ĐỒ ÁN TN LV TUẤN1_chuan

Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống, các nhà máy của hệ thốngcần phải phát công suất bằng với công suất của các hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất công suấttrong các mạng điện,

Trang 1

MỤC LỤC

Sinh viên:Lê Văn Tuấn 1

Trang 2

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Trang 3

DANH MỤC HÌNH

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến nhà trường và các thầy cô trongkhoa Điện-Điện tử đã tận tình dạy dỗ và dìu dắt chúng em trong suốt 4 năm học vừaqua, để chúng em có kiến thức chuyên môn, để chúng em có thể làm việc và giúp íchcho xã hội

Để thực hiện thành công đồ án này em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn,

chỉ đạo tận tình của cô Nguyễn Thị Thùy Dương, cô đã hướng dẫn tận tình giúp em

định hướng, góp ý và cung cấp ý tưởng cũng như chỉ dẫn về tài liệu và các tiến trìnhthực hiện đồ án Sự hướng dẫn của cô là yếu tố quan trọng để em có thể hoàn thành đềtài được giao

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tất cả bạn bè đã giúp đỡ và động viên trongsuốt quá trình làm đồ án Do kinh nghiệm và trình độ còn hạn chế nên phần thể hiện vàtrình bày của em còn nhiều khiếm khuyết.Rất mong được sự giúp đỡ và tham khảo ýkiến của các Thầy cô để chúng em có thể phát triển thêm đề tài

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Lê Văn Tuấn

Trang 5

LỜI NÓI ĐẦU

Hệ thống điện là tập hợp các nhà máy điện, trạm biến áp, đường dây tải điện và

hộ tiêu thụ Thực hiện nhiệm vụ sản xuất, truyền tải, phân phối và sử dụng điện Thiết

kế, xây dựng mạng điện là những công việc hết sức quan trọng của ngành điện Giảiquyết đúng đắn vấn đề kinh tế kỹ thuật trong thiết kế, xây dựng và vận hành sẽ manglại lợi ích không nhỏ đối với nền kinh tế quốc dân nói chung và hệ thống điện nóiriêng

Thiết kế lưới điện nhằm giúp sinh viên tổng hợp lại kiến thức được đào tạo khihọc trong môi trường đại học và học hỏi thêm được nhiều điều kiến thức có giá trị cầnthiết cho công việc sau này Đặc biệt là trong công tác thiết kế, thi công và vận hành

hệ thống

Nhiệm vụ thiết kế trong đồ án gồm:

Thiết kế mạng điện khu vực có 2 nguồn cung cấp và 9 phụ tải.

Bản thiết kế đã được hoàn thành với sự nỗ lực của bản thân công với sự giúp đỡ

nhiệt tình của cô hướng dẫnNguyễn Thị Thùy Dương cùng với sự góp ý chân thành

của các Thầy cô giáo trong bộ môn hệ thống điện giúp đỡ em hoàn thành việc thiết kếbản đồ án tốt nghiệp này

Em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Thùy Dương cùng các thầy cô trong

Trang 6

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA NGUỒN - PHỤ TẢI, CÂN BẰNG CÔNG

SUẤT

Để chọn được phương án tối ưu cần thiết tiến hành phân tích những đặc điểm củacác nguồn cung cấp điện và phụ tải Trên cơ sở đó xác định công suất phát của nguồnđiện cung cấp và dự kiến các sơ đồ nối điện sao cho đạt được hiệu quả kinh tế - kỹthuật cao nhất

1.1 NGUỒN CUNG CẤP ĐIỆN

Trong hệ thống điện thiết kế có hai nguồn cung cấp,đó là hệ thống điện và nhàmáy điện

1.1.1 Hệ thống điện

Hệ thống điện (HT) có công suất vô cùng lớn, hệ số công suất trên thanh góp 110

kV của hệ thống bằng 0,85 Vì vậy cần phải có sự liên hệ giữa hệ thống và nhà máyđiện để có thể trao đổi công suất giữa hai nguồn cung cấp khi cần thiết, đảm bảo cho

hệ thống thiết kế làm việc bình thường trong các chế độ vận hành Mặt khác, vì hệthống có công suất vô cùng lớn cho nên chọn hệ thống là nút cân bằng công suất vànút cơ sở về điện áp Ngoài ra do hệ thống có công suất vô cùng lớn nên không cầnphải dự trữ công suất trong nhà máy nhiệt điện nghĩa là công suất tác dụng và phảnkháng dự trữ sẽ được lấy từ hệ thống điện

