CHƯƠNG II TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG
II. 2, Chọn tiết diện dây dẫn ( theo từng lộ )
II.2.1, Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế, kiểm tra các điều kiện phát nóng
* Xét mạch vòng 0 – 1 – 2 :
+ Xét khi sự cố đứt dây 0 – 2 ta có công suất trên các nhánh là : S = S + S = 60 + j30,61 (MVA)
S = S = 35 + j15,11 (MVA)
+ Xét sự cố đứt dây 0 – 1 ta có dòng công suất trên các nhánh là : S = S + S = 60 + j30,61 (MVA)
S = S = 25 + j15,5 (MVA)
+ Xét sự cố đứt dây 2 – 1 ta có dòng công suất trên các nhánh là : S = S = 25 + j15,5 (MVA)
S = S = 35 + j15,11 (MVA) Vậy dòng sự cố max trên các nhánh là : S = 60 +j 30,61 (MVA)
S = 60 + j 30,61 (MVA) S = 35 + j15,11 (MVA) 0 – 1 :
I = = 191,68 A ⇒ F = = 174,25 mm
⇒Chọn dây AC – 185 có Icp = 515 A I = = 353,53 A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng khi tải cưỡng bức
I ≤ 0,88.I ⇒353,53 < 0,88.515 = 453,2 ( thỏa mãn )
Vậy đoạn 0 – 1 là dây AC – 185 : ro = 0,16Ω/km, xo = 0,409Ω/km, bo = 2,78. 10−6S/Ω 1 – 2 :
I = = 38,87 A
⇒ F = = 35,37 mm
⇒ Chọn dây AC – 70 có Icp = 275 A I = = 200,09 A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng khi tải cưỡng bức I ≤ 0,88.I ⇒ 200,09 < 0,88.275=242 ( thỏa mãn )
Vậy đoạn 1 – 2 là dây AC – 70 : ro = 0,42Ω/km ; xo = 0,441Ω/km ; b = 2,57.10 S/km 0 – 2 :
I = = 161,93 A
⇒ F = = 147,2 mm
⇒ Vậy chọn dây AC- 150 có Ic p = 445 A I = = 353,53 A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng khi tải cưỡng bức I ≤ 0,88.I ⇒ 353,53 < 0,88.445=391,6 ( thỏa mãn )
Vậy đoạn 0 – 2 là dây AC – 150 : ro = 0,19Ω/km; xo = 0,415Ω/km;
bo = 2,74. 6
10− (S/km) 0 – 3 :
I = = 223,69 A
⇒ F = = 203,35 mm
⇒ Vậy chọn dây AC- 240 có Ic p = 610 A Isc = 2.Im a x= 2.223,69 = 447,38 A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng khi tải cưỡng bức I ≤ 0,88.I ⇒ 447,38 < 0,88.610 = 536,8 ( thỏa mãn)
Vậy đoạn 0–3 là dây AC–240: ro = 0,12Ω/kn; xo = 0,401Ω/km;
bo = 2,84. 6
10− (S/km) 0– 4 :
I = = 172,92 A
⇒ F = = 157,2 mm
⇒ Vậy chọn dây AC- 150 có Ic p = 445A Isc = Im a x=172,92 A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng khi tải cưỡng bức I ≤ 0,88.I ⇒ 172,92 < 0,88.445=391,6 ( thỏa mãn )
Vậy đoạn 0 –3 là dây AC – 150 : ro = 0,19Ω/km; xo = 0,415Ω/km;
bo = 2,74. 6
10− (S/km) 0 – 5 :
I = = 123,51 A
⇒ F = = 112,28 mm
⇒ Chọn dây AC – 120 có Icp = 380 A Isc = 2.Im a x= 2.123,51 = 247,02 A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng khi tải cưỡng bức I ≤ 0,88.I ⇒ 247,02 < 0,88.380 = 334,4 ( thỏa mãn )
