Tài liệu Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế lưới điện doc

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

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế lưới điện

PHÂN TÍCH CÁC ĐẶC ĐIỂM NGUỒN VÀ PHỤ TẢI

1.1 Các số liệu về nguồn cung cấp và phụ tải

1.1.1 Vị trí các nguồn cung cấp và phụ tải

Theo đầu bài ta có vị trí các nguồn cung cấp và 9 phụ tải như hình vẽ:

Hình 1.1 Sơ đồ vị trí nguồn điện và phụ tải

thiết, đảm bảo cho hệ thống thiết kế làm việc bình thường trong các chế độ

vận hành Mặt khác, vì hệ thống có công suất vô cùng lớn cho nên chọn hệ

thống là nút cân abừng công suất và nút cơ sở về điện áp Ngoài ra do hệ

thống có công suất vô cùng lớn cho nên không cần phải dự trữ công suất trong

nhà máy điện, nói cách khác công suất tác dụng và phản kháng dự trữ sẽ được

lấy từ hệ thống điện

b Nhà máy nhiệt điện

Nhà máy nhiết điện gồm có 4 tổ máy công suất Pđm = 60 MW, cosϕ =0,85, Uđm=10,5 kV Như vậy tổng công suất định mức của nhà máy

bằng: 4 × 60 = 240 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 nhiệt điện thường chiếm khoảng 6 % đến

15% tùy theo loại nhà máy nhiệt điện

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

P ≥70 % Pđm; còn khi P ≤ 30 % Pđm thì các máy phát ngừng làm việc

Công suất phát kinh tế của các nhà máy nhiệt điện thường bằng (80 ÷90 %)Pđm Khi thiết kế chọn công suất phát kinh tế bằng 85 % Pđm,

nghĩa là:

Pkt=85%Pđm

Do đó kho phụ tải cực đại cả 4 máy phát đều vận hành và tổng công

suất tác dụng phát ra của nhà máy nhiệt điện là:

Pkt = 85%×4×60 = 204 MW Trong chế độ phụ tải cực tiểu, dự kiến ngừng một máy phát để bảo

dưỡng, ba máy phát còn lại sẽ phát 85%Pđm, nghĩa là tổng công suất phát ra

của nhà máy nhiệt điện là:

Pkt = 85%×3×60 = 153 MW Khi sự cố ngừng một máy phát, ba máy phát còn lạo sẽ phát 100%Pđm,

như vậy:

PF = 3×60 = 180 MW Phần công suất thiếu trong các chế độ vận hành sẽ được cung cấp từ

hệ thống điện

1.1.3 Số liệu phụ tải

Hệ thống cấp điện cho 9 phụ tải có Pmin = 0,5 Pmax, Tmax = 5500 h

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

2 max

2 max max

max max

max

max

jQ P

S

jQ P

S

tg P Q

Qmax (MVAr) 18,40 18,00 18,60 23,55 14,04 17,43 18,40 17,35 14,53

Qmin(MVAr) 9,20 9,00 9,30 11,78 7,02 8,72 9,20 8,68 7,27

Smax(MVA) 42,22 34,12 35,29 44,70 32,22 40 42,22 32,94 33,33

Smin (MVA) 21,11 17,06 17,65 22,35 16,11 20 21,11 16,47 16,67Loại phụ tải I I I I I I I I I Yêu cầu điều

kinh tế thì các phụ tải được cấp điện từ các nguồn gần nó nhất Phụ tải 3 và 1 được cấp điện trực tiếp từ nhà máy, phụ tải 8 và 9 được cấp điện từ hệ thống Khoảng cách từ nguồn đến phụ tải gần nhất là 41,2310km, đến phụ tải xa nhất

là 85,440km Đối với các phụ tải gần nguồn thì xác suất sự cố đường dây ít nên thường được sử dụng sơ đồ cầu ngoài, đối với các phụ tải xa nguồn có xác suất sự cố đường dây lớn nên được sử dụng sơ đồ cầu trong

CHƯƠNG 2

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

2.1 Cân bằng công suất tác dụng

Đặc điểm rất quan trọng của hệ thống điện là truyền tải tức thời điện năng từ các nguồn đến các 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, các nhà máy của

hệ thống cần phải phát công suất cân bằng với công suất của các hộ tiêu thụ,

kể cả các 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:

PNĐ + PHT = Ptt = ∑Pmax+∑Δ +P P td +P dt (1.1)

trongđó:

PNĐ - tổng công suất do nhà máy nhiệt điện phát ra PHT - công suất tác dụng lấy từ hệ thống

Ptt – Công suất tiêu thụ

m – hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại ( m=1)

∑Pmax - tổng công suất của các phụ tải trong chế độ cực đại

∑ΔP - tổng tổn thất trong mạng điện, khi tính sơ bộ có thể lấy

∑ΔP=5%∑Pmax Ptd – công suất tự dùng trong nhà máy điện, có thể lấy bằng 10% tổng công suất đặt của nhà máy

Pdt – công suất dự trữ trong hệ thống, khi cân bằng sơ bộ có thể lấy Pdt = 10%∑Pmax, đồng thời công suất dự trữ cần phải bằng công suất định mức của tổ máy phát lớn nhất đối với hệ thống điện không lớn Bởi vì hệ thống điện có công suất vô cùng lớn nên công suất dự trữ lấy ở hệ thống, nghĩa là Pdt = 0

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

Ptd = 10%Pđm =10%×240 = 24 MW Vậy tổng công suất tiêu thụ trong mạng điện có giá trị:

Ptt = 296 + 14,80 + 24 = 334,8MW Theo mục 1.1.2.b, tổng công suất do nhà máy điện phát ra theo chế độ kinh tế là:

PNĐ = Pkt = 204 MW

Như vậy trong chế độ phụ tải cực đại, hệ thống cần cung cấp công suất cho các phụ tải bằng:

PHT = Ptt - PNĐ = 334,8 – 204 = 130,8 MW

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 suất ra và điện năng tiêu thụ tại mỗi thời điểm

Sự cân bằng đòi hỏi không 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 bằng công suất phản kháng sẽ dẫn đến thay đổi điện áp trong mạng điện Nếu công suất phản kháng phát ra lớn hơn công suất tiêu thụ thì điện áp trong mạng sẽ tăng, ngược lại nếu thiếu công suất phản kháng thì 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 hệ thống, 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:

QF + QHT = Qtt = m∑Qmax + ∑ΔQ L−∑Q C +∑Q b+Qtd +Qdt (1.2) trong đó:

QF – tổng công suất phản kháng do nhà máy phát ra

QHT – công suất phản kháng do hệ thống cung cấp

Qtt – tổng công suất phản kháng tiêu thụ

∑Qmax- tổng công suất phản kháng trong chế độ phụ tải cực đại của các phụ tải

∑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 các đường dây sinh ra, khi tính sơ bộ lấy ∑ΔQ L =∑Q C

∑Q b- tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến

áp, trong tính toán sơ bộ lấy ∑Q b =15%∑Qmax

Qtd – công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy điện

Qdt – công suất phản kháng dự trữ trong hệ thống, khi cân bằng

sơ bộ có thể lấy bằng 15% tổng công suất phản kháng ở phần bên phải của phương trình (2.2)

Đối với mạng điện thiết kế, công suất Qdt sẽ lấy ở hệ thống nghĩa là Qdt =0

Như vậy tổng công suất phả kháng do nhà máy điện phát ra bằng:

Từ 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 không cần bù công suất phản kháng trong mạng điện thiết kế

CHƯƠNG 3

CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN HỢP LÝ NHẤT

3.1 Dự kiến các phương án nối dây của mạng điện

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 cậy cung 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 tải mới

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 cầp 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

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

Trên cơ sở phân tích những đặc điểm của nguồn cung cấp và các phụ tải, cũng như vị trí của chúng, có 5 phương án được dự kiến như ở hình 3.1a,

b, c, d, e

Hình 3.1.a Sơ đồ mạch điện phương án 1

4 ,230 m

36 ,0 55 5km

36 ,0555km

31,6228km

Hình3.1.b Sơ đồ mạch điện phương án 2

Hình 3.1.c Sơ đồ mạch điện phương án 3

Hình 3.1.d Sơ đồ mạch điện phương án 4

Hình 3.1.e Sơ đồ mạch điện phương án 5

3.2 Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật của các phương án

3.2.1 Phương án 1

Phương án 1 có sơ đồ mạng điện như sau:

Hình 3.2 Sơ đồ mạng điện phương án 1

a Chọn điện áp định mức của mạng điện

Điện áp định mức của đường dây được tính theo công thức kinh nghiệm:

P

Udm = 4 , 34 l+ 16 kV (3.1)

trong đó:

l - khoảng cách truyền tải, km

P – công suất truyền tải trên đường dây, MW Tính điện áp định mức trên đường dây NĐ - 2 – HT:

Công suất tác dụng từ NĐ truyền vào đường dây NĐ - 2 được xác định như sau:

S&HT = &N − & = 30,9 + j19,15– (29 +j17,97) = 1,9 + j1,1761

Điện áp tính toán trên đoạn đường dây NĐ-2 là:

77 , 100 9 , 30 16 72 , 44 34 , 4

đ-km

Điện áp tính toán U,

kV

Điện áp định mức của mạng Uđm ,

kV NĐ-1 38 + j18,40 41,23 110,5833

Bảng 3.1 Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện

Từ kết quả tính toán trên ta chọn điện áp định mức cho mạng điện ở tất cả các phương án là 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 thường được 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 pha bằng 5 m (Dtb = 5m)

Đối với các mạng điện khu vực, các tiết diện dây dẫn được chọn theo

mật độ kinh tế của dòng điện, nghĩa là:

ktJ

.3 Udmn

chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất và kiểm tra các điều kiện về sự tạo thành

vầng quang, độ bền cơ của đường dây và phát nóng dây dẫn trong các chế độ

sau sự cố

Đối với đường dây 110 kV, để không xuất hiện vầng quang các dây

nhôm lõi thép cần phải có tiết diện F ≥70 mm2

Độ bền cơ của đường dây trên không thường được phối hợp về vầng

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:

Isc ≤ ICP

trong đó:

Isc - dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ sự cố

ICP- dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn

Khi tính tiết diện các dây dẫn cần sử dụng các dòng công suất ở bảng 3.1

* Chọn tiết diện các dây dẫn của đường dây NĐ-2:

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

IN2 = 10 95 , 40

110 3 2

15 , 19 9 , 30 10

3 2

3 2 2

3

dm

N U

kt

N J

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 lại bằng:

I1sc = 2IN2 = 2.95,40 = 190,80 A

Như vậy Isc < Icp

Khi ngừng một tổ máy phát điện thì ba máy phát còn lại sẽ phát 100 % công suất Do đó tổng công suất phát ra của NĐ bằng:

* Chọn tiết diện cho đường dây 2-HT

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

80 , 6 10 110 3 2

76 , 1 9 ,

Chọn dây AC-70, ICP = 265 A

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

I1sc =2.6,80 = 13,6 A

Như vậy I1sc < ICP

Trường hợp ngừng một tổ máy phát, hệ thống phải cung cấp cho phụ tải 5 lượng công suất là:

2 2

S& = & − & =29 +j17,97 -(12,9 + j8,00) = 16,1 + j9,97MVAr

Dòng điện chạy trên HT-2 khi đó là:

7077 , 49 10 110 3 2

9779 , 9 1 ,

Như vậy I2sc < ICP

* Chọn tiết diện của đường dây NĐ-1

Dòng điện chạy trên đường dây bằng:

8046 , 110 10 110 3 2

4042 , 18

8046 , 110

Chọn dây AC-120, có ICP = 380 A

Khi ngừng một mạch của đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:

Isc =2.110,8046 = 331,6092 A

Như vậy Isc < ICP

Sau khi chọn các tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn, cần xác định các thông

số đơn vị của đường dây là r0, x0, b0 và tiến hành tính các thông số tập trung

R, X và B/2 trong sơ đồ thay thế hình Π của các đường dây theo công thức sau:

Tính toán đối với các đường dây còn lại được tiến hành tương tự như đối với đường dây NĐ-1

Kết quả tính các thông số của tất cả các đường dây trong mạng điện cho ở bảng 3.2

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 dòng điện và độ lệch điện áp so với điện áp định mức trên các cực của thiết bị dùng điện Khi thiết kế mạng điện, ta 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 chọn sơ bộ các phương án cung cấp điện có thể đánh giá chất lượng điện năng 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 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÷15% 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 15÷20%, nghĩa là:

ΔUmaxbt%=10÷15%

ΔUmaxsc%=10÷20%

Đối với những mạng điện phức tạp, có thể chấp nhận các tổn thất điện

áp lớn nhất đến 15÷20% trong chế độ phụ tải cực đại khi vận hành bình thường và đến 20÷25% trong chế độ sau sự cố, nghĩa là:

Đối với các tổn thất điện áp như vậy, cần sử dụng các máy biến áp điều chỉnh điện áp dưới tải trong các trạm hạ áp

Tổn thất điện áp trên đường dây thứ i nào đó khi vận hành bình thường được xác định theo công thức:

100.2 dm

i i i i ibt

U

X Q R P

=

Trong đó:

Pi, Qi- công suất chạy trên đường dây thứ i

Ri, Xi- điện trở và điện kháng của đường dây thứ i

Khi tính tổn thất điện áp, các thông số trên được lấy trong bảng 2.2 Đối với đường dây có hai mạch, nếu ngừng một mạch thì tổn thất điện

áp trên đường dây bằng:

ΔUisc%=2ΔUibt%

* 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:

% 06 , 3 100 110

65 , 8 40 , 18 56 , 5 38

NĐ-4 7,11 14,22 HT-9 4,72 9,44

Bảng 3.3 Các giá trị tổn thất điện áp trong mạng điện phương án 1

Từ các kết quả trong bảng 3.3 nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện trong phương án 1 có giá trị:

ΔUmaxbt% = ΔUNĐ2% = 7,11%

Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố bằng:

ΔUmaxSC% = ΔUNĐ2SC% = 14,22%

3.2.2 Phương án 2

Phương án 2 có sơ đồ như sau:

Hình 3.3 Sơ đồ mạng điện phương án 2

a Chọn điện áp định mức của mạng điện

Dòng công suất chạy trên NĐ-3 có giá trị:

4 3

S&N = & + & = 30 +j18,59 + 38 + j23,55 = 68 +j42,14 MVA

Dòng công suất chạy trên đường dây 3 - 4:

4

S& = & = 38 + j23,55 MVA

Dòng công suất chạy trên HT-7:

8 7

S&H = & + & = 38 +j18,40 + 28 +j17,35 = 66 + j35,75 MVA

Dòng công suất chạy trên đường dây 7 - 8:

8

S& = & = 28 + j17,35 MVA

Kết quả tính toán ghi trong bảng 3.4

đ-km

Điện áp tính toán U,

kV

Điện áp định mức của mạng Uđm ,

kV NĐ-1 38 + j18,40 41,23 110,58

b Chọn tiết diện dây dẫn

Kết quả tính toán ghi trong bảng 3.5

c Tính tổn thất điện áp trong mạng điện

* Tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-3-4 trong chế độ làm việc bình thường:

Trong chế độ làm việc bình thường tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-3 bằng:

% 15 , 7 100 110

3 , 12 14 , 42 1 , 5 68

58 , 7 55 , 23 86 , 4 38

4

ΔU − bt

Như vậy tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-3-4 có giá trị:

ΔUN3-4bt% = ΔUN3bt% + ΔU3-4bt% = 7,15% + 3,00% = 10,15%

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 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

Đối với đường dây 3-4, khi ngừng một mạch trên đường dây

40 , 7 75 , 35 07 , 3 66

79 , 6 35 , 17 04 , 6 28

8

ΔU − bt

Như vậy tổn thất điện áp trên đường dây HT-7-8 có giá trị:

ΔUH-7-8bt% = ΔUH7bt% + ΔU7-8bt% = 3,86% + 2,37% = 6,23%

Đối với đường dây HT-7-8, khi ngừng một mạch trên đường dây HT-8 thì:

ΔUH7SC% = 2ΔUH7bt% = 2×3,86% = 7,72%

Tính các tổn thất điện áp trên các đường dây còn lại được tiến hành tương tự như với các đường dây trên

Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đường dây cho trong bảng 2.6

Bảng 3.6 Các giá trị tổn thất điện áp trong mạng điện phương án 2

Đường dây ΔUbt, % ΔUsc, % Đường dây ΔUbt, % ΔUsc, % NĐ-1 3,06 6,12 HT-5 3,23 6,46 NĐ-2 3,37 6,74 NĐ-6 5,13 10,26 2-HT 0,36 0,72 HT-7 3,86 7,72 NĐ-3 7,15 14,30 7-8 2,37 4,74

Từ các kết quả trong bảng 3.6 nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện trong phương án 2 có giá trị:

Khi làm việc bình thường:

ΔUmaxbt% = ΔUNĐ3bt% + ΔU3-4bt% = 7,15% + 3,00% = 10,15%

Trong chế độ sau sự cố:

ΔUmaxSC% = ΔUNĐ3SC% + ΔU4-3bt% = 14,30% + 3,00% = 17,30%

3.2.3 Phương án 3

Sơ đồ mạng điện phương án 3:

Hình 3.4 Sơ đồ mạng điện phương án 3

a Tính chọn điện áp định mức cho mạng điện

Dòng công suât chạy trên NĐ-4 có giá trị:

6 4 3

S&− = & = 38 + j23,55 MVA

Dòng công suất chạy trên đường dây 3- 6:

6 6

S&− = & = 36 + j17,44 MVA

Kết quả tính toán ghi trong bảng 3.7

đ-km

Điện áp tính toán U,

kV

Điện áp định mức của mạng Uđm ,

kV NĐ-1 38 + j18,40 41,23 110,58

Bảng 3.7 Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện

b Chọn tiết diện dây dẫn

Với đường dây NĐ-3:

Dòng điện chạy trên đường dây bằng:

54 , 314 10

110 3 2

58 , 59

54 , 314

Như vậy Isc < ICP

Kết quả tính toán ghi trong bảng 3.8

0 , 12 58 , 59 3 , 3 104

86 , 8 44 , 17 8 , 6 36

6

ΔU − bt

Như vậy tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-3-6 có giá trị:

ΔUN-3-6bt% = ΔUN3bt% + ΔU3-6bt% = 8,75%+3,30% = 12,05%

Đối với đường dây 3-6, khi ngừng một mạch trên đường dây

NĐ-3 thì:

ΔUN3SC% = 2ΔUN3bt% = 2×8,75% = 17,50%

Các đường dây còn lại được tính toán tương tự như trên

Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đường dây cho trong bảng 3.9

Đường dây ΔUbt, % ΔUsc, % Đường dây ΔUbt, % ΔUsc, % NĐ-1 3,06 6,12 HT-5 3,23 6,46 NĐ-2 3,37 6,74 3-6 3,30 6,60 2-HT 0,36 0,72 HT-7 3,86 7,72 NĐ-3 8,75 17,50 7-8 2,37 4,74

Bảng 3.9 Các giá trị tổn thất điện áp trong mạng điện phương án 3

Từ các kết quả trong bảng 2.9 nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện trong phương án 3 có giá trị:

Khi làm việc bình thường:

ΔUmaxbt% = ΔUNĐ3bt% + ΔU3-6bt% = 8,75% + 3,30% = 12,05%

Hình 3.5 Sơ đồ mạng điện phương án 4

a Tính chọn điện áp định mức cho mạng điện

Dòng công suât chạy trên NĐ-2 có giá trị:

1 2 2

S&N & & = 30,9 +j19,15 + 38 + j18,40 = 68,9 + j37,55 MVA Dòng công suất chạy trên đường dây 2-1:

1 1

S& − = & = 38 + j18,40 MVA

Kết quả tính toán ghi trong bảng 3.10

đ-km

Điện áp tính toán U,

kV

Điện áp định mức của mạng Uđm ,

kV 2-1 38 + j18,40 36,06 110,14

Bảng 3.10 Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện

b Chọn tiết diện dây dẫn

Với đường dây NĐ-2:

Dòng điện chạy trên đường dây bằng:

9 , 205 10

110 3 2

55 , 37 9 ,

9 , 205

Chọn dây AC-185, có ICP = 510 A

Khi ngừng một mạch của đường dây, dòng điện chạy trên mạch còn lại bằng:

Isc =2.169,1 = 338,2 A

Như vậy Isc < ICP

Kết quả tính toán ghi trong bảng 3.11

08 , 9 55 , 37 77 , 3 9 , 68

58 , 7 40 , 18 87 , 4 38

1

ΔU − bt

Như vậy tổn thất điện áp trên đường dây NĐ-2-1 có giá trị:

ΔUN-2-1bt% = ΔUN2bt% + ΔU2-1bt% = 4,96% + 2,68% = 7,64%

Đối với đường dây 2-1, khi ngừng một mạch trên đường dây

NĐ-1 thì:

ΔUN2SC% = 2ΔUN2bt% = 2×4,96% = 9,92%

Các đường dây còn lại được tính toán tương tự như trên

Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đường dây cho trong bảng 3.12 Đường dây ΔUbt, % ΔUsc, % Đường dây ΔUbt, % ΔUsc, %

NĐ-2 4,96 9,92 3-6 3,30 6,60 2-HT 0,36 0,72 HT-7 3,86 7,72 NĐ-3 8,75 17,50 7-8 2,37 4,74

Bảng 3.12 Các giá trị tổn thất điện áp trong mạng điện phương án 4

Từ các kết quả trong bảng 3.12 nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện trong phương án 4 có giá trị:

Khi làm việc bình thường:

ΔUmaxbt% = ΔUNĐ3bt% + ΔU3-6bt% = 8,75% + 3,30% = 12,05%

Trong chế độ sau sự cố:

ΔUmaxSC% = ΔUNĐ3SC% + ΔU3-6bt% = 17,50% + 3,30% = 20,80%

3.2.5 Phương án 5

Sơ đồ mạng điện phương án 5:

Hình 3.6 Sơ đồ mạng điện phương án 5

Hình 3.7 Sơ đồ mạch vòng trong phương án 5

a Tính chọn điện áp định mức cho mạng điện

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

NĐ -3-4

Để thuận tiện ta ký hiệu chiều dài các đoạn đường dây như hình 3.7

Để xác định các dòng công suất ta cần giả thiết rằng, mạng điện đồng nhất và tất cả các đoạn đường dây đều có cùng một tiết diện Như vậy dòng công suất chạy trên đoạn NĐ-3 bằng:

MVA 53 , 23 96

,

37

4 , 85 1 , 36 60

4 , 85 ) 55 , 23 38 ( ) 4 , 85 1 , 36 ( ) 59 , 18 30 ( )

(

3 2 1

3 4 3 2 3 3

j

j j

S l l S

S N

+

=

= +

+

× +

+ +

× +

= +

+

+ +

=

l l l

,

30

) 53 , 23 96 , 37 ( ) 55 , 23 38 59 , 18 30 ( )

4

j

j j

j S

S S

+

=

= +

− +

+ +

=

− +

= & & &

&

Công suất chạy trên đoạn 3-4 bằng:

92 , 4 96 , 7 ) 61 , 18 30 ( ) 53 , 23 96 , 37 ( 3 3 4

S& − = &N − & = + − + = + MVA

Kết quả tính điện áp của phương án này cho trong bảng 3.13

đ-km

Điện áp tính toán U,

kV

Điện áp định mức của mạng Uđm ,

kV NĐ-1 38 + j18,40 41,23 110,58

Bảng 3.13 Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện

b Tính chọn tiết diện các đoạn đường dây

* Tính tiết diện các đoạn đường dây trong mạch vòng NĐ-3-4:

Dòng điện chạy trên đoạn NĐ-3:

41 , 234 10

110 3

53 , 23 96 ,

41 , 234

N

Chọn dây AC-240 có ICP = 605 A

Dòng điện chạy trên đoạn 3-4 bằng:

16 , 49 10 110

3

92 , 4 96 ,

16 , 49 4

Chọn dây AC-70 có ICP = 265 A

Dòng điện chạy trên đoạn NĐ-5:

47 , 185 10 110

3

61 , 18 04 ,

47 , 185

N

Chọn dây AC-185 có ICP = 510 A

Kiểm tra dây dẫn khi sự cố:

Đối với mạch vòng đã cho, dòng điện chạy trên đoạn 3-4 sẽ có giá trị lớn nhất khi ngừng đường dây NĐ-3 Như vậy:

64 , 234 10

110 3

55 , 23

110 3

14 , 42

88 , 419 10

110 3

14 , 42