1.1.2 Nhà máy nhiệt điện

Nhà máy nhiệt điện có 3 tổ máy phát Mỗi máy phát có công suất định mức

Pđm = 100 MW, cosϕ = 0,85, Uđm = 10,5 kV

Như vậy tổng công suất định mức của nhà máy nhiệt điện:

Ptổng = 3 100 = 300 MWNhiên liệu của nhà máy nhiệt điện là than đá, khí đốt và dầu Hiệu suất của cácnhà máy nhiệt điện tương đối thấp (khoảng 30% ÷ 40% ) Công suất tự dùng của NĐthường chiếm khoảng từ 6% ÷ 15% tùy theo loại nhà máy nhiệt điện Đối với nhà máyđiện , các máy phát làm việc ổn định khi phụ tải P ≥ 70 % Pđm ; khi phụ tải P < 30%

Pđm , các nhà máy 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 90% Pđm , nghĩa là :

Trang 7

Trong chế độ phụ tải cực tiểu, dự kiến ngừng một máy phát để bảo dưỡng, haimáy phát còn lại sẽ phát 90 % Pđm, nghĩa là tổng công suất phát của nhiệt điện bằng:

Pkt = 2 100 = 180 MW Khi sự cố ngừng một máy phát, hai máy phát còn lại sẽ phát 100% Pđm, như vậy:

Pf = 2 100 = 200 MW

Phần công suất thiếu trong các chế độ vận hành sẽ được cung cấp từ hệ thốngđiện

1.2 CÁC PHỤ TẢI ĐIỆN

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

hệ số cos = 0,87 Thời gian sử dụng phụ tải cực đại Tmax=5000h Các phụ tải đều cóyêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường Điện áp định mức của mạng điện thứ cấp củacác trạm hạ áp bằng 10 kV Phụ tải cực tiểu bằng 70% phụ tải cực đại

Kết quả tính giá trị công suất của các phụ tải trong các chế độ cực đại và cực tiểucho trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Thông số của các phụ tải

Hộ

tiêu

thụ

= + j ,MVA

, MVA

= + j , MVA

,MVA

Trang 8

1.3 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ PHẢN KHÁNG TRONG MẠNG ĐIỆN

1.3.1 Cân bằng công suất tác dụng

Đặc điểm rất quan trọng của các hệ thống điện là truyền tải tức thời điện năng từcác nguồn đến các hộ tiêu thụ và không thể tích trữ điện năng thành số lượng nhậnthấy được.Tính chất này xác định sự đồng bộ của quá trình sản suất và tiêu thụ điệnnăng

Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống, các nhà máy của hệ thốngcần phải phát công suất bằng với công suất của các hộ tiêu thụ, kể cả tổn thất công suấttrong 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 nhấtđịnh của công suất tác dụng trong hệ thống điện

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

PNĐ + PHT = Ptt = m.ΣPmax+ Σ∆P+ ΣPtd + ΣPdt

Trong đó :

PNĐ – Tổng công suất tác dụng do nhà máy nhiệt điện phát ra

P HT – Tổng công suất tác dụng lấy từ hệ thống

m – Hệ số đồng thời suất hiện các phụ tải cực đại (m = 1)

ΣPmax – Tổng công suất tác dụng cực đại của các phụ tải

Σ∆P – Tổng tổn thất trong mạng điện, khi tính sơ bộ có thể lấy Σ∆P= 5%.ΣPmax

ΣPtd – Tổng công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện, có thể lấy bằng 10%tổng công suất đặt của nhà máy

ΣPdt – Tổng công suất tác dụng dự trữ trong hệ thống ΣPdt thường nằm trongkhoảng 10 – 15% tổng công suất phụ tải và không được bé hơn công suất của một tổmáy lớn nhất trong mạng điện Bởi vì mạng điện thiết kế có một nguồn là hệ thốngđiện có công suất vô cùng lớn, cho nên công suất dự trữ lấy ở hệ thống, nghĩa là

ΣPdt = 0

Ptt – Tổng công suất tác dụng tiêu thụ trong mạng điện

Tổng công suất tác dụng của các phụ tải khi cực đại được xác định từ bảng 1.1:

ΣPmax = 362 MW

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

Σ∆P = 5% ΣPmax = 0,05 362 = 18,1 MWTổng công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện bằng:

Trang 9

= 10% = 0,1 300 = 30 MW

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

= 362+ 18,1 + 30 = 410,1 MWTrong mục 1.1 đã tính được tổng công suất do NĐ phát ra theo chế độ kinh tếbằng:

= = 270 MWNhư vậy, trong chế độ phụ tải cực đại hệ thống cần cung cấp công suất cho cácphụ tải bằng:

ΣPHT = Ptt − ΣPNĐ = 410,1 − 270 = 140,1 MW

1.3.2 Cân bằng công suất phản kháng

Sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi sự cân bằnggiữa điện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm.Sự cân bằng đòi hỏikhông 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 bằngcông suất phản kháng sẽ dẫn đến thay đổi điện áp trong mạng điện Nếu công suấtphản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng sẽtăng, ngựơc lại nếu thiếu công suất phản kháng điện áp trong mạng sẽ giảm.Vì vậy đểdảm bảo chất lượng cần thiết của điện áp ở các hộ tiêu thụ trong mạng điện và trong hệthống, 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:

ΣQF + ΣQHT = Qtt = m.ΣQmax + Σ∆QL −ΣQc + Σ∆Qb +ΣQtd + ΣQdt

Trong đó:

ΣQF –Tổng công suất phản kháng của nhà máy nhiệt điện phát ra

ΣQHT – Tổng công suất phản kháng do hệ thống cung cấp

Σ∆Qb − Tổng công suất phản kháng trong các trạm biến áp,trong tính toán sơ bộlấy ∑ = 15% ∑;

ΣQmax –Tổng công suất phản kháng cực đại của các phụ tải

∑∆QL : tổng tổn hao công suất phản kháng trong cảm kháng các đường dây trongmạng điện

∑QC : tổng công suất phản kháng do điện dung của đường dây sinh ra,khi tính sơ

bộ lấy : ∑∆QL = ∑QC

ΣQtd – Tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện

ΣQdt – Tổng công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống

Đối với mạng điện thiết kế, công suất phản kháng dự trữ sẽ lấy ở hệ thống, nghĩa

là ΣQdt = 0

Trang 10

Như vậy, tổng công suất phản kháng do nhà máy phát ra bằng:

ΣQF = ΣPF tgϕF ( cosϕF = 0,85 ⇒ tgϕF = 0,62)

ΣQF = 270 0,62= 167,4 (MVAr)

Tổng công suất phản kháng do hệ thống cung cấp bằng :

Tổng công suất phản kháng của các phụ tải các phụ tải trong chế độ cực đại đượcxác định theo bảng 1.1 bằng :

ΣQmax = 205,1 MVAr

Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp hạ áp bằng :

∑=15% ∑= 0,15 205,1 = 30,765 MVArTổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện có giá trị :

QF + = 167,4 + 86,862 = 254,262 MVAr

Từ kết quả tính toán trên nhận thấy rằng, công suất phản kháng do các nguồnkháng trong mạng điện thiết kế cung cấp nhỏ hơn công suất phản kháng tiêu thụ Vìvậy cần bù công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế

Lượng công suất phản kháng phải bù là :

Trang 11

Bảng 1.2 Tính bù công suất các phụ tải

, MVA

= + j , MVA

,MVA

Kết Luận: Sau khi phân tích đặc điểm của nguồn-phụ tải, cân bằng công suất ta

đã biết được các thông số của các phụ tải ở chế độ cực đại và cực tiểu, cân bằng côngsuất tác dụng và công suất phản kháng và biết được mạng điện thiết kế cần phải bùcông suất với lượng bù là 8,003 MVAr

Trang 12

Trang 13

CHƯƠNG 2 CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU CUNG CẤP ĐIỆN VÀ MÁY BIẾN ÁP

TRONG TRẠM HẠ ÁP

2.1 CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN HỢP LÝ

2.1.1 Dự kiến các phương án

Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ 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 cậycung 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 tảimới

Trong thiết kế hiện nay, để chọn được sơ đồ tối ưu của mạng điện người ta sửdụng phương pháp nhiều phương án Từ các vị trí đã cho của các phụ tải và nguồncung cấp, cần dự kiến một số phương án và phương án tốt nhất sẽ chọn được trên cơ

sở so sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án đó Không cần dự kiến quá nhiều phương

án Sau khi phân tích tương đối cẩn thận có thể dự kiến 4 đến 5 phương án hợp lý nhất.Đồng thời cần chú ý chọn các sơ đồ đơn giản Các sơ đồ phức tạp hơn được chọn trongtrường hợp khi các sơ đồ đơn giản không thỏa mãn những yêu cầu kinh tế - kỹ thuật Những phương án được lựa chọn để tiến hành so sánh về kinh tế chỉ là nhữngphương án thỏa mãn những yêu cầu kỹ thuật của mạng điện

Những yêu cầu 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,trước hết cần chú ý đến hai yêu cầu trên Để thực hiện yêu cầu về độ tin cậy cung cấpđiện cho các hộ tiêu thụ loại I cần đảm bảo dự phòng 100% trong mạng điện, đồngthời dự phòng đóng tự động Vì vậy để cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I có thể

sử dụng đường dây hai mạch hay mạch vòng

Đối với các hộ tiêu thụ loại II, trong nhiều trường hợp được cung cấp bằngđường dây hai mạch hoặc bằng hai đường dây riêng biệt Nhưng nói chung cho phépcung cấp điện cho các hộ loại II bằng đường dây trên không một mạch, bởi vì thời giansửa chữa các đường dây trên không rất ngắn

Các hộ tiêu thụ loại III được cung cấp bằng đường dây trên không một mạch.Từ

vị trí các phụ tải với nhau và các phụ tải với nguồn cung cấp cũng như tính chất củacác loại hộ dùng điện đều là loại I nên chúng ta đưa ra 5 phương án nối dây sau :

Trang 14

Hình 2.1 Sơ đồ mạch điện phương án I

Trang 15

Hình 2.2 Sơ đồ mạch điện phương án II

Trang 16

Hình 2.3 Sơ đồ mạch điện phương án III

Trang 17

Hình 2.4 Sơ đồ mạch điện phương án IV

Trang 18

Hình 2.5 Sơ đồ mạch điện phương án V

Để tính các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện, trước hết cần chọn điện ápđịnh mức của mạng điện,chọn tiết diện dây dẫn,tính các chỉ tiêu chất lượng của điệnnăng cung cấp cho các hộ tiêu thụ của các phương án so sánh

Trang 19

2.1.2 Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật cho từng phương án

2.1.2.1 Phương án I

Hình 2.6 Sơ đồ mạng điện của phương án I

A Chọn điện áp định mức của mạng điện

Điện áp định mức của mạng điện ảnh hưởng chủ yếu đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹthuật, 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 phụtải, khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối giữa cácphụ tải với nhau, sơ đồ mạng điện

Trang 20

Điện áp định mức của mạng điện thiết kế được chọn đồng thời với sơ đồ cungcấp điện Điện áp định mức sơ bộ của mạng điện có thể xác định theo giá trị của côngsuất trên mỗi đường dây trong mạng điện.

Các phương án của mạng điện thiết kế hay là các đoạn đường dây riêng biệt củamạng điện có thể có điện áp định mức khác nhau 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 tỷ lệ, cần được thực hiện với một cấp điện

áp định mức

Ở đây ta sử dụng công thức kinh nghiệm để tính toán lựa chọn cấp điện áp chomạng điện:

U = 4,34 (i=1;6) kVTrong đó:

i: khoảng cách truyền tải của đoạn dây thứ i, km ;

Pi: Công suất truyền tải trên đoạn dây thứ i, MW;

Kết quả điện áp tính được nằm trong khoảng từ 70-170 kV là phù hợp với điện

áp định mức của hệ thống đã cho là 110 kV sẽ được lựa chọn để so sánh

Tính điện áp định mức trên đường dây NĐ−9− HT:

Công suất tác dụng từ NĐ truyền vào đường dây NĐ−9 được xác định như sau:

PN9 = Pkt – Ptd – PN − ∆PN

Trong đó: Pkt – Tổng công suất phát kinh tế của NĐ

Ptd – Công suất tự dùng trong nhà máy điện

PN – Tổng công suất các phụ tải nối với NĐ

N9 = 55,2 + j 31,24 MVASinh viên:Lê Văn Tuấn 20

Trang 21

Dòng công suất truyền tải trên đường dây HT – 9 bằng:

