đồ án tốt nghiệp môn lưới điện

Công tác thiết kế lưới điện đóng vai trò quan trọng đối với việc xây dựng và phát triển hệ thống điện. Công việc này cũng yêu cầu người thiết kế nắm được các kiến thức tổng hợp về hệ thống điện. Việc thực hiện đồ án tốt nghiệp thiết kế và quy hoạch lưới điện góp phần trang bị cho sinh viên ngành hệ thống điện những kiến thức cần thiết để ra trường. Bản đồ án này bao gồm 2 phần khác nhau. Phần 1 là các yêu cầu thực hiện việc thiết kế một lưới điện khu vực có 2 nguồn điện và 9 hộ phụ tải. Phần 2 là chuyên đề nghiên cứu phương pháp đánh giá độ tin cậy cho lưới điện phân phối và ứng dụng cho lưới điện phân phối thực tế nhằm hỗ trợ yêu cầu quy hoạch phát triển. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Bộ môn Hệ thống điện và Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã giúp đỡ em trong thời gian học tập và hoàn thành bản đồ án này. Đặc biệt là sự giúp đỡ của thầy hướng dẫn Lã Minh Khánh trong thời gian thực hiện đồ án tại Bộ môn. Trong đồ án có thể còn tồn tại một số sai sót và hạn chế, em rất mong được sự góp ý của các thầy cô giáo để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn.

Trang 1

MỤC LỤC

Trang 2

PHẦN I THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC

Trang 3

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC NGUỒN VÀ PHỤ TẢI CÂN BẰNG

CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN.

1.1 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC NGUỒN VÀ PHỤ TẢI

1.1.1 Nguồn cung cấp điện

Trong hệ thống điện thiết kế có hai nguồn cung cấp, đó là hệ thống điện và nhà máy nhiệt điện.

Hệ thống điện có công suất vô cùng lớn, hệ số công suất trên thanh góp 110 kV của hệ thống bằng 0,85 Để 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 cần phải có sự liên hệ giữa hệ thống và nhà máy điện Mặt khác, vì hệ thống có công suất vô cùng lớn nên chọn hệ thống là nút cân bằng công suất và nút cơ sở về điện áp Ngoài ra do hệ thống có công suất vô cùng lớn nên không cần phải dự trữ công suất trong nhà máy điện, nói cách khác công suất tác dụng và công suất phản kháng dự trữ sẽ được lấy từ hệ thống điện.

Nhà máy nhiệt gồm 4 tổ máy Mỗi tổ máy phát có công suất định mức P đm =

50 MW, cosφ đm = 0,85, U đm = 10,5 kV Như vậy, tổng công suất định mức của nhà máy nhiệt điện bằng 4.50 = 200 MW.

Nhiên liệu của nhà máy nhiệt điện có thể là than đá, dầu và khí đốt Hiệu suất của các nhà máy nhiệt điện tương đối thấp ( khoảng 30 ÷ 40 %), đồng thời công suất tự dùng của nhà máy nhiệt điện thường chiếm khoảng 6 ÷ 15% tuỳ theo loại nhà máy nhiệt điện.

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

P đm ; khi phụ tải P < 30% P đm các máy phát ngừng làm việc.

Công suất phát kinh tế của các máy phát NĐ thường vào khoảng (80% ÷ 90%)P đm Khi thiết kế chọn công suất phát kinh tế bằng 85% P đm , nghĩa là:

Do đó khi phụ tải cực đại cả 4 máy phát đều vận hành và tổng công suất tác dụng phát ra của nhà máy nhiệt điện bằng:

P kt = 0,85.4.50 = 170 MW

Trang 4

Trong chế độ phụ tải cực tiểu, dự kiến ngừng hai máy phát để bảo dưỡng, hai máy phát còn lại sẽ phát 85% P đm , nghĩa là tổng công suất phát của nhà máy nhiệt điện bằng:

P kt = 0,85.2.50 = 85 MW Khi sự cố ngừng một tổ máy phát, ba máy phát còn lại sẽ phát 100% P đm, như vậy:

P kt =3.50 = 150 MW Phần công suất thiếu trong các chế độ vận hành sẽ được cung cấp từ hệ thống điện.

