thức trên ta đi tính tổn thất công suất trên các đường dây như sau:

-Tổn thất công suất trên đoạn N-1:

70 35,4

.3,505 1,782( W)110

- Tính tương tự với các đoạn còn lại ta có kết quả như trong bảng B-3 dưới đây

BẢNG B-3

Đoạn ∆U bt% ∆U sc% ∆P (MW) ∆A (MWh)

22280,652(MWh)

Vậy phương án trên thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật

§2.3) Tính toán kinh tế kỹ thuật chọn phương án tối ưu.

Các phương án so sánh có cùng điện áp định mức, cho nên để đơn giản không

xét đến chi phí về trạm hạ áp tổng trong quá trình so sánh về kinh tế

Tiêu chuẩn để so sánh các phương án về mặt kinh tế là phí tổn tính toán hàng

năm bé nhất: Z ⇒ min

Hàm chi phí tính toán hàng năm được xác định theo công thức sau:

Z = (avh +atc).K + ∆A.C.

Trong đó:

avh – hệ số vận hành đối với các đường dây trong mạng điện (avh = 0,04)

atc – hệ số hiệu quả vốn đầu tư;

∆ - tổn thất điện năng hàng năm;

C – giá 1 kWh điện năng tổn thất (C = 700 đ/kWh);

K – tổng các vốn đầu tư về đường dây

Tổng vốn đầu tư để xây dựng các đường dây có thể xac định theo công thức

i

i L k

K = ∑ 0. .

Với đường dây lộ kép thì nhân thêm 1,6 lần

Trong đó:

K0i – giá thành 1 km đường dây một mạch, đ/km;

Li – chiều dài đường dây thứ i, km

1).Tính vốn dầu tư xây dựng mạng điện.

- Giả thiết các đường dây trên không hai mạch đặt trên cùng một cột thép

- Vốn đầu tư vốn xây dựng đường dây N – 1được xác định như sau:

KN-1 = 1,6 k0N-1 LN-1

Trong đó:

LN-1 – chiều dài đường dây N – 1

k0N-1 – giá thành 1 km đường dây một mạch

- Tính toán tương tự với các đường dây còn lại ta có kết quả trong bảng sau :

Bảng B-4 Tổn thất công suất và vốn đầu tư xây dựng

các đường dây của phương án II.

Đường

dây S.

(MVA)

L (km)

Loại dây ∆P (MW) ∆A (MWh)

k 0

triệu đ/km

K (triệu đ)

N - 1 70+j35,4 41,231 AC-185 1,782

22280,652(MWh)

Z = atc K + Y

⇒Z = 0,125 103988,565 + 19755,999 = 32754,57 (triệu đ)

PHƯƠNG ÁN III:

§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

- Dòng công suất trên các đoạn N-3, N-5, N-6, 5-4 như ở phương án II :

- Xét mạng điện kín:

- Để xác định dòng công suất ta giả thiết rằng, mạng điện đồng nhất và tất cả các đoạn đường dây đều có cùng một tiết diện Giả sử chiều dòng công suất như hình vẽ:

- Dòng công suất chạy trên đoạn N – 1 được xác định:

L: Khoảng cách truyền tải, km

P: Công suất truyền tải trên đường dây, MW

- Điện áp trên các đoạn N-3, N-5, N-6, 5-4 như ở phương án II

- Điện áp trên đoạn N-1 là:

Kết quả tính điện áp trên các đoạn đường dây và chọn điện áp định mức của

mạng điện trong phương án II cho trong bảng C – 1.

Bảng C – 1.Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện.

Từ kết quả trong bảng trên ta thấy 70 < Utt < 150 (kV) nên ta có thể chon cấp điện

áp chung cho toàn lưới là 110 (kV)

§2.2) Chọn tiết diện dây dẫn

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

- Với mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ dòng

kinh tế của dòng điện, tức là:

ax

I m F

kt J

kt

=

Trong đó:

Fkt :Tiết diện kinh tế đoạn dây, mm2

Imax : Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại, (A)

Jkt : Mật độ kinh tế của dòng điện, (A/mm2)

-Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại đựoc xác định theo

n :Số mạch của đường (dây đơn n = 1, dây kép n = 2).