Vậy đoạn 0 –5 là dây AC –120 : ro = 0,25Ω/km; xo = 0,423Ω/km;
bo = 2,69. 6
10− (S/km) 3 – 6 :
I = = 262,67 A
⇒ F = = 238,79 mm
⇒Chọn dây AC – 240 cố Icp = 610 A Isc = Im a x= 262,67 A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng khi tải cưỡng bức
I ≤ 0,88.I ⇒ 262,67 < 0,88.610 = 536,8 ( thỏa mãn )
Vậy đoạn 0 – 6 là dây AC – 240 : ro = 0,12Ω/km, xo = 0,401Ω/km, bo = 2,84. 10−6S/km Từ kết quả của việc lựa chọn tiết diện dây dẫn ta lập được bảng thông số đường dây của phương án 2 như sau :
II.2.2, Kiểm tra tổn thất điện áp lúc vận hành bình thường và khi sự cố nguy hiểm nhất
Ta có công thức tính tổn thất điện áp ΔU% :
∆U% = .100%
Ta có bảng tính toán sau :
Lộ ĐD L(km) ro xo R X Công suất 0 - 1 36 0,16 0,409 5,76 14,72 32,2 + j17,23 1 - 2 36 0,42 0,441 15,12 15,88 7,2 + j1,73 0 - 2 51 0,19 0,415 9,69 21,17 27,8 + j13,28
Lộ ĐD L(km) Ftt Fch ro xo bo.10−6 Công suất 0 - 1 36 174,25 185 0,16 0,409 2,78 32,2 + j17,23 1 - 2 36 35,37 70 0,42 0,441 2,57 7,2 + j1,73 0 - 2 51 147,2 150 0,19 0,415 2,74 27,8 + j13,28 0 - 3 50 203,35 240 0,12 0,401 2,84 75 + j40,5 0 - 4 72,8 157,2 150 0,19 0,415 2,2,74 28 + j17,36 0 - 5 53,85 112,28 120 0,25 0,423 2,69 40 + j24,8 3 - 6 36 238,79 240 0,12 0,401 2,84 45 + j21,9
0 - 3 50 0,12 0,401 3 10,03 75 + j40,5 0 - 4 72,8 0,19 0,415 13,83 30,21 28 + j17,36 0 - 5 53,85 0,25 0,423 6,73 11,4 40 + j24,8 3 - 6 36 0,12 0,401 4,32 14,44 45 + j21,9
- Lúc làm việc bình thường và khi có sự cố lần lượt tính toán ΔU% cho các lộ như sau 0 – 1 – 2 :
Từ kết quả tính toán công suất ⇒ điểm phân công suất la điểm 2
∆U = ∆U = .100% = 4,55%
Xét sự cố đứt dây 0 – 1 :
S = S + S = 60 + j30,61 (MVA) S = S = 25 + j15,5 (MVA) Ta có : ∆U% = ∆U + ∆U
= .100% + .100%
= 15,32%
Xét sự cố đứt dây 0 – 2 :
S = S + S = 60 + j30,61 (MVA) S = S = 35 + j15,11 (MVA) Ta có : ∆U% = ∆U + ∆U
= .100% + .100%
= 12,94%
Xét sự cố đứt dây 1 – 2 :
S = S = 25 + j15,5 (MVA) S = S = 35 + j15,11 (MVA) Ta có : ∆U% = ∆U + ∆U = .100% + .100%
= 8,53%
⇒ ∆U % = Max {∆U % } = 15,32%
0 – 4 :
∆U% = .100%
= 7,53%
∆U % = 7,53%
0 – 3 –6:
∆U% = ∆U + ∆U = .100% + .100%
= 5,22% + 4,22% = 9,44%
Trường hợp đứt 1 dây trên đoạn 0 – 3 : ∆U = 2∆U + ∆U
= 2.5,22% + 4,22% = 14,66%
0 – 5 :
∆U % = .100%
= 4,56%
∆U% = 2.4,56% = 9,12%
Từ kết quả tính toán ta có :
∆U = Max {∆U %} = 9,44% < 10% (thỏa mãn)
- Khi sự cố thì trường hợp sự cố nặng nề nhất là đứt một dây lộ 0 – 1 ở mạch vòng 0 – 1 – 2 . Khi đó ta có :
∆U = ∆U = 15,32% < 20% (thỏa mãn)
⇒ Kết luận : Phương án 2 thỏa mãn các tiêu chuẩn kĩ thuật.
III Phương án 4
III.1 Tính toán phân bố công suất sơ bộ, chọn cấp điện áp III.1.1 Tính toán phân bố công suất sơ bộ
Sự phân bố công suất trong mạng : S = S = 25 + j15,5 (MVA)
S = S = 35 + j15,11 (MVA)
S = S = 30 + j18,6 (MVA)
S = S = 28 +j17,36 (MVA)
S = S = 40 + j24,8 (MVA) S= S = 45+j21,9 (MVA)
Sơ đồ nối dây phương án 4:
Ta có bảng tổng hợp sau :
Phương án 4 Công suất (MVA) Chiều dài ( km)
0_1 25 + j15,5 36
0_2 35 + j15,11 51
0-3 30 + j18,6 50
0_4 28 + j17,36 72,8
0_5 40 + j24,8 53,85
0_6 45 + j21,9 84,85
III .1.2 Chọn cấp điện áp
Áp dụng công thức kinh nghiệm để tính điện áp định mức của mạng điện ta tính được điện áp tải trên các đoạn đường dây của phương án 1 như sau:
U = 4,34. = 66,67 (kV) U = 4,34. = 78,96 (kV) U = 4,34. = 73,91 (kV) U = 4,34. = 99,04 (kV) U = 4,34. = 83,91 (kV) U = 4,34. = 123,13 (kV)
Kết luận : Qua tính toán ta thấy mạng điện thiết kế dùng cấp điện áp 110kV để truyền tải là hợp lí.
III.2. Chọn tiết diện dây dẫn ( theo từng lộ )
III.2.1. Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế, kiểm tra điều kiện phát nóng
I = (A) ⇒ F = (mm ) Đường dây 0_1:
I = = 77,19 A
⇒ F = = 70,17 mm
⇒ Chọn dây AC-70 ; có I = 275 A Isc = 2.Im a x = 2.77,19 = 154,38 A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng khi tải cưỡng bức : Isc ≤ 0,88.Ic p → 154,38 ≤ 0,88.275=242 (thỏa mãn ) Vậy đoạn 0-1 là dây AC-70 ngoài trờicó :
ro = 0,42Ω/km; xo = 0,441Ω/km; bo = 2,57. 6
10− (s/km)
Đường dây 0 – 2 :
I = = 100,05 A
⇒ F = = 90,95 mm
⇒ Chọn dây dẩn AC-95, có Ic p =335 A Isc = 2.Im a x = 2.100,05 = 200,1 A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng khi tải cưỡng bức : Isc ≤ 0,88.Ic p → 200,1 ≤ 0,88.335 = 294,8 ( thỏa mãn ) Vậy đoạn 0-2 là dây AC-95 ngoài trời có :
r = 0,31Ω/km; x = 0,43Ω/km;b = 2,64.10 S/km Đường dây 0 – 3 :
Imax = = 92,63 A
⇒ F = = 84,21 mm ⇒ Chọn dây AC – 95, có Ic p = 335 A Isc =2.Im a x = 2.92,63 = 185,26 A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng khi tải cưỡng bức :
Isc ≤ 0,88,Ic p → 185,26 ≤ 0,88.335 = 294,8 = 453,2 ( thỏa mãn ) Vậy đoạn 0 – 3 là dây AC – 95 : ro = 0,31Ω/km; xo = 0,43Ω/km;
bo = 2,64. 6
10− (S/km) Đương dây 0 – 4 :
I = = 172,92 (A)
⇒ F = = 157,2 mm
⇒ Vậy chọn dây AC- 150 có Ic p = 445 A Isc = Im a x = 172,92 A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng khi tải cưỡng bức : Isc ≤ 0,88.Ic p → 172,92 ≤ 0,88.445 = 391,6 ( thỏa mãn )
Vậy đoạn 3 – 4 là dây AC – 150 : ro = 0,19Ω/km; xo = 0,415Ω/km;
bo = 2,74. 6
10− (S/km) Đường dây 0 – 5
I = = 123,51 A
⇒ F = = 112,28 mm
⇒ Vậy chọn dây AC- 120 có Icp = 380 A Isc = 2.Im a x = 2.123,51 = 247,02 A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng khi tải cưỡng bức : Isc ≤ 0,88.Ic p → 247,02 ≤ 0,88.380 = 334,4 ( thỏa mãn)
Vậy đoạn 0 – 5 là dây AC – 120 : ro = 0,25Ω/km; xo = 0,423Ω/km;
bo = 2,69. 6
10− (S/km) Đường dây 0 – 6 :
I = = 262,67 (A)
F = = 238,79 mm
⇒ Vậy chọn dây AC- 240 có Ic p = 610 A Isc = Im a x =262,67A
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng khi tải cưỡng bức : Isc ≤ 0,88.Ic p → 262,67 ≤ 0,88.610 = 536 ( thỏa mãn)
Vậy đoạn 5 – 6 là dây AC – 240 : ro = 0,12Ω/km; xo = 0,401Ω/km;
bo = 2,84. 6
10− (S/km)
Từ kết quả của việc lựa chọn tiết diện dây dẫn ta lập được bảng thông số đường dây của phương án 1 như sau :
Lộ ĐD L( km) Ft t Fc h ro xo bo. 6
10− Công suất
0 – 1 36 70,17 70 0,42 0,441 2,57 25 + j15,5
0 – 2 51 90,95 95 0,31 0,43 2,64 35 + j15,11
0 – 3 50 84,21 95 0,31 0,43 2,64 30 + j18,6
0 – 4 72,8 157,2 150 0,19 0,415 2,74 28 + j17,36
0 – 5 53,85 112,28 120 0,25 0,423 2,69 40 + j24,8
0 – 6 84,85 238,79 240 0,12 0,401 2,84 45 + j21,9
I.2.2. Kiểm tra tổn thất điện áp lúc vận hành bình thường và khi sự cố nguy hiểm nhất .
* Tính tổn thất điện áp trong chế độ bình thường.
+ Tính tổn thất điện áp Max cho lưới điện hình tia;tính ∆U từ nguồn đến tất cả các nút phụ tải :
∆U% = .100%
Tong đó :
- ∆U % : Tổn thất điện áp từ nguồn đến nút i
- P : công suất tác dụng chạy trên đường dây thứ i - Q : công suất phản kháng chạy trên đường dây thư i - R : điện trơ của đường dây thứ i
- X : điện kháng của đường dây thứ i
- U : điện áp định mức của mạng điện
Sau khi chọn các tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn,ta xác định các thông số đơn vị của đường dây là r , x , b và tiến hành tính các thông số tập trung R, X, B theo công thức sau :
R = r. ; X = x. ; B = b.L.n Ta có bảng sau :
- Lúc làm việc bình thường và khi có sự cố lần lượt tính toán ΔU% cho các lộ như sau 0 – 1 :
∆U % = .100%
= .100%
= 2,58 %
∆U % = 2.∆U % = 5,16%
0 – 2 :
∆U % = .100%
= 3,66%
∆U % = 2. ∆U% = 7,32%
0 – 3 :
∆U % = .100%
= 3,57%
∆U % = 2.∆U % = 7,14%
Lộ ĐD L (km)
ro xo b.10 R X Công suất 0 - 1 36 0,42 0,441 2,57 7,56 7,94 25 + j15,5 0 - 2 51 0,31 0,43 2,64 7,91 10,97 35 + j15,11 0 - 3 50 0,31 0,43 2,64 7,75 10,75 30 + j18,6 0 - 4 72,8 0,19 0,415 2,74 13,83 30,21 28 + j17,36 0 - 5 53,85 0,25 0,423 2,69 6,73 11,39 40 + j24,8 0 - 6 84,85 0,12 0,401 2,84 10,18 34,02 45 + j21,9
0 – 4 :
∆U % = .100%
= 7,53 % ∆U % = ∆U % = 7,53%
0 – 5 :
∆U % = .100%
= 4,56%
∆U % = 2.∆U % = 9,12%
0 – 6 :
∆U % = .100%
= 9,91%
∆U % = ∆U % = 9,91%
Từ kết quả tính toán ta có :
∆U % = Max { ∆U } = ∆U % = 9,91%
⇒ ∆U % < 10%
⇒ Thỏa mãn yêu cầu về điện áp
∆U % = Max { ∆U } = ∆U % = 9,91%
⇒ ∆U % < 20%
⇒ Kết luận : Phương án 4 thỏa mãn các tiêu chuẩn kĩ thuật.