Công suất tiêu thụ của các phụ tải điện được tính như sau:

φ

Trang 5

Các phụ tải còn lại tính toán tương tự ta được kết quả trong bảng 1.2.

Bảng 1.2 Thông số của các phụ tải

Hộ tiêu thụ P max + j Q max S max P min + j Q min S min

Trang 6

Sơ đồ bố trí tải và nguồn :

37 km

50,9 km

51,1

km

52,1 km

32,6 km

22,4 km

20 km

35,4

km

3

Hình 1.1 Sơ đồ mặt bằng của hệ thống điện thiết kế

1.2 CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng

Đặc điểm quan trọng của năng lượng điện đó là khả năng truyền tải một cách tức thời từ nguồn cung cấp tới hộ tiêu thụ và không thể tích trữ điện năng thành số lượng nhận thấy được Tính chất này xác định sự đồng bộ của quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng.

Tại mỗi thời điểm trong chế độ xác lập của hệ thống điện, các nhà máy của hệ thống cần phải phát công suất bằng tổng công suất của các hộ tiêu thụ và tổn thất công suất trong mạng điện, nghĩa là cần phải thực hiện đúng sự cân bằng giữa công suất phát và công suất tiêu thụ

Ngoài ra để đảm bảo cho hệ thống vận hành bình thường, cần phải có dự trữ nhất định của công suất tác dụng trong hệ thống Dự trữ trong hệ thống điện là một vấn đề quan trọng, liên quan đến vận hành cũng như sự phát triển của hệ thống.

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

Trang 7

Trong đó:

• P NĐ - tổng công suất do nhà máy nhiệt điện phát ra.

• P HT - công suất tác dụng lấy từ hệ thống.

• P tt - công suất tiêu thụ trong mạng điện.

• m - hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải trong chế độ cực đại (m = 1).

• ∑P max - tổng công suất của các phụ tải trong chế độ cực đại.

• ∑ΔP - tổng tổn thất công suất trong mạng điện, khi tính toán sơ bộ ta có thể lấy

• P td - Tổng công suất tự dùng trong nhà máy điện, có thể lấy 10% tổng công suất đặt của nhà máy.

• P dt - công suất dự trữ trong hệ thống Bởi vì hệ thống điện có công suất vô cùng lớn, cho nên công suất dự trữ lấy ở hệ thống, nghĩa là P dt = 0.

Tổng công suất tác dụng của các phụ tải trong chế độ cực đại được xác định ở bảng 1.2 bằng:

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

Công suất tác dụng tự dùng trong nhà máy điện bằng:

Tổng công suất tiêu thụ trong mạng điện có giá trị:

Như vậy, công suất mà hệ thống cung cấp cho phụ tải lúc này là:

Như vậy ở chế độ phụ tải cực đại, hệ thống cần cung cấp cho phụ tải lượng công suất bằng 134,55 MW.

Trang 8

1.2.2 Cân bằng công suất phản kháng

Sản xuất và tiêu thụ điện năng bằng dòng điện xoay chiều đòi hỏi sự cân bằng giữa điện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm Sự cân bằng đòi hỏi không những đối với công suất tác dụng mà đối với cả công suất phản kháng

Sự cân bằng công suất phản kháng có quan hệ với điện áp Phá hoại sự cân bằng công suất phản kháng sẽ dẫn đến thay đổi điện áp trong mạng điện Nếu như công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ thì điện áp trong mạng sẽ tăng, ngược lại nếu thiếu công suất phản kháng điện áp trong mạng

sẽ giảm

Vì vậy để đảm bảo chất lượng cần thiết của điện áp ở các hộ tiêu thụ trong mạng điện và trong hệ thống, cần tiến hành cân bằng sơ bộ công suất phản kháng Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng thiết kế có dạng:

Trong đó:

• Q F - tổng công suất phản kháng do nhà máy nhiệt điện phát ra.

• Q HT - công suất phản kháng do hệ thống cung cấp.

• Q tt - công suất phản kháng tiêu thụ trong mạng điện.

• m - hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải trong chế độ cực đại (m=1).

• ∑Q max - tổng công suất phản kháng của các phụ tải trong chế độ cực đại.

• ∑ΔQ L - tổng tổn thất công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường dây trong mạng điện.

• ∑Q C - tổng công suất phản kháng do điện dung của đường dây sinh ra, khi tính toán sơ bộ có thế lấy.

• ∑ΔQ b - tổng công suất phản kháng trong các trạm biến áp, khi tính toán sơ

bộ có thể lấy

• Q td - công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện, ta lấy cosφ td = 0,75.

• Q dt – công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống Đối với mạng điện thiết

kế, công suất Q dt sẽ lấy ở hệ thống, nghĩa là Q dt = 0.

Hệ số công suất của nhà máy là cosφ F = 0,85 nên tgφ F = 0,62

Hệ số công suất của hệ thống là cosφ HT = 0,85 nên tgφ HT = 0,62

Hệ số công suất tự dùng là cosφ td = 0,75 nên tgφ td = 0,88

Như vậy, tổng công suất phản kháng do nhà máy nhiệt điện phát ra là:

Trang 9

Công suất phản kháng do hệ thống cung cấp là:

Tổng công suất phản kháng của các phụ tải trong chế độ cực đại được xác định

ở bảng 1.2 bằng:

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

Tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện có giá trị:

Tổng công suất phản kháng tiêu thụ trong mạng điện:

Tổng công suất phản kháng được cung cấp từ hệ thống và nhà máy:

Từ các kết quả tính toán trên nhận thấy rằng, công suất phản kháng do các nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng tiêu thụ.Vì vậy ta không cần bù sơ

bộ công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế.

Trang 10

CHƯƠNG 2 LẬP PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN

2.1 DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY

Một trong các yêu cầu của thiết kế mạng điện là đảm bảo cung cấp điện an toàn và liên tục,nhưng vẫn phải đảm bảo tính kinh tế.Muốn đạt được yêu cầu này người ta phải tìm ra phương án hợp lý nhất trong các phương án vạch ra đồng thời đảm bảo được các chỉ 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 dụng phương pháp nhiều phương án.Từ các vị trí đã cho của các phụ tải và các nguồn cung cấp,cần dự kiến một số phương án và phương án tốt nhất sẽ chọn dựa trên cơ sở so sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án đó.Đồng thời cần chú ý chọn các

sơ đồ đơn giản.Các sơ đồ phức tạp hơn được chọn trong trường hợp khi các sơ đồ đơn giản không 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 của điện 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 cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại I,cần đảm bảo dự phòng 100% trong mạng điện,đồng thời 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.Các hộ tiêu thụ loại III được cung cấp điện bằng đường dây một mạch.

Trang 11

Các phương án đề xuất như sau :

km

18,3 km

km3

km

18,3 km

29,6 km

51,1

km

35 ,4

km3

22,4 km

Trang 12

52 ,1 km

35 ,4

29,6 km

35 ,4

km3

26,5 km

20 km

37 km

22,4 km

Trang 13

km3

26,5 km

20 km

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

-kỹ thuật, 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 phụ tải, khoảng cách giữa các phụ tải và các nguồn cung cấp điện, vị trí tương đối giữa các phụ tải với nhau, sơ đồ 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 điện có thể xác định theo giá trị của công suất trên mỗi đường dây trong mạng điện.

Các phương án của mạng điện thiết kế hay là các đoạn đường dây riêng biệt của mạng điện có thể có điện áp định mức khác nhau Chọn điện áp cho mạng là một trong những vấn đề cơ bản của việc thiết kế Việc chọn điện áp ảnh hưởng trực tiếp đến chỉ tiêu kinh tế và chỉ tiêu kỹ thuật của mạng điện.Tuỳ thuộc vào giá trị công suất cần truyền tải và độ dài đường dây tải điện mà chọn điên áp vận hành sao cho thích hợp nhất Trong khi tính toán thông thường, trước hết chọn điện áp định

Trang 14

mức của các đoạn đường dây có công suất truyền tải lớn Các đoạn đường dây trong mạng kín, theo thường lệ, cần được thực hiện với một cấp điện áp định mức.

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

(2.1) Trong đó:

• U i - điện áp tính toán của đường dây thứ i, kV.

• L i - chiều dài đường dây thứ i, km.

• P i - công suất tác dụng trên đường dây truyền tải thứ i, MW.

Nếu U i = 70 ÷ 170 kV thì U đm được chọn bằng 110 kV.

2.2.2 Chọn tiết diện dây dẫn

Tiết diện dây dẫn của mạng điện cần phải được chọn sao cho chúng phù hợp với quan hệ tối ưu giữa chi phí đầu tư xây dựng đường dây và chi phí về tổn thất điện năng Xác định mối quan hệ tối ưu là vấn đề khá phức tạp và trở thành bài toán tìm tiết diện dây dẫn tương ứng với chi phí quy đổi nhỏ nhất Để chọn tiết diện cho các đường dây truyền tải và mạng điện áp cao hiện nay người ta sử dụng phương pháp các khoảng chia kinh tế của công suất hay dòng điện Chi tiết về số liệu và phương pháp xây dựng khoảng chia kinh tế cho các tiết diện khác nhau được trình bày trong phần phụ lục của đồ án.

2.2.3 Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật

1 Kiểm tra các điều kiện về vầng quang, độ bền cơ của đường dây và phát nóng dây

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

•

Trang 15

2 Kiểm tra tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện

Điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ được đặc trưng bằng tần số của dòng điện và độ lệch điện áp so với điện áp định mức các lưới điện.Khi thiết kế các mạng điện thường giả thiết rằng hệ thống hoặc các nguồn cung cấp có đủ công suất tác dụng để cung cấp cho các phụ tải Do đó không xét đến những vấn đề duy trì tần số.

Vì vậy chỉ tiêu chất lượng của điện năng là giá trị của độ lệch điện áp ở các hộ tiêu thụ so với điện áp định mức ở mạng điện thứ cấp.

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% 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 20%, nghĩa là:

(2.3) (2.4) Tổn thất điện áp trên đường dây thứ i khi vận hành bình thường được tính:

Trong đó:

• P i , Q i – công suất phản kháng và công suất tác dụng trên đường dây thứ i.

• R i , X i - điện trở và điện kháng của đường dây thứ i.

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

(2.6)

Trang 16

km

18,3 km

km3

Hình 2.6 Phương án 1

2.3.1 Chọn điện áp định mức của mạng điện

1 Dòng công suất ở chế độ phụ tải cực đại khi làm việc bình thường

Công suất tác dụng trên đường dây NĐ - 3 được xác định như sau:

Trong đó:

• P ktNĐ - tổng công suất phát kinh tế của nhà máy nhiệt điện.

• P td - công suất tự dùng của nhà máy điện.

• P N - tổng công suất tác dụng của tất cả các phụ tải nối với nhà máy nhiệt điện ().

Theo kết quả tính toán ở chương 1, ta có: P ktNĐ = 170 (MW), P td = 20 MW

Tổng công suất của các phụ tải nối với nhiệt điện:

Do đó, công suất tác dụng truyền vào đường dây NĐ – 3:

Trang 17

Công suất phản kháng do nhiệt điện truyền vào đường dây NĐ-3 có thể tính gần đúng như sau:

Q N-3 = Q ktNĐ - Q td - Q N - ΔQ N Trong đó:

Như vậy: MVA

Dòng công suất truyền tải trên đường dây 4-3 bằng:

Dòng công suất truyền tải trên đường dây HT-4 bằng:

Công suất truyền trên các đường dây còn lại bằng giá trị phụ tải ở cuối đoạn đường dây đó

2 Dòng công suất khi sự cố 1 tổ máy của nhà máy điện.

Khi sự cố một tổ máy phát nhà máy Nhiệt điện thì chỉ ảnh hưởng đến dòng công suất trên đường dây liên lạc nguồn NĐ-3-4-HT Khi sự cố một tổ máy phát 3 tổ máy còn lại phát 100% công suất định mức tức là 150 + j 93 MVA.

Q N-3 = Q Fsc - Q td - Q N - ΔQ N

= 93 - 15.0,88 – 65,48 - 0,15.65,48

= 4,50 MVAr

Như vậy MVA

Dòng công suất truyền tải trên đường dây 4-3 bằng:

Trang 18

Dòng công suất truyền tải trên đường dây HT-4 bằng:

Bảng 2.1 Phân bố công suất trên đường dây liên lạc

Điện áp tính toán trên đường dây NĐ-3 bằng:

Điện áp tính toán trên đường dây 4-3 bằng:

Điện áp trên đoạn đường dây HT-4 bằng:

Tính điện áp của các đường dây còn lại được tiến hành tương tự như các đường dây trên, kết quả tính toán ta có bảng sau:

Bảng 2.2 Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện phương án 1

Đường

dây

Công suất truyền

tải (MW)

Chiều dài đường dây L (km )

Điện áp tính toán U (kV)

Điện áp định mức của mạng (kV)

Trang 19

• Tiết diện đường dây NĐ-3 :

Dòng điện chạy trên đường dây NĐ-3 khi phụ tải cực đại bằng:

Tiết diện dây dẫn tương ứng với I max = 61,45 A theo phương pháp khoảng chia kinh tế là F = 95 mm 2 có I cp = 330 A

Kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố một mạch đường dây

Kiểm tra điều kiện phát nóng đường dây NĐ-3

Khi gặp sự cố một mạch đường dây thì dòng điện cưỡng bức chạy trên đường dây còn lại bằng:

I N-3sc = 2 I N-3 = 2 61,45 = 122,9 A < 330 A Như vậy:

I N-3sc < I cp Kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố một tổ máy phát

Ta có dòng điện chạy qua đường dây N-3 khi có sự cố một tổ máy phát, trong chế độ phụ tải cực đại là:

Vậy dây dẫn đã chọn thỏa mãn các điều kiện về phát nóng khi có sự cố

• Tính tiết diện đường dây 4-3:

Dòng điện chạy trên đường dây 4-3 khi phụ tải cực đại bằng:

Trang 20

Kiểm tra điều kiện phát nóng đường dây 4-3

I 4-3 sc = 2 I 4-3 = 2 52,18 = 104,36 A < 265 A Như vậy:

I 4-3 sc < I cp Kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố một tổ máy phát

Ta có dòng điện chạy qua đường dây 4-3 khi có sự cố một tổ máy phát, trong chế độ phụ tải cực đại là:

Vậy dây dẫn đã chọn thỏa mãn các điều kiện về phát nóng khi có sự cố

• Tính tiết diện đường dây HT-4:

Dòng điện chạy trên đường dây HT-4 khi phụ tải cực đại bằng:

I HT-4 sc = 2 I HT-4 = 2 145,47 = 290,94 A < 445 A Như vậy:

I HT-4 sc < I cp Kiểm tra điều kiện phát nóng khi sự cố một tổ máy phát

Ta có dòng điện chạy qua đường dây HT-4 khi có sự cố một tổ máy phát, trong chế độ phụ tải cực đại là:

Trang 21

Tính toán đối với các đường dây còn lại được tiến hành tương tự Kết quả chọn dây dẫn của phương án 1 cho trong bảng

Bảng 2.3 Kết quả lựa chọn dây dẫn phương án 1

Đường

I max A

I sc1 A

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

Trong đó n là số mạch của đường dây, đối với đường dây hai mạch n = 2.

Thông số các đường dây của phương án 1 cho trong bảng 2.4

Bảng 2.4 Thông số các đường dây phương án 1

Loại Dây

r0 Ω/km

x0 Ω/km

b0 μS/km

R Ω

X Ω

B/2 μS

NĐ – 2 2 54,1 AC-95 0,33 0,429 2,65 8,927 11,60 143,365

Trang 22

2.3.3 Kiểm tra tổn thất điện áp

• Tổn thất điện áp trên đường dây N-3

Chế độ làm việc bình thường

Áp dụng công thức (2.5) tổn thất điện áp trên đường dây bằng:

Sự cố đứt 1 mạch của đường dây 2 mạch (sự cố 1)

U 4-3sc1 % = 2.U 4-3 bt % =2 0,9 = 1,8 %

Sự cố một tổ máy của nhà máy điện (sự cố 2)

Trang 23

• Tổn thất điện áp trên đường dây HT-4

Chế độ làm việc bình thường

ΔU HT-4-3 bt % = ΔU H-4 bt % + ΔU 4-3 bt % = 2,49 + 0,9 = 3,39 %

U HT-4sc1 % = 2.U HT-4 bt % = 2 2,49= 4,98 %

ΔU HT-4-3 sc1 % = ΔU H-4 sc1 % + ΔU 4-3 bt % = 4,98 + 0,9 = 5,88 %

Sự cố một tổ máy của nhà máy điện (sự cố 2)

ΔU HT-4-3sc2 % = ΔU H-4 sc2 % + ΔU 4-3 sc2 % = 3,28 + 1,69 = 4,97 %

Tính toán tương tự cho các mạch đường dây còn lại ta có bảng sau:

Bảng 2.5 Tổn thất điện áp trên các đường dây phương án 1

Trang 24

HT – 6 2,25 4,50 2,25

Từ bảng số liệu ta nhận thấy:

Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường bằng:

ΔU max bt % = ΔU H-7 bt % = 4,26 % < 10%

Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố:

ΔU max sc % = ΔU N-8sc % = 7,54 % < 20%

Kết luận: Phương án 1 thỏa mãn các yêu cầu về kĩ thuật.

2.4 PHƯƠNG ÁN 2

NÐ

9

HT 1

km

18,3 km

29,6 km

51,1

km

35 ,4

km3

22,4 km

Hình 2.7 phương án 2

Từ sơ đồ ta thấy dòng công suất trên các đường dây: N-1, N-2, N-3, N-8, N-9,

3-4, H-3-4, H-5 tính toán tương tự cho kết quả như phương án 1

Dòng công suất chạy trên đường dây HT-6, 6-7 trong chế độ phụ tải cực đại và

sự cố một tổ máy phát có giá trị:

Trang 25

Chiều dài đường dây L Km

Điện áp tính toán U kV

Điện áp định mức của mạng

U đm kV

Các đoạn đường dây N-1, N-2, N-3, N-8, N-9, 3-4, H-4, H-5 tính toán tương tự cho kết quả như phương án 1.

• Tính tiết diện đường dây HT-6

Trang 26

I H-6sc = 2.I H-6 = 2.148,33 = 296,66 < 445 A Như vậy:

I H-6sc < I cp Khi sự cố một tổ máy phát dòng công suất trên đoạn H-6 không thay đổi nên không cần kiểm tra điều kiện phát nóng đối với sự cố này.

Tính toán tương tự đối với đường dây 6-7 ta được bảng kết quả sau:

Đường

I max A

I sc1 A

Thông số các đường dây phương án 2 cho trong bảng 2.8

Trang 27

2.4.3 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện

Tính toán tương tự như phương án 1 ta được tổn thất điện áp trên các đoạn

đường dây: N-1, N-2, N-3, N-8, N-9, 3-4, H-4, H-5 có kết quả giống phương án 1

• Tính tổn thất điện áp trên đường dây HT-6-7 trong chế độ bình thường

Tính tổn thất điện áp trên đường dây HT-6

Tính tổn thất điện áp trên đường dây 6 – 7

Như vậy tổn thất trên đường dây HT-6-7 bằng:

ΔU H-6-7 bt % = ΔU H-6 bt % + ΔU 6-7 bt % = 2,95 + 1,83 = 4,78 %

• Tính tổn thất điện áp trên đường dây HT-6-7 trong chế độ sau sự cố

Khi ngừng một mạch trên đường dây HT-6, tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị:

Trang 28

U H-6 sc % = 2.U H-6 bt % =2 2,95= 5,9 % Như vậy tổn thất trên đường dây HT-6-7 lớn nhất sau sự cố có giá trị:

ΔU H-6-7 sc % = ΔU H-6 sc % + ΔU 6-7 bt % = 5,9 + 1,83 = 7,73 % Kết quả tính toán tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây trong chế độ vận hành bình thường và sự cố cho trong bảng 2.9.

- Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường bằng:

ΔU max bt % = ΔU HT-6-7 bt % = 4,78 % < 10%

- Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố:

ΔU max sc % = ΔU HT-6-7sc % = 7,73 % < 20%

Trang 29

km

42 km

18,3 km 29,6 km

52 ,1 km

35 ,4

Các đoạn đường dây N-8, N-9, N-3, 3-4, H-4, H-7 tính toán tương tự cho kết quả như phương án 1

Dòng công suất chạy trên đường dây N-1, 1-2 trong chế độ phụ tải cực đại và

Trang 30

Đường dây

tải MW

U đm kV

Các đoạn đường dây N-3, N-8, N-9, 3-4, H-4, H-7 tính toán tương tự cho kết quả như phương án 1.

I = 2.I = 2.156,89 = 313,78 < 510 A

Trang 31

Như vậy:

I H-6sc < I cp Khi sự cố một tổ máy phát dòng công suất trên đoạn HT-6 không thay đổi nên không cần kiểm tra điều kiện phát nóng đối với sự cố này.

• Tính tiết diện đường dây NĐ-1

I N-1sc = 2.I N-1 = 2.165,23 = 330,46 < 510 A Như vậy:

I N-1sc < I cp Khi sự cố một tổ máy phát dòng công suất trên đoạn NĐ-1 không thay đổi nên không cần kiểm tra điều kiện phát nóng đối với sự cố này.

Tính toán tương tự đối với đường dây 1-2 và 6-5 ta được bảng kết quả sau:

Đường

I max A

I sc1 A

Trang 32

HT – 4 55.43 145.47 290.94 150 445 2

Tính toán tương tự như phương án 1 ta được tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây: N-3, N-8, N-9, 3-4, H-4, H-7 có kết quả giống phương án 1

• Tính tổn thất điện áp trên đường dây HT-6-5 trong chế độ bình thường

Tính tổn thất điện áp trên đường dây HT-6

Trang 33

ΔU H-6-5 bt % = ΔU H-6 bt % + ΔU 6-5 bt % = 2,77 + 1,06 = 3,83 %

• Tính tổn thất điện áp trên đường dây HT-6-5 trong chế độ sau sự cố

U H-6 sc % = 2.U H-6 bt % = 2 2,77= 5,54 % Khi ngừng một mạch trên đường dây 6-5, tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị:

U 6-5 sc % = 2.U 6-5 bt % = 2 1,06 = 2,12 % Như vậy tổn thất trên đường dây HT-6-5 lớn nhất sau sự cố có giá trị:

ΔU H-6-5 sc % = ΔU H-6 sc % + ΔU 6-5 bt % = 5,54 + 1,06 = 6,6 %

• Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-1-2 trong chế độ bình thường

Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-1

ΔU H-1-2 bt % = ΔU H-1 bt % + ΔU 1-2 bt % = 3,7 + 1,53 = 5,23 %

• Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-1-2 trong chế độ sau sự cố

Khi ngừng một mạch trên đường dây NĐ-1, tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị:

U N-1 sc % = 2.U N-1 bt % = 2 3,7 = 7,4 %

Trang 34

Khi ngừng một mạch trên đường dây 1-2, tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị:

U 1-2 sc % = 2.U 1-2 bt % = 2 1,53 = 3,06 % Như vậy tổn thất trên đường dây NĐ-1-2 lớn nhất sau sự cố có giá trị:

ΔU N-1-2 sc % = ΔU N-1 sc % + ΔU 1-2 bt % = 7,4 + 1,53 = 8,93 % Kết quả tính toán tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây trong chế độ vận hành bình thường và sự cố cho trong bảng 2.13.

- Tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ vận hành bình thường bằng:

ΔU max bt % = ΔU N-1-2 bt % = 5,23 % < 10%

- Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố:

Trang 35

ΔU max sc % = ΔU N-1-2sc % = 8,93 % < 20%

29,6 km

35 ,4

km3

26,5 km

20 km

37 km

22,4 km

Hình 2.9 Phương án 4

Các đoạn đường dây N-1, 1-2, N-3, 3-4, H-4 tính toán tương tự cho kết quả như phương án 3.

Dòng công suất chạy trên đường dây N-9, 9-8 trong chế độ phụ tải cực đại và

Trang 36

Áp dụng công thức 2.1 để tính tương tự như phương án 1 ta được bảng tổng hợp điện áp tính toán và chọn điện áp định mức cho mạng điện như sau

Đường dây

tải MW

U đm kV

Các đoạn đường dây N-1, 1-2, N-3, 3-4, H-4, 6-5 và 6-7 tính toán tương tự cho kết quả như phương án các phương án trước.

Trang 37

I H-6sc = 2.I H-6 = 2.219,64 = 439,28 < 610 A Như vậy:

I H-6sc < I cp Khi sự cố một tổ máy phát dòng công suất trên đoạn HT-6 không thay đổi nên không cần kiểm tra điều kiện phát nóng đối với sự cố này.

• Tính tiết diện đường dây NĐ-9

I N-9sc = 2.I N-9 = 2.202,79 = 405,58 < 610 A Như vậy:

I N-9sc < I cp Khi sự cố một tổ máy phát dòng công suất trên đoạn NĐ-9 không thay đổi nên không cần kiểm tra điều kiện phát nóng đối với sự cố này.

Tính toán tương tự đối với đường dây 9-8 ta được bảng kết quả sau:

Đường

I max A

I sc1 A

Trang 38

Tính toán tương tự như phương án 3 ta được tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây: N-1, 1-2, N-3, 3-4, H-4 có kết quả giống phương án 3

• Tính tổn thất điện áp trên đường dây HT-6-(5;7) trong chế độ bình thường Tính tổn thất điện áp trên đường dây HT-6

Trang 39

ΔU H-6-5 bt % = ΔU H-6 bt % + ΔU 6-5 bt % = 3,34 +1,06 = 4,4 % Như vậy tổn thất trên đường dây HT-6-7 bằng:

ΔU H-6-7 bt % = ΔU H-6 bt % + ΔU 6-7 bt % = 3,34 +1,83 = 5,17 %

• Tính tổn thất điện áp trên đường dây HT-6 trong chế độ sau sự cố

U H-6 sc % = 2.U H-6 bt % = 2 3,34 = 6,68 % Khi ngừng một mạch trên đường dây 6-5, tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị:

U 6-5 sc % = 2.U 6-5 bt % = 2 1,06 = 2,12 % Khi ngừng một mạch trên đường dây 6-7, tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị:

U 6-7 sc % = 2.U 6-7 bt % = 2 1,83 = 3,66 % Như vậy tổn thất trên đường dây HT-6-5 lớn nhất sau sự cố có giá trị:

ΔU H-6-5 sc % = ΔU H-6 sc % + ΔU 6-5 bt % = 6,68 + 1,06 = 7,74%

Như vậy tổn thất trên đường dây HT-6-7 lớn nhất sau sự cố có giá trị:

ΔU H-6-7 sc % = ΔU H-6 sc % +ΔU 6-7 bt % = 6,68 + 1,83 = 8,51%

• Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-9-8 trong chế độ bình thường

Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-9

Trang 40

ΔU H-9-8 bt % = ΔU H-9 bt % + ΔU 9-8 bt % = 3,98 + 2,74 = 6,72 %

• Tính tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-9-8 trong chế độ sau sự cố

Khi ngừng một mạch trên đường dây NĐ-9, tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị:

U N-9 sc % = 2.U N-9 bt % = 2 3,98 = 7,96 % Khi ngừng một mạch trên đường dây 9-8, tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị:

U 9-8 sc % = 2.U 1-2 bt % = 2 2,74 = 5,48 % Như vậy tổn thất trên đường dây NĐ-9-8 lớn nhất sau sự cố có giá trị:

ΔU N-9-8 sc % = ΔU N-9 sc % + ΔU 9-8 bt % = 7,96 + 2,74 = 10,7 % Kết quả tính toán tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây trong chế độ vận hành bình thường và sự cố cho trong bảng 2.17.

Định dạng
Số trang	134
Dung lượng	1,91 MB
File đính kèm	Cau hoi.rar (149 KB)