HT-9= N9 − 9= 55,2+j 31,24−(30 + j 17) = 25,2 + j 14,24 MVA

Điện áp tính trên đoạn đường dây NĐ − 9 bằng:

UN9= 4,34 = 4,34 = 133,288 kV

Đối với đường dây HT – 9:

UHT-9 = 4,34 = 4,34 = 93,48 kVĐối với đường dây NĐ – 1:

UNĐ-1 = 4,34 = 4,34 = 126,60 kVTính điện áp của các đoạn đường dây còn lại được tiến hành tương tự như đối vớicác đường dây trên

Bảng 2.1.Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện

Đường dây

Công suấttruyền tải

S, MVA

Chiều dàiđường dây

L, km

Điện áp địnhmức tính toán

U, kV

Điện áp địnhmức của mạng

Từ kết quả nhận được trong bảng 2.1, chọn Uđm = 110 kV

B Chọn tiết diện dây dẫn

Các 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) đồng thời các dây dẫn thườngđược đặt trên các cột bê tông ly tâm hay cột thép tùy theo địa hình đường dây chạy qua.Đối với các đường dây 110 kV khoảng cách trung bình hình học giữa dây dẫn các phabằng 5m (Dtb = 5m)

Với mạng điện khu vực, trong những tính toán đơn giản ta thường chọn tiết diệndây dẫn theo mật độ dòng kinh tế Jkt

Fkt =

Trong đó:

Fkt -tiết diện kinh tế đoạn dây thứ i, mm2

Trang 22

-dòng điện lớn nhất chạy trên đoạn dây thứ i, A

= = , ATrong đó :

n - số mạch đường dây,(dây đơn n=1, dây kép n=2) Ở đây vì điện cung cấpcho hộ tiêu dùng loại I lên ta phải truyền tải bằng đường dây có hai mạch hoặc mạngkín

; -dòng công suất tác dụng và phản kháng lớn nhất chạy trên đường dâythứ i , MW, MVAr

Uđm -điện áp định mức của mạng điện kV ; Uđm = 110 kV

Jkt: Mật độ dòng điện kinh tế A/mm2

Mật độ dòng kinh tế đối với dây AC khi Tmax =5000h thì Jkt = 1,1 A/mm2 Dựavào tiết diện dây dẫn tính được theo công thức trên, tiến hành chọn tiết diện tiêu chuẩngần nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành vầng quang, độ bền cơ học củađường dây và phát nóng dây dẫn trong các chế độ sau sự cố

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

Độ bền cơ học của đường dây trên không thường được phối hợp với điều kiện vềvầng 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 sau sự cố,cần phải có điều kiện sau:

≤

trong đó :

–dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố

– dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn

a Tính tiết diện dây dẫn của đường dây NĐ – 9

Với N-9 = 55,2 + j 31,24 MVA

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

IN-9 = = 166,45 ATiết diện dây dẫn

F =

max kt

Trang 23

Sau khi chọn tiết diện tiêu chuẩn cần kiểm tra dòng điện chạy trên đường dâytrong các chế độ sau sự cố Đối với đường dây liên kết NĐ – 9 − HT, sự cố có thể xảy

ra trong hai trường hợp sau:

- Ngừng một mạch trên đường dây

- Ngừng một tổ máy phát điện

 Nếu ngừng một mạch của đường dây thì dòng điện chạy trên mạch còn lạibằng:

IN9sc = 2 IN9 = 2 166,45 = 332,9 A Như vậy: IN9sc< Icp

 Nếu ngừng một tổ máy phát điện thì 2 máy còn lại sẽ phát 100% côngsuất Do đó tổng công suất phát của NĐ bằng:

PF = 2 100 = 200 MWCông suất tự dùng của nhà máy bằng:

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

QN9 = tg = -4,8 0,62 = -2,976 MVArNhư vậy: N9 = -4,8 - j 2,976 MVA

Dòng công suất từ hệ thống truyền vào đường dây HT – 9 bằng :

H-9 = 9-N9 = 30 + j 17 + 4,8 + j 2,976 = 34,8 + j 19,976 MVA

Dòng điện chạy trên đường dây NĐ – 9 bằng:

I9sc = = 17,8 ACác kết quả tính cho thấy rằng: I9sc < Icp

b Tính tiết diện đường dây HT – 9

Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại bằng:

IH-9 = = 75,96 ATiết diện dây dẫn bằng:

FH-9 =

max kt

Trang 24

• Khi ngừng một mạch đường dây, dòng điện chạy trên mạchcòn lại có giá trị:

IH9sc1 = 2 75,96 = 151,92 A Như vậy: IH9sc1< Icp

• Khi ngừng một tổ máy phát, dòng điện chạy trên đường dâybằng

IH9sc2 = 105,3 ANhư vậy: IH9sc2< Icp

c Tính tiết diện của đường dây NĐ – 1

Dòng điện chạy trên đường dây bằng:

I N1 = 150,81 ATiết diện đường dây có giá trị:

FN1 =

max kt

Sau khi chọn tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn, cần xác định các thông số đơn vị củađường dây là r0, x0, b0 vàtiến hành tính các thông số tập trung R, X, và B/2 trong sơ đồthay thế hình Πcủa các đường dây theo công thức sau:

Kết quả tính các thông số của tất cả đường dây trong mạng điện cho ở bảng 2.2

Trang 25

Bảng 2.2.Thông số các đoạn đường dây trong phương án I

Đường

I lvmax (Itt),A

F ,m

Loại dây (Ftc)

Icp , A

Isc max ,A

Ω/km

xo, Ω/km

bo.

S/km

R, Ω

X, Ω

B/2

10 -4 S

Trang 26

C Tính tổn thất điện áp trong mạng điện

Điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ được đặc trưng bằng tần số của dòngđiện và độ lệch điện áp so với điện áp định mức trên các cực của thiết bị dung điện.Khi thiết kế mạng điện người ta thường giả thiết rằng hệ thống hoặc các nguồn cungcấp có đủ công suất tác dụng để cung cấp cho các phụ tải Do đó không xét đến vấn đềduy trì tần số (hay công suất phát của nguồn).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 điệnthứ cấp

Khi chọn sơ bộ các phương án cung cấp điện có thể đánh giá chất lượng điệnnăng 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 hợpnếu trong chế độ phụ tải cực đại các tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện một cấpđiện áp không vượt qua 10 ÷ 15% trong chế độ làm việc bình thường, còn trong cácchế độ sau cự cố các tổn thất điện áp lớn nhất không vượt quá 15 ÷ 20%, nghĩa là : ∆ % = 10÷15 %

P -công suất tác dụng chạy trên đường dây, MW

Q -công suất phản kháng chạy trên đường dây, MVAr

R,X - điện trở, điện kháng của đường dây Với R=ro./2 ;X=xo./2

Udm -điện áp định mức của mạng điện, kV

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

Trang 27

∆Uisc % = 2∆Uibt %

* Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ – 1

Trong chế độ làm việc bình thường, tổn thất điện áp trên đường dây bằng:

∆UN-1 bt % = 100

= 100 = 4,68 %Khi một mạch đường dây ngừng làm việc, tổn thất điện áp trên đường dây có giátrị:

∆UN-1sc % = 2 ∆UN1 bt % = 2 4,68 % = 9,36 %Tính các tổn thất điện áp trên các đường dây còn lại được tiến hành tương tự nhưvới đường dây trên

Khi sự cố một máy phát ngừng làm việc trên đoạn NĐ - 9 - HT, tổn thất điện áptrên đường dây có giá trị:

∆UN-9bt2 % = 100 = 6,09 %

∆UHT-9bt2 % = 100 = 4,46 %

Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đường dây cho trong bảng 2.3

Bảng 2.3 Các giá trị tổn thất điện áp trong mạng điện

Trang 28

2.1.2.2 Phương án II

Trang 29

Hình 2.7 Sơ đồ mạng điện phương án II

- Dòng công suất trên lộ NĐ-1:

• Dòng công suất trên lộ 6-5:

Sinh viên: Lê Văn Tuấn 29

Trang 30

6-5= 5 = 40 + j 22,66MVAKết quả lựa chọn dây dẫn cho phương án II cho ở bảng 2.4

Đường dây

S, MVA

Chiều dàiđường dâyL,km

U, kV

B Chọn tiết diện dây dẫn

Tương tự như phương án I,kết quả tính các thông số của các đường dây trongmạng điện cho ở bảng 2.5

Trang 31

Bảng 2.5 Thông số của các đoạn đường dây trong phương án II Đường

I lvmax (Itt),A

F ,m

Icp , A

Isc

ro, Ω/km

xo, Ω/km

bo.

S/km

R, Ω

X, Ω

Trang 32

C Tính tổn thất điện áp trong mạng điện

Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ – 1 – 2 trong chế độ làm việc bìnhthường

Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây NĐ – 1 bằng:

∆UN-1 bt % = 100

= 100 = 6,26 %Tổn thất trên đoạn đường dây 1−2 có giá trị:

∆U1-2 bt % = 100

= 100 = 2,45 %Như vậy, tổn thất điện áp trên đường dây NĐ– 1 – 2 bằng:

∆UN-1-2 bt % = ∆UN-1 bt % + ∆U1-2 bt % = 6,26 %+ 2,45 %= 8,71 %

Tính tổn thất điện áp trên đường dây trong chế độ sau sự cố

Khi tính tổn thất điện áp trên đường dây ta không xét các sự cố xếp chồng, nghĩa

là không xét sự cố đồng thời xảy ra trên tất cả các đoạn của đường dây đã cho, chỉ xét

sự cố ở đoạn nào mà tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị cực đại

Khi ngừng một mạch trên đoạn N – 1, tổn thất điện áp trên đoạn này bằng:

Trang 33

Bảng 2.6 Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây trong mạng điện

∆Umaxsc =∆UHT-6 sc % + ∆U6-5 bt % = 12,64 % + 3,47 %= 16,11 %

33

Trang 34

2.1.2.3 Phương án III

Hình 2.8 Sơ đồ mạch điện phương án III

Tính tương tự như phương án II, ta có kết quả tính toán với đường dây trongmạng điện phương án III cho trong bảng 2.7, 2.8 và 2.9

Trang 35

Đường dây

S, MVA

L, km

U, kV

Trang 36

Bảng 2.8 Thông số các đường dây trong mạng điện cho phương án III Đường

I lvmax (Itt),A

F ,m

Icp , A

Isc max ,A

Ω/km

xo, Ω/km

bo.S/

km

R, Ω

X, Ω

B/2

10 -4 S

Trang 37

Bảng 2.9 Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây trong mạng điện

Trang 38

2.1.2.4 Phương án IV

Hình 2.9 Sơ đồ mạng điện phương án IV

Tính dòng công suất chạy trên các đoạn đường dây chạy trong mạch vòng

HT – 5–6 – HT

Để xác định các dòng công suất ta giả thiết rằng, mạng điện đồng nhất và tất cảcác đoạn đường dây đều có cùng tiết diện Như vậy dòng công suất chạy trên đoạn HT– 5 bằng:

Trang 39

= 38,48 + j21,8 MVA

Dòng công suất chạy trên đoạn HT – 6 bằng:

HT-6 = 5 + 6 – HT5

= + – 38,48 – j21,8 = 36,52 + j20,69 MVA

Ta thấy S6<SHT-6 Vậy điểm S5 là điểm phân công suất

Công suất chạy trên đoạn 5 – 6 bằng:

5-6 = HT-6 – 6 = 36,52 + j 20,69 – 35 – j 19,83 = 1,52 + j 0,86 MVA

Đường dây

S, MVA

L, km

U, kV

Điện áp địnhmức củamạng

B Tính tiết diện các đoạn đường dây trong mạng điện

Tính tiết diện các đoạn đường dây trong mạch vòng HT−5−6−HT

- Dòng điện chạy trên đoạn HT – 5 bằng:

IHT-5= = 232,12 A

Tiết diện dây dẫn bằng: FHT-5 =

max kt

Trang 40

Tiết diện dây dẫn bằng: F5-6 =

max kt

I

J = = 200 mm2

Chọn dây dẫn AC – 185 có Icp = 510 A

*Kiểm tra dây dẫn khi sự cố

Đối với mạch vòng đã cho, dòng điện chạy trên đoạn 5 – 6 sẽ có giá trị lớn nhấtkhi ngừng đường dây HT – 6 Như vậy:

Định dạng
Số trang	90
Dung lượng	1 MB