Uđm : Điện áp định mức của mạng điện, kV

Smax : Công suất chạy trên đường dây khi phụ tải cực đại, MVA

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

- Đối với đoạn N-3 , N-5, 5-4, N-6 dây được chọn như ở phương án II

- Đối với đoạn N-1 :

kt

Chọn dây AC-185 có Icp = 510 (A)

- Đối với đoạn đường dây 1-2 :

kt

Chọn dây AC-70 có Icp = 265 (A)

- Đối với đường dây N-2 :

kt

Chọn dây AC-185 có Icp = 510 (A)

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

a) Kiểm tra điều kiện phát nóng

Đảm bảo vận hành được bình thường trong các chếc độ sau sự cố cần có điều kiện:

Isc ≤ 0,8Icp Isc :Dòng điện chạy trên đuờng dây trong chế độ sự cố

Icp : Dònh điện làm việc lâu dài cho phépcủa dây dẫn

K= 0,8: Hệ số hiệu chỉnh theo điều kiện môi trường (nhiệt độ), với nhiệt độ chuẩn là 250C

- Đối với đường dây kép ta có :

Isc = 2 Imax

- Đối với đường dây N-3, N-5, 5-4, N-6 như ở phương án II :

 Đối với mạch khép kín N-1-2-N sự cố nguy hiểm nhất là khi đứt N-1

Ta thấy các dây đã chọn đều đã thỏa mãn điều kiện phát nóng

- Về điều kiện vầng quang điện thì các dây đã chọn đều thỏa mãn F 70mm≥ 2

X Q R P

U = . + .

∆

100

%

dm

bt bt

- Nếu đường dây kép, khi xảy ra sự cố một dây bị đứt ta có:

%

- Nếu là đường dây đơn khi xảy ra sự cố ta không xét tới ∆Usc vì khi đó không có

dòng điện chạy qua

 Ta có tổn thất điện áp trên các đoạn là:

- Tổn thất điện áp trên đoạn N-1 là:

( 1)

36,211.5,36 18,796.16,08

4,512( )110

2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 ( 1) 2 2 1

- Các đoạn còn lai kết quả như ở phương án II

2.2.3) Tính tổn thất công suất và tổn thất điện năng.

 Tổn thất điện năng được xác định theo công thức:

max 1

n i i

=

∆ = ∆∑Trong đó:

• Tổn thất công suất được xác định theo công thức:

ax ax max +2

- R i: điện trở của đường dây thứ i;

- Uđm : điện áp định mức của mạng điện

• Thời gian tổn thất công suất cực đại có thể tính theo công thức sau:

8760.)10.124

,0

- Tmax là thời gian sử dụng phụ tải cực đại trong năm.(Tmax = 5000h)

Dựa vào các công thức trên ta đi tính tổn thất công suất trên các đường dây như sau:

-Tổn thất công suất trên đoạn N-1:

36,211 18,796

.5,36 0,737( W)110

−

+

- Các đoạn còn lại kết quả như ở phương án II

BẢNG C-4 Tổn thất điện áp , tổn thất công suất và tổn thất điện năng trên các đường dây

Đoạn ∆U bt% ∆U sc% ∆P (MW) ∆A (MWh)

18630,882(MWh)

Vậy phương án trên thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật.

§2.3) Tính toán kinh tế kỹ thuật chọn phương án tối ưu.

Các phương án so sánh có cùng điện áp định mức, cho nên để đơn giản khôngxét đến chi phí về trạm hạ áp tổng trong quá trình so sánh về kinh tế

Tiêu chuẩn để so sánh các phương án về mặt kinh tế là phí tổn tính toán hàng năm bé nhất: Z ⇒ min

Hàm chi phí tính toán hàng năm được xác định theo công thức sau:

Z = (avh +atc).K + ∆A.C.

Trong đó:

avh – hệ số vận hành đối với các đường dây trong mạng điện (avh = 0,04)

atc – hệ số hiệu quả vốn đầu tư;

∆ - tổn thất điện năng hàng năm;

C – giá 1 kWh điện năng tổn thất (C = 700 đ/kWh);

K – tổng các vốn đầu tư về đường dây

Tổng vốn đầu tư để xây dựng các đường dây có thể xac định theo công thức sau:

i

i L k

K = ∑ 0. .

Với đường dây lộ kép thì nhân thêm 1,6 lần

Trong đó:

K0i – giá thành 1 km đường dây một mạch, đ/km;

Li – chiều dài đường dây thứ i, km

1).Tính vốn dầu tư xây dựng mạng điện.

- Giả thiết các đường dây trên không hai mạch đặt trên cùng một cột thép

- Vốn đầu tư vốn xây dựng đường dây N – 1được xác định như sau:

KN-1 = k0N-1 LN-1

Trong đó:

LN-1 – chiều dài đường dây N – 1

k0N-1 – giá thành 1 km đường dây một mạch

BẢNG C-5 Tổn thất công suất và vốn đầu tư xây dựng

các đường dây của phương án A.

Đườn

g dây S.

(MVA)

L (km)

Loại dây ∆P (MW) ∆A (MWh)

k 0

triệu đ/km

K (triệu đ)

N - 1 36,211+j18,796 41,231 AC-240 0,737

18630,882(MWh)

§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

- Dòng công suất trên đoạn N-1, N-4 như ở phương án I

- Dòng công suất trên đoạn N-3: