Bài tập lớn lưới điện 1

Bài tập lớn lưới điện trường Đại Học Hàng Hải, đây là tài liệu được làm hoàn chỉnh và rất tốt để các em có thể tham khảo cách tính toán, trình bày. Bài tập được làm chuẩn, đủ các bước tính toán. Chúc các em đạt thành tích tốt trong môn học

Trang 1

Bài tập lớn Môn: Lưới điện

- Tên SV:

- Lớp:

- Số thứ tự

Đề bài:

- Điện áp phía cao áp 35kV, phía hạ áp 0,38kV;

- Phía cao áp được tải điện bẳng dây AC, công suất máy cắt đầu nguồn 125kA;

- Cosϕ phụ tải = 0,9

- Phụ tải ở các nút 3,6,9 có Tmax = 2500h; ở các nút 1, 4, 7, 10 có Tmax = 3000h; ở các nút 2, 5, 8 có Tmax = 3500h.

Trang 2

Nút 3

Nút 4

Nút 6

Nút 7

Nút 8

Nút 9

Nút 10

Tổng nhán h

Trang 3

Bảng 1.1 Catalogue máy biến áp Đông Anh Hà nội

Trang 4

Bảng 1.2 thông số của MBA Đông Anh 1000 kVA 35/0,4 kV đã chọn:

Điện áp định mức Uđm 33/0,4 KV

Tổn hao công suất không tải P0 1900 W

Tổn hao công suất có tải Pk 12000 W

Dòng điện không tải I0 1,5 %

Ta thấy tổng công suất 2 máy biến áp = 2000 KVA > = 1265 KVA

 Máy biến áp được chọn thỏa mãn điều kiện

2 Chọn dây AC – 35KV:

2.1 Thời gian tổn thất công suất của toàn lưới:

= =

= 2920,9 h

2.2 Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế:

Bảng 2.1: J kt của Liên Xô cũ

Ta có Tmax chung = 2920,9 h => ta chọn dây nhôm lõi thép AC có J kt =1.3 A/mm 2

2.3 Tính dòng điện max:

- Máy biến áp được chọn có công suất Sđm = 1000 KVA có thông số như sau :

Trang 5

+ Tổn hao không tải : P0= 1900 W = 1,9 kW

= + = n + = + = 78 kVar

Trong đó: : Tổn thất công suất tác dụng không tải

: Tổn thất công suất phản kháng không tải

: Tổn thất công suất ngắn mạch (hay tổn thất có tải)

: Điện áp ngắn mạch tính theo phần trăm

: Dòng điện không tải tính theo phần trăm

S, Spt : Công suất tải qua máy biến áp

: Công suất định mức của máy biến áp

 = = = 79,14 kVA

 Imax = = = = = 11,08 A

2.4 Tính tiết diện kinh tế:

[mm 2 , A,A/mm 2 ]

Bảng 2.4 Tiết diện nhỏ nhất () cho dây trần nhiều sợi

Căn cứ vào bảng trên, ta chọn dây nhôm lõi thép AC có tiết diện gần nhất là 25

mm 2 : AC – 25

Tra bảng 2.3/tr241- Lưới điện 

Trang 6

( vì đối với đường dây 35kV không có điện kháng đơn vị nên ta lấy điện kháng đơn vị của cấp điện áp 22kV )

2.5 Kiểm tra các điều kiện kỹ thuật

Bảng 2.5.1 Dòng điện cho phép của dây đồng AC

Bảng 2.5.2 Thông số đường dây trên không tính chính xác

theo khoảng cách pha trung bình D

=> Từ bảng 2.5.1 và 2.5.2 có thông số dây AC-25

- Kiểm tra điều kiện phát nóng bình thường

chọn là

Dòng điện khi sự cố 1 lộ của đường dây là:

2.I max = 2.11,08 = 22,16 A I cp = 135 A => Thỏa mãn điều kiện

- Tính tổn thất điện áp

; Sin = 0,44

S = = 1265+79,14 = 1344,14 kVA

P = S = 1344,14.0,9 = 1209,726 kW

Trang 7

Q = S Sin = 1344,14.0,44 = 591,42 kVAr

Tính tổn thất điện áp bình thường và sự cố:

Lưới điện trung áp: U cpbt 5%

=> Tổn thất điện áp đạt yêu cầu

3 Chọn thiết bị đóng cắt:

3.1 Chọn máy cắt

3.1.1 Máy cắt phía cao áp ACB1 và ACB3:

+ Số cực : 3 + Uđm> Ulưới = 35kV + Iđm> Ilvmax = 2Imax = 2 11,08= 22,16 A + Dòng khả năng cắt ngắn mạch phải lớn hơn dòng ngắn mạch : Ics> Inm Zdây= = 8,27

Iđầu nguồn = Imáy cắt = 125 kA =>= = = 0,28

 Inm = = = 4093,56 A

Vì máy cắt ACB3 và máy cắt ACB1 đều ở vị trí đóng cắt phía cao áp của máy biến áp với thông số 2 máy biến áp là như nhau, thông số đường dây như nhau nên chọn được máy cắt chân không ngoài trời 40.5kV

 Chọn máy cắt chân không ngoài trời loại SIEMENS 3AF01

Trang 8

Bảng 3.1: thông số máy cắt lựa chọn cho ACB1 và ACB3

không, ngoài trời

Trang 9

Dòng điện chịu ngắn

+ Dòng khả năng cắt ngắn mạch phải lớn hơn dòng ngắn mạch : Ics> Inm=

Zb gồm 2 thành phần gây tổn hao trong máy biến áp là Rb và Xb

Trang 10

+ Iđm> Ilvmax = = = 1921,9 A

+ Dòng khả năng cắt ngắn mạch phải lớn hơn dòng ngắn mạch : Ics> Inm

Tuy nhiên đối với máy cắt ACB5 đóng cắt giữa phụ tải và 2 máy biến áp nên ta có Inm = 2.Inm.ACB2 = 2 43678,16 = 87356,32 A

Bảng 3.2 thông số máy cắt chọn cho ACB5

ACB HYUNDAI _ 3P 2000A 100KA ( UAN20A )

Trang 11

- I cs > InmACB5= IđmMCCB1= 87356,32A

 Toàn bộ các áp tô mát đều phải đóng cắt dòng ngắn mạch lớn hơn InmACB5= IđmMCCB1=

87356,32 A xấp xỉ 90 kA, nên ta chọn MCCB HYUNDAI 3P/1000A/100kA –

UCB1000S

4 Chọn dây cấp điện cho các nhánh tải:

Ta chọn dây cấp điện trên trục chính của các nhánh phụ tải.

Bảng 4.1 Thống kê công suất phụ tải các nhánh trong sơ đồ với Cosφ=0,9 ; Sinφ=0,44

Trang 12

Bảng 4.2 Thông số dây cáp điện

Trang 13

Bảng 4.3 các hệ số hiệu chỉnh dòng điện cho phép của cáp

Bảng 4.4 Bảng lựa chọn K 1 theo điều kiện

Bảng 4.5 Lựa chọn hệ số K phụ thuộc vào số ruột dây dẫn

Công thức tính chung:

ΔUx = Qi.li (công thức trang 170 sách giáo trình lưới điện)

Trang 14

- Chú thích:

Qi: công suất phản kháng trên đoạn lưới thứ i

Li : chiều dài đoạn dây thứ i

Trang 15

- Nhiệt độ tiêu chuẩn của ruột 70o C

- Nhiệt độ môi trường 20o C

Icp’ = 2.K1.Icp = 2.1,05.435 = 913,5 (A)

Imax = = = 402,6 (A)

Vậy Icp’ > Imax , nên dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện chịu dòng tải max

2) Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:

Trang 16

- Nhiệt độ tính toán của môi trường 25o C

- Nhiệt độ môi trường 20o

C

Icp’ = K1.Icp = 1,05.86 = 90,3 (A)

Imax = = = 45,58 (A)

Trang 17

5) T b ng 4.4, ta l y Kừ ả ấ 1 = 1,05 vì:

Icp’ = K1.Icp = 1,05.86 = 90,3 (A)

Imax = = = 45,58 (A)

Trang 18

Icp’ = K1.Icp = 1,05.86 = 90,3 (A)

Imax = = = 30,38 (A)

Icp’ = K1.Icp = 1,05.86 = 90,3 (A)

Imax = = = 60,77 (A)

Trang 19

Trang 20

Icp’ = 2.K1.Icp = 2.1,05.812 = 1705,2 (A)

Imax = = = 410,22 (A)

Trang 21

Icp’ = K1.Icp = 1,05.86 = 90,3 (A)

Imax = = = 75,96 (A)

Trang 22

C

Icp’ = K1.Icp = 1,05.86 = 90,3 (A)

Imax = = = 45,58 (A)

Trang 23

17) T b ng 4.4, ta l y Kừ ả ấ 1 = 1,05 vì:

- Nhiệt độ tiêu chuẩn của ruột 70o

C

Icp’ = K1.Icp = 1,05.86 = 90,3 (A)

Imax = = = 37,98 (A)

Trang 24

Icp’ = K1.Icp = 1,05.86 = 90,3 (A)

Imax = = = 68,37 (A)

Trang 25

C

Icp’ = 2.K1.Icp = 2.1,05.812 = 1705,2 (A)

Imax = = = 440,6 (A)

Trang 26

 Tìm X0 thực của dây dẫn:

Có K = 0,0643

Trang 27

Icp’ = K1.Icp = 1,05.37 = 38,85 (A)

Imax = = = 22,79 (A)

Trang 28

C

Icp’ = K1.Icp = 1,05.86 = 90,3 (A)

Imax = = = 60,77 (A)

Trang 29

Icp’ = K1.Icp = 1,05.86 = 90,3 (A)

Imax = = = 60,77 (A)

Trang 30

Icp’ = K1.Icp = 1,05.37 = 38,85 (A)

Imax = = = 30,38 (A)

Trang 31

Bảng 4.4 Thống kê công suất và các thông số của nhánh N05

Trang 32

Icp’ = 2.K1.Icp = 2.1,05.812 = 1705,2 (A)

Imax = = = 668,51 (A)

Trang 33

- Tra b ng4.5, ta có K = 0,0514ả

 Ki m tra các đi u ki n:ể ề ệ

35) T b ng 4.4, ta l y Kừ ả ấ 1 = 1,05 vì:

Trang 34

Icp’ = K1.Icp = 1,05.176 = 184,8 (A)

Imax = = = 151,9 (A)

Trang 35

 Tìm X0 thực của dây dẫn:

Có K = 0,0643

Trang 36

L = K + 0,2.ln = 0,0642 + 0,2 ln = 0,266 (mH/km)Có: X0 = 2f L.= 2 50.0,266 = 0,0835 (Ω/km)

Trang 37

6 Tính tổn thất công suất, tổn hao điện năng trên toàn lưới :

 Tính tổn hao công suất các nhánh :

- Công thức tính toán phụ tải các nút k là:

Trong đó: P'i và Q'i là công suất tại các nút tải

Tổn thất công suất trên các đoạn lưới

Trang 38

Tổn thất công suất trên nhánh N03 là: ΔSN03 = 2,78 + j2,988 (kVA)

 N04:

 N05:

 Tổn thấy công suất của dây dẫn phía cao áp:

- Tổn thất công suất tác dụng của dây

2 2 2 1000

Trang 39

- Vì có 2 máy công tác song song nên tổn hao không tải tăng lên 2 lần và tổn hao ngắn mạch giảm đi 2 lần:

∆=n = 2 1,9+ = 13,4 (kw)

∆= n = 2

= 78 (kvar)

 Tổn thất Công suất trên MBA bằng : ΔSmba = 13,4 + j78 (KVA)

 Tổn thất công suất của toàn lưới :

ΔS = ΔS mba + ΔS d + ΔS N02 + ΔS N03 + ΔS N04 + ΔS N05 = 41,74 + j96,118 (kVA)

 Tổn thất điện năng

 Tổn thất điện năng của máy biến áp.

Tổn thất điện năng trong máy biến áp gồm hai phần là tổn thất điện năngkhông tải hay trong lõi thép và tổn thất điện năng trong cuộn dây hay trongđồng

Do có hai máy biến áp như nhau làm việc song song nên tổn thất điện năngtrong hai máy được tính như sau:

∆AB = n.∆P0.Tb + ()2.τ

b

T là thời gian vận hành một năm của MBA �8500 8760h

max

S là phụ tải cực đại một năm của MBA.

thời gian tổn thất công suất lớn nhất  (0.124Tmax10 ) *8760(4 2 gio).

- Tổn thất điện năng trên dây cáp phía hạ áp :

Thời gian tổn thất công suất lớn nhất của đoạn lưới k là:

Trang 40

' ' max max k

Vậy: Tổn thất điện năng của toàn mạng là:

ΔA = ΔAmba + ΔAd + ΔAN02 + ΔAN03 + ΔAN04 + ΔAN05

Trang 41

= 52183,45 + 23301,12 + 5376,385 + 4979,942 + 5238,421 + 9954,107

= 101033,425 (kWh)

Định dạng
Số trang	41
Dung lượng	9,81 MB