Doan-thu (1).docx

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ

Chương 1 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA NGUỒN VÀ CÁC PHỤ TẢI CÂN BẰNG SƠ BỘ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG 1.1. Phân tích đặc điểm của nguồn và các phụ tải 1.1.1. Hệ thống điện công suất vô cùng lớn N Điện áp định mức: Uđm = 110 (kV). Hệ số công suất định mức: cosφđm = 0,87. 1.1.2. Phụ tải điện Trong mạng điện thiết kế 6 phụ tải tiêu thụ điện, tất cả các phụ tải đều là hộ loại I có tổng công suất tác dụng cực đại là 141 (MW). Thời gian sử dụng công suất cực đại: Tmax = 5300 h, điện áp định mức mạng thứ cấp của trạm hạ áp là 22 (kV), phụ tải cực tiểu bằng 50% phụ tải cực đại. Các phụ tải loại I là các phụ tải quan trọng. Bởi vì nếu mất điện sẽ gây thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế, ảnh hưởng xấu đến tình hình chính trị - xã hội, có thể gây nguy hiểm đến tính mạng con người. Do đó cần phải cung cấp điện liên tục và chất lượng điện tốt, nên đường dây phải bố trí sao cho nếu một bộ phận nào đó hỏng phải ngừng sửa chữa thì đường dây vẫn làm việc bình thường, đảm bảo cung cấp điện đầy đủ cho các phụ tải loại I. Công suất và tính chất của 6 hộ tiêu thụ cho trong Bảng 1.1. Bảng 1.1. Công suất và tính chất các phụ tải Các hộ tiêu thụ

Các số liệu 1

2

3

4

5

6

Phụ tải cực đại (MW)

25

25

24

22

22

23

Hệ số công suất cosφ

0,84

0,95

0,89

0,89

I

I

I

I

Yêu cầu đảm bảo cung cấp điện. Điện áp định mức mạng điện thứ cấp (kV)

0,94 0,88 I

I 22kV

Công suất của các phụ tải ở chế độ phụ tải cực đại và cực tiểu được tính theo công thức sau:

g

Smax = Pmax + jQ max Qmax =Pmax  tgφ

Và SVTH: Nguyễn Thành Sơn

(1.1)

2 2 Smax = Pmax + Qmax .

1

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Trong đó:

+ Pmax, Qmax: công suất tác dụng và phản kháng của phụ tải ở chế độ phụ tải cực đại. + Smax: công suất biểu kiến của phụ tải ở chế độ cực đại.

Theo yêu cầu của đề bài thiết kế chế độ phụ tải cực tiểu bằng 50% chế độ phụ g

g

g

tải cực đại. Do vậy: Smin = 50%.Smax = 0,5.Smax 2 2 Smin = Pmin + Qmin

Và Trong đó:

+ Pmin, Qmin: công suất tác dụng và phản kháng của phụ tải ở chế độ phụ tải cực tiểu. + Smin: công suất biểu kiến của phụ tải ở chế độ cực tiểu.

Kết quả tính giá trị công suất các phụ tải trong chế độ làm việc cực đại và cực tiểu cho trong Bảng 1.2. Bảng 1.2. Thông số các phụ tải g

g

Hộ tiêu thụ

Smax = Pmax + jQ max (MVA)

Smin = Pmin + jQ min (MVA)

1

25 + j16,3

12,5 + j8,13

2

25 + j8,3

12,5 + j4,13

3

24 + j8,6

12 + j4,32

4

22 + j11,9

11 + j5,94

5

22 + j11,2

11 + j5,61

6

23 + j11,7

11,5 + j5,87

Tổng

141 + j68

70,5+j33,99

1.2. Cân bằng sơ bộ công suất trong hệ thống điện 1.2.1. Cân bằng công suất tác dụng Phương trình cân bằng công suất tác dụng trong mạng điện có dạng:

PHT  Ptt  m Pmax  Pmax   Pdt

(1.2)

Trong đó:  PHT - công suất tác dụng lấy từ hệ thống;  Ptt - công suất tác dụng tiêu thụ trong mạng điện;  m - hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại (m = 1); SVTH: Nguyễn Thành Sơn

2

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ   Pmax - công suất tác dụng cực đại của các phụ tải;   Pmax - tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện, tính sơ bộ có thể lấy  Pmax  10% Pmax ;   Pdt - tổng công suất dự trữ của hệ thống, và lấy bằng (10 - 15)% công suất cực đại trong hệ thống hay lấy bằng hoặc lớn hơn công suất của một tổ máy của hệ thống. Ở đây hệ thống điện có công suất vô cùng lớn, cho 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 1.2 là:  Pmax  141  MW  . ▪ Tổng tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện là:

 Pmax  10% Pmax  0,1141  14,1  MW  . ▪ Vậy công suất tiêu thụ trong mạng điện là:

Ptt  141  14,1  155,1  MW  . Như vậy trong chế độ phụ tải cực đại hệ thống cần cung cấp công suất cho hệ thống bằng: PHT  Ptt  155,1  MW  . 1.2.2. Cân bằng công suất phản kháng Phương trình cân bằng công suất phản kháng trong mạng điện có dạng:

 QF QHT  Qtt  m Qmax   QBA   QL   QC   Qtd   Qdt

(1.3)

Trong đó: 

 QF - tổng công suất phản kháng phát ra do các máy phát;



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

 Qtt - công suất phản kháng tiêu thụ trong mạng điện;  m - hệ số đồng thời xuất hiện các phụ tải cực đại (m = 1);  ΣQmax - tổng công suất phản kháng cực đại của các phụ tải;  ΣΔQBA - tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp ΣΔQBA = 15% ΣQmax;  ΣΔQL - tổng tổn thất công suất phản kháng trong cảm kháng của các đường dây trong mạng điện;  ΣQC - tổng tổn thất công suất phản kháng do điện dung của các đường dây sinh ra, khi tính sơ bộ lấy ΣΔQL = ΣΔQC, nên ΣΔQL = ΣΔQC = 0;

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

3

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ  ΣQtd - tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy;  ΣQdt - tổng công suất phản kháng dự trữ trong mạng điện, khi cân bằng sơ bộ có thể lấy bằng 15% tổng công suất phản kháng của phần bên phải của phương trình (1.3); Đối với mạng điện thiết kế, công suất dự trữ sẽ lấy từ hệ thống, nghĩa là: Qdt = 0. Như vậy ta tính được như sau: Vì đề bài không đề cập đến công suất nhà máy nên ▪ Tổng công suất phản kháng các nhà máy phát ra :

 QF  0 . ▪ Công suất phản kháng do hệ thống cung cấp bằng:

QHT  PHT  tgHT  155,1 0,57  88,407 (MVAr). ▪ Tổng công suất phản kháng của các phụ tải trong chế độ cực đại được xác định theo bảng 1.2 là: ΣQmax = 68 (MVAr). ▪ Tổng tổn thất công suất phản kháng trong các trạm biến áp là:

 QBA  15%   Qmax  0,15  68  10,19 (MVAr). ▪ Tổng công suất phản kháng tự dùng trong nhà máy là: ΣQtd = 0. Vậy công suất phản kháng tiêu thụ trong mạng điện:

Qtt  m Qmax   QBA  68  10, 2  78,17 (MVAr). So sánh công suất phản kháng tiêu thụ với tổng công suất phản kháng của hệ thống trong mạng điện, ta thấy: Qtt = 78,17 (MVAr) < QHT = 88,407 (MVAr). Như vậy, hệ thống đã cung cấp đủ lượng công suất phản kháng cho lưới nên ta không cần bù công suất phản kháng cho hệ thống.

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

4

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ

Chương 2 DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT 2.1. Dự kiến các phương án nối dây trong 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 rất nhiều phương án. Từ vị trí đã cho của các phụ tải, cần dự kiến một số phương án và phương án tốt nhất sẽ được lựa chọn trên cơ sở so sánh chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật giữa các phương án. Phương án được lựa chọn là phương án đảm bảo độ tin cậy cao, tính kinh tế, tính linh hoạt cần thiết. Theo yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cho các phụ tải 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. Trên cơ sở phân tích đặc điểm các nguồn cung cấp và các phụ tải cũng như vị trí của chúng, ta có thể đưa ra 4 phương án dự kiến như sau:  Phương án 1: Sơ đồ mạng điện của phương án 1 cho trên Hình 2.1.

4

2 km

22 + j11,9

42 ,

km 36

4

25 + j8,3

40 km

1

40 km 36 km

5

km 36

25 + j16,3

N

3 24 + j8,6

6

22 + j11,2

23 + j11,7

Hình 2.1. Sơ đồ mạng điện của phương án 1 SVTH: Nguyễn Thành Sơn

5

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ  Phương án 2: Sơ đồ mạng điện của phương án 2 cho trên Hình 2.2. 22 + j11,9

25 + j8,3

2 km 31,6

km 36

36 km

4

40 km

3

1 36 km

25 + j16,3

km 36

N

24 + j8,6

5

6

22 + j11,2

23 + j11,7

Hình 2.2. Sơ đồ mạng điện của phương án 2  Phương án 3: Sơ đồ mạng điện của phương án 3 cho trên Hình 2.3. 22 + j11,9

25 + j8,3

2

km 36

42 ,4

km

36 km

4

40 km

3

1 36 km

25 + j16,3

5

km 36

N

24 + j8,6

6

22 + j11,2

23 + j11,7

Hình 2.3. Sơ đồ mạng điện của phương án 3  Phương án 4: Sơ đồ mạng điện của phương án 4 cho trên Hình 2.4.

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

6

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ

25 + j8,3

22 + j11,9

2 ,4 42

km 36

36 km

4 km 40 km

1

40 km

36 km

km 36

25 + j16,3

N

5

24 + j8,6

6

36 km

22 + j11,2

3

23 + j11,7

Hình 2.4. Sơ đồ mạng điện của phương án 4 2.2. So sánh các phương án về mặt kỹ thuật Nội dung so sánh các phương án về mặt kỹ thuật bao gồm: 2.2.1. Tính phân bố công suất trên các đoạn đường dây g

Sử dụng công thức sau: Si  Pi  jQi (MVA). g

Trong đó: - Si là dòng công suất chạy trên đoạn thứ i; - Pi, Qi là công suất tác dụng và phản kháng chạy trên đoạn dây thứ i. 2.2.2. Chọn cấp điện áp tải điện cho mạng Có thể tính điện áp định mức của đường dây theo công thức kinh nghiệm như sau:

U đm = 4,34 × l + 16  P (kV). Trong đó:

(2.1)

l: khoảng cách truyền tải (km); P: công suất truyền tải (MW).

2.2.3. Chọn tiết diện dây dẫn Mạng thiết kế là mạng điện khu vực nên ta chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế: Jkt. Chọn loại dây dẫn truyền tải cho mạng điện là dây nhôm lõi thép (AC). Tiết diện tính toán dây dẫn được tính theo công thức sau:

Ftt = SVTH: Nguyễn Thành Sơn

I max J kt

mm 2 7

(2.2) Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Trong đó:

Imax: dòng điện chạy trên đường dây ở chế độ phụ tải cực đại, A; Jkt: mật độ kinh tế của dòng điện, A/mm2.

Với đường dây AC và Tmax = 5300 h. Từ Bảng 2.3, trang 18, sách “Thiết kế mạng điện” của tác giả Hồ Văn Hiến. Ta tra được Jkt = 1 A/mm2. Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại được xác định theo công thức sau:

I max =

Smax n  3  U đm

×103 A

(2.3) Trong đó:

Uđm: điện áp định mức của mạng điện, (kV); Smax: công suất chạy trên đường dây chế độ phụ tải cực đại, (MVA).

Từ tiết diện tính toán (Ftt) ta chọn tiết diện tiêu chuẩn (Ftc) gần nhất. Sau khi đã chọn tiết diện tiêu chuẩn ta cần kiểm tra tiết diện vừa chọn theo điều kiện vầng quang, độ bền cơ và điều kiện phát nóng lúc sự cố. + Điều kiện vầng quang: Để đảm bảo không có phát sinh vầng quang thì dây dẫn phải chọn có tiết điện tối thiểu là 70 mm2 (Đối với đường dây AC có điện áp 110 kV, tra từ bảng 2.10, trang 41, sách “Thiết kế mạng điện” của tác giả Hồ Văn Hiến ). + Điều kiện độ bền cơ: Được phối hợp với điều kiện vầng quang, vì vậy nếu đã thỏa mãn điều kiện vầng quang thì thỏa mãn điều kiện độ bền cơ. + Điều kiện phát nóng lúc sự cố: Dòng điện chạy trên đường dây lúc sự cố (I sc) phải thỏa mãn điều kiện: Isc  Icp. Với Isc được tính:

I sc = Trong đó:

2  Smax 3  U đm

×103 = 2  I max A

(2.4)

Isc: là dòng điện sự cố khi đứt một mạch trong lộ kép; Icp: là dòng điện cho phép tương ứng với các tiết diện tiêu chuẩn của dây

dẫn tra trong Bảng PL2.6, trang 120, sách “Thiết kế mạng điện” của tác giả Hồ Văn Hiến. Sau khi xác định tiết điện đường dây trong mạng điện, ta xác định các thông số của dây dẫn đó. Xác định r0, x0, b0: điện trở tác dụng đơn vị, điện kháng đơn vị, điện dẫn phản kháng đơn vị của dây dẫn được tra từ Bảng 2.1, 2.3, 2.4, trang 116 đến 118, sách “Thiết kế mạng điện” của tác giả Hồ Văn Hiến. Như vậy thông số của các đường dây tổng hợp ở Bảng 2.1. SVTH: Nguyễn Thành Sơn

8

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Bảng 2.1. Thông số các dây dẫn Loại dây

AC-70

AC-95

AC-120

AC-150

r0(/km)

0,46

0,33

0,27

0,21

x0(/km)

0,422

0,413

0,404

0,396

b0 10-6(S/km)

2,68

2,75

2,82

2,87

Icp (A)

275

335

360

445

2.2.4 Kiểm tra tổn thất điện áp lúc làm việc bình thường và sự cố Tổn thất điện áp được tính theo công thức sau:

U i % = Trong đó:

Pi  Ri  Qi  X i ×100 2 U đm

(2.5)

Pi (MW), Qi (MVAr): công suất tác dụng và công suất phản kháng chạy

trên đường dây thứ i; Ri, Xi (Ω): điện trở và điện kháng trên đoạn đường dây thứ i; Uđm (kV): điện áp định mức của mạng điện. Đối với đường dây hai mạch, nếu ngừng một mạch thì tổn thất điện áp trên đường dây là: ΔUisc% = 2 × ΔUibt%

(2.6)

Lúc làm việc bình thường tổn thất điện áp là tổn thất từ nguồn đến phụ tải xa nhất. + 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 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 chế độ sau sự cố các tổn thất điện áp lớn nhất không vượt quá (15 - 20)%, nghĩa là: ΔUmax bt% = (10 – 15)%; ΔUmax sc% = (15 – 20)%. + Đối với 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 làm việc bình thường và (20 – 25)% trong chế độ sau sự cố, nghĩa là: ΔUmax bt% = (15 – 20)%; ΔUmax sc% = (20 – 25)%. Đối với tổn thất điện áp như vậy, cần sử dụng các máy biến áp điều chỉnh điện áp dưới tải trong các trạm hạ áp. SVTH: Nguyễn Thành Sơn

9

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ 2.3. Tính toán kỹ thuật cho từng phương án 2.3.1. Phương án 1 Sơ đồ mạng điện của phương án 1 cho trên Hình 2.5.

4

2 km

22 + j11,9

42 ,

km 36

4

25 + j8,3

40 km

1

40 km 36 km

km 36

25 + j16,3

N

5

3 24 + j8,6

6

22 + j11,2

23 + j11,7

Hình 2.5. Sơ đồ mạng điện của phương án 1 2.3.1.1. Tính phân bố công suất trên các đoạn đường dây. 























 Đoạn N - 1: SN1  S1 = 25+j16,3 (MVA).  Đoạn N - 2: SN2  S2 = 25+j8,3 (MVA).  Đoạn N - 3: SN3  S3 = 24+j8,6 (MVA).  Đoạn N - 4: SN4  S4 = 22+j11,9 (MVA).  Đoạn N - 5: SN5  S5 = 22+j11,2 (MVA).  Đoạn N - 6: SN6  S6 = 23+j11,7 (MVA). 2.3.1.2. Chọn cấp điện áp tải điện Từ công thức Still đã cho ở trên, ta có:

U đm = 4,34 × l + 16  P

(kV).

Điện áp tính toán trên các đoạn đường dây cho trong phương án 1:

U N1  4,34  40  16  25 = 91,037 (kV). U N2  4,34  42, 4  16  25 = 91,285 (kV). U N3  4,34  40  16  24 = 89,366 (kV). SVTH: Nguyễn Thành Sơn

10

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ

U N4  4,34  36  16  22 = 85,488 (kV).

U N5  4,34  36  16  22 = 85,488 (kV). U N6  4,34  36  16  23 = 87,233 (kV). Kết quả tính điện áp định mức của các đường dây trong phương án 1 cho ở Bảng 2.2. Bảng 2.2. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện PA 1 Đường dây N-1

Công suất truyền Chiều dài đường Điện áp tính Điện áp định g dây, l (km) toán, U (kV) mức, U (kV) tải, S (MVA) 25+j16,3 40 91,037

N-2

25+j8,3

42,4

91,285

N-3

24+j8,6

40

89,366

N-4

22+j11,9

36

85,488

N-5

22+j11,2

36

85,488

N-6

23+j11,7

36

87,233

110

2.3.1.3. Chọn tiết diện dây dẫn  Đoạn N - 1:

I N 1max   Ftt 

Smax 2 3.Udm

 103 

252  16,32 2 3.110

 103 = 78,25 A

I N 1max 78, 25  = 78,25 mm2 jkt 1

Chọn dây dẫn AC – 95, có Icp = 335 A. Tính tương tự các đoạn còn lại ta có Bảng 2.3 Bảng 2.3. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện PA 1 Đường dây

Công suất truyền

N-1

25+j16,3

N-2

25+j8,3

g

tải, S (MVA)

Điện áp Dòng điện định định mức, mức Imax U (kV)

110

Ftt

Chọn dây dẫn

78,250

78,250

69,088

69,088

AC – 95, có Icp = 335 A AC – 70, có Icp = 275 A AC – 70, có Icp = 275 A AC – 70, có Icp = 275 A

N-3

24+j8,6

66,941

66,941

N-4

22+j11,9

65,615

65,615

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

11

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ N-5

22+j11,2

64,810

64,810

N-6

23+j11,7

67,819

67,819

AC – 70, có Icp = 275 A AC – 70, có Icp = 275 A

2.3.1.4. Kiểm tra điều kiện phát nóng lúc sự cố  Đoạn N - 1: Khi ngừng 1 mạch. (Dùng dây AC - 95, có Icp =335 A).

I N1sc  2  I N 1max  2  78,25  156,5 (A). Vậy I N 1sc  Icp  335 A; (thỏa mãn).  Đoạn N - 2: Khi ngừng 1 mạch. (Dùng dây AC - 70, có ICP = 275 A).

I N2sc  2  I N 2 max  2  69,088  138,18 (A). Vậy I N 2sc  Icp  275 A; (thỏa mãn).  Đoạn N - 3: Khi ngừng 1 mạch. (Dùng dây AC - 70 có ICP = 275 A).

I N3sc  2  I N 3max  2  66,941  133,88 (A). Vậy I N 3sc  Icp  275 ; (thỏa mãn).  Đoạn N - 4: Khi ngừng 1 mạch. (Dùng dây AC - 70, có ICP = 275 A).

I N4sc  2  I N 4 max  2  65,615  131,23 (A). Vậy I N 4sc  Icp  275 A; (thỏa mãn).  Đoạn N - 5: Khi ngừng 1 mạch. (Dùng dây AC - 70, có ICP = 275 A).

I N5sc  2  I N 5max  2  64,81  129,62 (A). Vậy I N 5sc  Icp  275 A; (thỏa mãn).  Đoạn N - 6: Khi ngừng 1 mạch. (Dùng dây AC - 70, có ICP = 275 A).

I N6sc  2  I N 6 max  2  67,756  135,5 (A). Vậy I N 6sc  Icp  275 A; (thỏa mãn).  Xác định điện trở tác dụng R, điện kháng X, điện dẫn phản kháng B/2 của các đoạn đường dây trong sơ đồ Hình 2.5: Ta có các công thức sau:

1 1 B 1 R = .r0 .l (Ω); X = .x 0l (Ω); = .n.b0 .l (S). n n 2 2 Trong đó:

(2.8)

+ r0, x0 (km), b0 (Skm): là điện trở tác dụng đơn vị, điện kháng đơn

vị, điện dẫn phản kháng đơn vị đã cho trong Bảng 2.1. + l (km): chiều dài các đoạn đường dây; + n: số mạch của đường dây (đường dây hai mạch n = 2).

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

12

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Kết quả tính các thông số của tất cả các đường dây trong mạng điện cho trong Bảng 2.4. Bảng 2.4: Thông số của các đường dây trong mạng điện của phương án 1 P (MW) N-1 25

Trạm

Q (MVAr) 16,3

78,250

Ftt (mm2) 78,250

Ftc (mm2) 95

L (km)

I (A)

40

R (Ω)

X (Ω)

156,5

r0 x0, b0.10-6 Ω/km Ω/km S/km 0,33 0,413 2,75

6,6

8,26

B/2.10-4 (S) 1,1

Icp (A)

Isc (A)

335

N-2

25

8,3

42,4

69,088

69,088

70

275

138,18

0,46

0,422

2,68

9,752

8,9464

1,136

N-3

24

8,6

40

66,941

66,941

70

275

133,88

0,46

0,422

2,68

9,2

8,44

1,072

N-4

22

11,9

36

65,615

65,615

70

275

131,23

0,46

0,422

2,68

8,28

7,596

0,965

N-5

22

11,2

36

64,810

64,810

70

375

129,62

0,46

0,422

2,68

8,28

7,596

0,965

N-6

23

11,7

36

67,756

67,756

70

275

135,51

0,46

0,422

2,68

8,28

7,596

0,965

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

13

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ 2.3.1.5. Kiểm tra tổn thất điện áp  Chế độ làm việc bình thường:  Đoạn N - 1: U N 1bt % 

P.R  Q.X 25  6,6  16,3  8, 26  100   100  2, 473% 2 U dm 1102

 Đoạn N - 2: U N 2bt % 

P.R  Q.X 25  9,752  8,3  8,9464  100   100  2,625% 2 U dm 1102

 Đoạn N - 3: U N 3bt % 

P.R  Q.X 24  9, 2  8,6  8, 44  100   100  2, 427% 2 U dm 1102

 Đoạn N - 4: U N 4bt % 

P.R  Q.X 22  8, 28  11,9  7,596  100   100  2, 251% 2 U dm 1102

 Đoạn N - 5: U n 5bt % 

P.R  Q.X 22  8, 28  11, 2  7,596  100   100  2, 21% 2 U dm 1102

 Đoạn N - 6: U N 6bt % 

P.R  Q.X 23  8, 28  11,7  7,596  100   100  2,31% 2 U dm 1102

 Chế độ sau sự cố:  Đoạn N - 1 Khi ngừng 1 mạch.

U N1sc %  2  U N1bt %  2  2, 473%  4,946%  Đoạn N - 2: Khi ngừng 1 mạch.

U N2sc %  2  U N2bt %  2  2,625%  5,25%  Đoạn N - 3: Khi ngừng 1 mạch.

U N3sc %  2  U N3bt %  2  2,427%  4,855%  Đoạn N - 4: Khi ngừng 1 mạch.

U N4sc %  2  U N4bt %  2  2,251%  4,502%  Đoạn N - 5: Khi ngừng 1 mạch.

U N4sc %  2  U N5bt %  2  2,21%  4,42%  Đoạn N - 6: Khi ngừng 1 mạch. SVTH: Nguyễn Thành Sơn

14

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ

U N6sc %  2  U N6bt %  2  2,31%  4,621% Kết quả tính toán tổn thất điện áp của các đường dây cho trong Bảng 2.5: Bảng 2.5. Các giá trị tổn thất điện áp trong mạng điện Đường dây ΔUbt % ΔUsc % N-1

2,473

4,946

N-2

2,625

5,25

N-3

2,427

4,855

N-4

2,251

4,502

N-5

2,21

4,42

N-6

2,31

4,621

Từ các kết quả trong Bảng 2.5 nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện trong phương án 1 có giá trị: Tổn thất điện áp lớn nhất khi là việc bình thường bằng:

Umax bt %  U N2bt %  2,625% Tổn thất điện áp lớn nhất ở chế độ sau sự cố:

Umax sc %  U N2sc %  5,25% 2.3.2. Phương án 2 Sơ đồ mạng điện của phương án 2 cho trên Hình 2.6. 22 + j11,9

25 + j8,3

40 km

1 36 km

5

km 36

N 25 + j16,3

2 km 31,6

km 36

36 km

4

3 24 + j8,6

6

22 + j11,2

23 + j11,7

Hình 2.6. Sơ đồ mạng điện của phương án 2.

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

15

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ 2.3.2.1. Tính phân bố công suất trên các đoạn đường dây 



 Đoạn 4 - 1: S41  S1 = 25+j16,3 (MVA). 



 Đoạn 3 - 2: S32  S2 = 25+j8,3 (MVA). 



















 Đoạn N - 3: SN3  S3  S2 = 49+j16,9 (MVA).  Đoạn N - 4: SN4  S4  S1 = 47+j28,2 (MVA).  Đoạn N - 5: SN5  S5 = 22+j11,2 (MVA).  Đoạn N - 6: SN6  S6 = 23+j11,7 (MVA). 2.3.2.2. Chọn cấp điện áp tải điện Từ công thức Still đã cho ở trên, ta có:

U đm = 4,34 × l + 16.P

(kV).

Điện áp tính toán trên các đoạn đường dây cho trong phương án 2:

U41  4,34  36  16  25 = 90,622 (kV). U32  4,34  31,6  16  25 = 90,163 (kV). U N3  4,34  40  16  49 = 124,58 (kV). U N4  4,34  36  16  47 = 121,83 (kV).

U N5  4,34  36  16  22 = 85,488 (kV). U N6  4,34  36  16  23 = 87,233 (kV). Kết quả tính điện áp định mức của các đường dây trong phương án 2 cho ở Bảng 2.6. Bảng 2.6. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện PA 2 Đường dây

Công suất truyền tải, S (MVA)

Chiều dài đường dây, l (km)

Điện áp tính toán, U (kV)

4-1

25+j16,3

36

90,622

3-2

25+j8,3

31,6

90,163

N-3

49+j16,9

40

124,58

N-4

47+j28,2

36

121,83

N-5

22+j11,2

36

85,488

g

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

16

Điện áp định mức, U (kV)

110

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ N-6

23+j11,7

36

87,233

2.3.2.3. Chọn tiết diện dây dẫn.  Đoạn 4-1:

I41max   Ftt 

Smax 2 3.Udm

 103 

252  16,32 2 3.110

 103 = 78,32 A

I 41max 78,32   78,32 mm2 jkt 1

Chọn dây dẫn AC – 95, có Icp = 335 A. Tính tương tự các đoạn còn lại ta có Bảng 2.7. Bảng 2.7. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện PA 2 Dòng điện định mức Imax

Ftt

Chọn dây dẫn

25+j16,3

78,32

78,32

3-2

25+j8,3

69,13

69,13

N-3

49+j16,9

136,03

136,03

N-4

47+j28,2

143,84

143,84

N-5

22+j11,2

64,81

64,81

N-6

23+j11,7

67,76

67,76

AC – 95, có Icp = 335 A AC – 70, có Icp = 275 A AC – 150, có Icp = 445 A AC – 150, có Icp = 445 A AC – 70, có Icp = 275A AC – 70, có Icp = 275 A

Đường dây

Công suất truyền

4-1

g

tải, S (MVA)

Điện áp định mức, U (kV)

110

2.3.2.4. Kiểm tra điều kiện phát nóng lúc sự cố.  Đoạn 5 - 6: Khi ngừng 1 mạch. (Dùng dây AC - 95, có ICP = 335 A).

I41sc  2  I41max  2  78,1  156, 2 (A) Vậy I4-1 SC < ICP = 335 A; (thỏa mãn). Tính tương tự ta có kết quả thông số của tất cả các đường dây trong mạng điện cho trong Bảng 2.8.

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

17

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Bảng 2.8. Thông số của các đường dây trong mạng điện của phương án 2

Đoạn 4-1

P Q L (km) (MW) (MVAr) 25 16,3 36

78,32

Ftt (mm2) 78,32

I (A)

Ftc Icp (A) (mm2) 95

335

r0 x0, Ω/km Ω/km 156,64 0,33 0,413

Isc (A)

b0.10-6 S/km 2,75

R (Ω)

X (Ω)

5,94

7,434

B/2.10-4 (S) 0,99

3-2

25

8,3

31,6

69,13

69,13

70

275

138,26

0,46

0,422

2,68

7,27

6,6676

0,85

N-3

49

16,9

40

136,03

136,03

150

445

272,05

0,21

0,396

2,87

4,20

7,92

1,15

N-4

47

28,2

36

143,84

143,84

150

445

287,68

0,21

0,396

2,87

3,78

7,128

1,03

N-5

22

11,22

36

64,81

64,81

70

275

129,62

0,46

0,422

2,68

8,28

7,596

0,96

N-6

23

11,73

36

67,76

67,76

70

275

135,51

0,46

0,422

2,68

8,28

7,596

0,96

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

18

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ 2.3.2.5. Kiểm tra tổn thất điện áp  Chế độ làm việc bình thường:  Đoạn 4-1: P.R  Q.X 25  5,94  16,3  7, 434  100   100  2, 229% 2 U dm 1102 Tính tương tự cho các đoạn còn lại, kết quả cho trong Bảng 2.9. U 41bt % 

 Chế độ sau sự cố: 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 đường dây đã cho, chỉ xét sự cố ở đoạn nào mà tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị cực đại.  Đoạn 4-1: Khi ngừng 1 mạch.

U41sc %  2  U41bt %  2  2,229%  4,457% Tính tương tự cho các đoạn còn lại, kết quả cho trong Bảng 2.9. Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đường dây cho trong Bảng 2.9. Bảng 2.9. Các giá trị tổn thất điện áp trong mạng điện Đường dây 4-1

ΔUbt ,% 2,229

ΔUsc ,% 4,457

3-2

1,959

3,918

N-3

2,807

5,614

N-4

3,130

6,259

N-5

2,210

4,420

N-6

2,310

4,621

N-4-1

5,358

10,716

N-3-2

4,766

9,5321

Từ các kết quả trong Bảng 2.9 nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện tổng phương án 2 có giá trị: Tổn thất điện áp lớn nhất lúc bình thường bằng:

Umaxbt %  U41bt %  U N4bt %  2,229%  3,13%  5,358% Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố bằng:

Umaxsc %  U41sc %  U N4sc %  4,457%  6,259%  10,716% 2.3.3. Phương án 3 Sơ đồ mạng điện của phương án 3 cho trên hình 2.7. SVTH: Nguyễn Thành Sơn

19

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ

22 + j11,9

25 + j8,3

,4 42

km 36

36 km

4

2

km 40 km

3

1 36 km

25 + j16,3

km 36

N

24 + j8,6

5

6

22 + j11,2

23 + j11,7

Hình 2.7. Sơ đồ mạng điện của phương án 3 2.3.3.1. Tính phân bố công suất trên các đoạn đường dây. 



 Đoạn 4 - 1: S41  S1 = 25+ j16,3 (MVA). 



 Đoạn 3 - 2: SN2  S2 = 25+ j8,3 (MVA). 















 Đoạn N - 3: SN3  S3 = 24+ j8,6 (MVA). 

 Đoạn N - 4: SN4  S4  S1 = 47+ j28,2 (MVA).  Đoạn N - 5: SN5  S5 = 22+ j11,2 (MVA).  Đoạn N - 6: SN6  S6 = 23+ j11,7 (MVA). 2.3.3.2. Chọn cấp điện áp tải điện Từ công thức Still đã cho ở trên, ta có:

U đm = 4,34 × l + 16.P

(kV).

Điện áp tính toán trên các đoạn đường dây cho trong phương án 3 tương tự phương án 1. Kết quả tính điện áp định mức của các đường dây trong phương án 3 cho ở Bảng 2.10. Bảng 2.10. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện PA 3

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

20

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Đường dây

Công suất truyền tải, S (MVA)

Chiều dài đường dây, l (km)

Điện áp tính toán, U (kV)

4-1

25+ j16,3

36

90,622

N-2

25+ j8,3

42,4

91,285

N-3

24+j8,6

40

89,366

N-4

47+j28,2

36

121,83

N-5

22+j11,2

36

85,488

N-6

23+j11,7

36

87,233

g

Điện áp định mức, U (kV)

110

2.3.3.3. Chọn tiết diện dây dẫn  Đoạn 4-1:

I41max   Ftt 

Smax 2 3.Udm

 103 

252  16,32 2 3.110

 103 = 78,32 A

I 41max 78,32   78,32 mm2 jkt 1

Chọn dây dẫn AC – 95, có Icp = 335 A. Tính tương tự các đoạn còn lại ta có Bảng 2.11. Bảng 2.11. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện PA 3 Đường dây

Công suất truyền

4-1

Điện áp định mức, U (kV)

Dòng điện định mức Imax

Ftt

25+j16,3

78,32

78,32

N-2

25+j8,3

69,13

69,13

N-3

24+j8,6

66,91

66,91

N-4

47+j28,2

143,84

143,84

N-5

22+j11,2

64,81

64,81

N-6

23+j11,7

67,76

67,76

g

tải, S (MVA)

110

Chọn dây dẫn AC – 95, có Icp = 335 A AC – 70, có Icp = 275 A AC – 70, có Icp = 275 A AC – 150, có Icp = 445 A AC – 70, có Icp = 275 A. AC – 70, có Icp = 275 A

2.3.3.4. Kiểm tra điều kiện phát nóng lúc sự cố  Đoạn 4-1: Khi ngừng 1 mạch. (Dùng dây AC - 95, có ICP = 335 A). SVTH: Nguyễn Thành Sơn

21

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ

I41sc  2  I41max  2  78,32  156,64 (A) Vậy I4-1 SC < ICP = 335 A; (thỏa mãn). Các đoạn còn lại tính tương tự, ta có bảng kết quả Bảng 2.12.

Bảng 2.12: Thông số của các đường dây trong mạng điện của phương án 3

Đoạn 4-1

P Q L (km) (MW) (MVAr) 25 16,3 36

X (Ω)

78,32

Ftt Ftc r0 x0, b0.10-6 Icp (A) I (A) R (Ω) sc (mm2) (mm2) Ω/km Ω/km S/km 78,32 5,94 95 335 156,64 0,33 0,413 2,75

7,434

B/2.10-4 (S) 0,99

I (A)

N-2

25

8,3

42,4

69,13

69,13

70

275 138,26

0,46

0,422

2,68

9,75

8,9464

1,14

N-3

24

8,6

40

66,91

66,91

70

275 134,81

0,46

0,422

2,68

9,2

8,44

1,07

N-4

47

28,2

36

143,84 143,84

150

445 287,68

0,21

0,396

2,87

3,78

7,128

1,03

N-5

22

11,22

36

64,81

64,81

70

275 129,62

0,46

0,422

2,68

8,28

7,596

0,96

N-6

23

11,73

36

67,76

67,76

70

275 135,51

0,46

0,422

2,68

8,28

7,596

0,96

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

22

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ 2.3.3.5. Kiểm tra tổn thất điện áp  Chế độ làm việc bình thường:  Đoạn 4-1: P.R  Q.X 25  5,94  16,3  7, 434  100   100  2, 229% 2 U dm 1102 Tính tương tự cho các đoạn còn lại, kết quả cho trong Bảng 2.13. U 41bt % 

 Chế độ sau sự cố: 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 đường dây đã cho, chỉ xét sự cố ở đoạn nào mà tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị cực đại.  Đoạn 4-1: Khi ngừng 1 mạch.

U41sc %  2  U41bt %  2  2,229%  4,457% Tính tương tự cho các đoạn còn lại, kết quả cho trong Bảng 2.13. Kết quả tính toán tổn thất điện áp của các đường dây cho trong Bảng 2.13: Bảng 2.13. Các giá trị tổn thất điện áp trong mạng điện. Đường dây 4-1

ΔUbt ,% 2,229

ΔUsc ,% 4,457

N-2

2,625

5,250

N-3

2,427

4,855

N-4

3,130

6,259

N-5

2,210

4,420

N-6

2,310

4,621

N-4-1

5,358

10,716

Từ các kết quả trong Bảng 2.13 nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện trong phương án 3 có giá trị: Tổn thất điện áp lớn nhất lúc bình thường bằng:

Umaxbt %  U41bt %  U N4bt %  2,229%  3,13%  5,358% Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố bằng:

Umaxsc %  U41sc %  U N4sc %  4,457%  6,259%  10,716% 2.3.4. Phương án 4 Sơ đồ mạng điện của phương án 4 cho trên Hình 2.8.

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

23

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ

25 + j8,3

22 + j11,9

2 ,4 42

km 36

36 km

4 km 40 km

1

40 km

36 km

km 36

25 + j16,3

N

5

24 + j8,6

6

36 km

22 + j11,2

3

23 + j11,7

Hình 2.8. Sơ đồ mạng điện của phương án 4 2.3.4.1. Tính phân bố công suất trên các đoạn đường dây Tính dòng công suất chạy trên các đường dây trong mạch vòng N - 5 – 6 - N. 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 N -5 bằng: 



SN 5 



S5  l56  l N 6   S6 .l N 6



l5  6  l N  6  l N 5

 22  j11, 2  36  36    23  j11,7 .36 36  36  36

= 22,3+j11,37 (MVA).  Đoạn 5-6: 





S56  SN 5  S5  22,3  j11,37  22  j11, 2  0,33  j0,167 (MVA).  Đoạn N-6: 





SN 6  S6  S56  23  j11,7  0.33  j0,167  22,67  j11,53 (MVA). 



 Đoạn 4 - 1: S41  S1 = 25+ j16,3 (MVA). 



 Đoạn 3 - 2: SN2  S2 = 25+ j8,3 (MVA). 







 Đoạn N - 3: SN3  S3 = 24+ j8,6 (MVA). 

 Đoạn N - 4: SN4  S4  S1 = 47+ j28,2 (MVA).

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

24

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ 2.3.4.2. Chọn cấp điện áp tải điện Từ công thức Still đã cho ở trên, ta có:

U đm = 4,34 × l + 16.P (kV). Tương tự như phương án 3 kết quả tính điện áp định mức của các đường dây trong phương án 4 cho ở Bảng 2.14. Bảng 2.14. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện PA 4 Đường dây

Công suất phụ tải S (MVA)

Chiều dài đường dây l (km)

Điện áp tính toán U (kV)

4-1

25+ j16,3

36

90,622

N-2

25+ j8,3

42,4

91,285

N-3

24+j8,6

40

89,366

N-4

47+j28,2

36

121,83

N-5

22,3+j11,37

36

86,02

5-6

0,33+j0,167

36

27,88

N-6

22,67+j11,53

36

86,66

Điện áp định mức U (kV)

110

2.3.4.3. Chọn tiết diện dây dẫn  Đoạn 4-1:

I41max   Ftt 

Smax 2 3.Udm

 10  3

252  16,32 2 3.110

 103 = 78,32 A

I 41max 78,32   78,32 mm2 jkt 1

Chọn dây dẫn AC – 95, có Icp = 335 A. Tính tương tự các đoạn còn lại ta có Bảng 2.15

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

25

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Bảng 2.15. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện PA 4 Dòng điện định mức Imax

Ftt

25+j16,3

78,32

78,32

N-2

25+j8,3

69,13

69,13

N-3

24+j8,6

66,91

66,91

N-4

47+j28,2

143,84

143,84

N-5

22,3+j11,37

65,69

65,69

5-6

0,33+j0,167

0,97

0,97

N-6

22,67+j11,53

66,75

66,75

Đường dây

Công suất truyền

4-1

g

tải, S (MVA)

Điện áp định mức, U (kV)

110

Chọn dây dẫn AC – 95, có Icp = 335 A AC – 70, có Icp = 275 A AC – 70, có Icp = 275 A AC – 150, có Icp = 445 A AC – 70, có Icp = 275 A AC – 70, có Icp = 275 A AC – 70, có Icp = 275 A

2.3.4.4. Kiểm tra điều kiện phát nóng lúc sự cố  Đoạn 4-1: Khi ngừng 1 mạch. (Dùng dây AC - 95, có ICP = 335 A).

I41sc  2  I41max  2  78,32  156,64 (A) Vậy I4-1 SC < ICP = 335 A; (thỏa mãn).  Kiểm tra tương tự cho các đoạn dây còn lại, kết quả cho ở Bảng 2.16.  Đối với mạch vòng N - 5 - 6 - N, dòng điện chạy trên đoạn 5 – 6 (dây AC70, có Icp = 275 A) sẽ có giá trị lớn nhất khi ngừng đường dây N – 6. Khi đó dòng công suất chạy trên đoạn 5-6 và đoạn N - 5 bằng: 



S56  S6  23  j11,7 (MVA). 





SN 7  S7  S8  22  j11, 2  23  j11,7  45  j22,9 (MVA). Như vậy:

I56sc 

S56 3.U dm

 103 

232  11,7 2 3.110

 103  135, 44 A

Vậy I56sc  135, 44A  Icp  275A ; (thỏa mãn). Dòng điện chạy trên đoạn N-5 bằng: (dùng AC - 70, có ICP = 275 A)

I N 5sc 

SN 5 3.Udm

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

10  3

452  22,92 3.110

26

103  265,01 A

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Vậy I N 5sc  265,01A  Icp  275A ; (thỏa mãn).  Trường hợp sự cố đoạn N-5, dòng điện chạy trên đoạn N-6 (dùng dây AC70, có ICP = 275 A) có giá trị bằng dòng điện chạy trên đoạn N-5 như khi đứt đoạn N-6, có nghĩa là: I N6sc  265,01 A. Vậy I N 6sc  265,01A  Icp  275A ; (thỏa mãn).  Xác định điện trở tác dụng R, điện kháng X, điện dẫn phản kháng B/2 của các đoạn đường dây trong sơ đồ Hình : Ta có các công thức sau:

1 1 B 1 R = .r0 .l (Ω); X = .x 0l (Ω); = .n.b0 .l (S). n n 2 2 Trong đó:

(2.8)

+ r0, x0 (km), b0 (Skm): là điện trở tác dụng đơn vị, điện kháng

đơn vị, điện dẫn phản kháng đơn vị đã cho trong Bảng 2.1. + l (km): chiều dài các đoạn đường dây; + n: số mạch của đường dây Kết quả tính các thông số của tất cả các đường dây trong mạng điện cho trong Bảng 2.16.

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

27

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Bảng 2.16. Thông số của các đường dây trong mạng điện của phương án 4 b0.10-6 S/km

R (Ω)

X (Ω)

0,413

2,75

5,94

7,434

B/2.10-4 (S) 0,99

0,46

0,422

2,68

9,75

8,9464

1,14

134,81

0,46

0,422

2,68

9,20

8,44

1,07

445

287,68

0,21

0,396

2,87

3,78

7,128

1,03

70

275

131,38

0,46

0,422

2,68

16,56 15,192

0,482

0,97

70

275

1,9412

0,46

0,422

2,68

16,56 15,192

0,482

66,75

66,75

70

275

133,49

0,46

0,422

2,68

16,56 15,192

0,482

36

265,01

132,51

70

275

265,01

0,46

0,422

2,68

16,56 15,192

0,482

36

135,44

67,72

70

275

135,44

0,46

0,422

2,68

16,56

15,192

0,482

Đoạn

P (MW)

Q (MVAr)

L (km)

I (A)

Ftt (mm2)

Ftc (mm2)

Icp (A)

Isc (A)

r0 x0, Ω/km Ω/km

4-1

25

16,3

36

78,32

78,32

95

335

156,64

0,33

N-2

25

8,3

42,4

69,13

69,13

70

275

138,26

N-3

24

8,6

40

66,91

66,91

70

275

N-4

47

28,2

36

143,84

143,84

150

N-5

22,3

11,37

36

65,69

65,69

5-6

0,33

0,167

36

0,97

N-6

22,67

11,53

36

N-5sc

45

22,9

5-6sc

23

11,7

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

28

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ 2.3.4.5. Kiểm tra tổn thất điện áp.  Chế độ là việc bình thường: Đối với mạch vòng N-5-6-N.  Đoạn N - 5: U N 5bt % 

P.R  Q.X 22,3  16,56  11,37  15,192  100   100  4, 48% 2 U dm 1102

 Đoạn N - 6: U N 6bt % 

P.R  Q.X 22,67  16,56  11,53 15,192  100   100  4,55% 2 U dm 1102

Vậy tổn thất điện áp lớp nhất trong mạch vòng là đoạn N-6 có giá trị bằng 4,55%. Còn đoạn 5 - 6 được tính:

U56bt % 

P.R  Q.X 0,33  16,56  0,167  15,192  100   100  0,066% 2 U dm 1102

Tính tương tự cho các đoạn còn lại, kết quả cho trong Bảng 2.17.  Chế độ sự cố: Đối với mạch vòng N - 5 - 6 - N: Khi ngừng đoạn N - 5, tổn thất điện áp trên đoạn N - 6 bằng: P.R  Q.X 45  16,56  22,9  15,192  100   100  9,034% 2 U dm 1102

U N 6sc % 

Tổn thất điện áp trên đoạn 5-6 bằng: U56sc % 

P.R  Q.X 22  16,56  11, 2  15,192  100   100  4, 417% 2 U dm 1102

Khi ngừng đoạn N - 6, tổn thất điện áp trên đoạn N - 5 bằng tổn thất điện áp khi ngừng đoạn N - 6: Tổn thất điện áp trên đoạn 5 -6 bằng: U56sc % 

P.R  Q.X 23  16,56  11,7  15,192  100   100  4,617% 2 U dm 1102

Từ các kết quả trên nhận thấy rằng, đối với mạch vòng đã cho thì sự cố nguy hiểm nhất xảy ra khi ngừng đoạn N - 6 Trong trường hợp này tổn thất điện áp lớn nhất bằng: Umaxsc %  9,034%  4,617%  13,651% . Tính tương tự cho các đoạn còn lại, kết quả cho trong Bảng 2.17. Kết quả tính tổn thất điện áp trên các đường dây cho trong Bảng 2.17. SVTH: Nguyễn Thành Sơn

29

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Bảng 2.17. Các giá trị tổn thất điện áp trong mạng điện Đường dây

ΔUbt %

ΔUsc %

4-1

2,229

4,457

N-2

2,629

5,257

N-3

2,425

4,850

N-4

3,130

6,259

N-5

4,480

9,034

5-6

0,066

4,417

N-6

4,550

9,034

5-6

0,066

4,617

Từ các kết quả trong Bảng 2.17 nhận thấy rằng, tổn thất điện áp lớn nhất của mạng điện trong phương án 4 có giá trị: Tổn thất điện áp lớn nhất lúc bình thường bằng:

Umaxbt %  U N6bt %  U56bt %  4,55%  0,066%  4,616% Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố bằng:

Umaxsc %  U N6sc %  U56sc %  9,034%  4,617%  13,651%  Để thuận tiện so sánh các phương án về chỉ tiêu kỹ thuật, các giá trị tổn thất điện áp cực đại của các phương án được tổng hợp trong Bảng 2.18: Bảng 2.18. Chỉ tiêu kỹ thuật của các phương án so sánh Phương án

Tổn thất điện áp

1

2

3

4

ΔUmax bt %

2,625

5,358

5,358

4,616

ΔUmax sc %

5,250

10,716

10,716

13,651

Từ kết quả ở Bảng 2.18 ta thấy rằng, trong bốn phương án đã so sánh về kỹ thuật thì phương án 1, 2 và 4 là những phương án có tổn thất điện áp nhỏ nhất. Nên ta chọn phương án 1, 2 và 4 để so sánh về kinh tế.

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

30

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ

Chương 3 SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KINH TẾ Từ các kết quả tính toán ở Bảng 2.18, ta chọn ba phương án 1, 2 và 4 để tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật. Chỉ tiêu kinh tế được sử dụng khi so sánh các phương án là các chi phí tính toán hành năm, được xác định theo công thức:

Z  (a tc  a vhd )  K d  A  c đồng

(3.1)

Trong đó: + atc - hệ số hiệu quả của vốn đầu tư (atc  0,125); + avhđ - hệ số vận hành đối với các đường dây (avhđ  0,04); + Kđ - tổng các vốn đầu tư vào các đường dây; + ΔA - tổng tổn thất điện năng hàng năm; + c - giá 1 kW điện năng tổn thất (c  500 đ/kW.h). Đối với các đường dây trên không hai mạch đặt trên cùng một cột, tổng vốn đầu tư xây dựng các đường dây được xác định theo công thức:

K d  1,6  k 0i  li

(đồng)

(3.2)

Trong đó: + k0i - giá thành 1 km đường dây một mạch, đ/km; + li - chiều dài đường dây thứ i, km. Tổn thất điện năng được xác định theo công thức:

A   Pi max   MWh

(3.3)

Trong đó: + ΣΔPi max - tổn thất công suất trên đường dây thứ i khi phụ tải cực đại;

+  - thời gian tổn thất công suất cực đại. Tổn thất công suất trên đường dây thứ i được tính như sau:

ΣΔPimax 

2 2 Pimax + Qimax × R i (MW). 2 Uđm

(3.4)

Trong đó: + Pi max, Qi max - công suất tác dụng và phản kháng chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại; + Ri - điện trở tác dụng của đường dây thứ I; + Uđm - điện áp định mức của mạng điện. Thời gian tổn thất công suất cực đại được tính theo công thức:

  (0,124  Tmax 104 )2  8760 h

(3.5)

Trong đó: Tmax là thời gian sử dụng phụ tải cực đại hàng năm. Tiến hành tính các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phương án so sánh. SVTH: Nguyễn Thành Sơn

31

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ 3.1. Phương án 1 3.1.1. Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được xác định theo các số liệu ở Bảng 2.4. Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây N - 1:

ΔPN 1 

PN2 1 Q2N 1 252 +16,32 × R  × 6,6  0,485 (MW). N 1 2 Uđm 1102

Tính tổn thất công suất trên các đường dây còn lại được tiến hành tương tự như trên, kết quả tính tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây được tổng hợp trong Bảng 3.2. 3.1.2. Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện Giả thiết rằng đường dây trên không hai mạch được đặt trên cùng một cột thép (cột kim loại). Như vậy vốn đầu tư xây dựng đường dây N - 1 được xác định:

K N 1  1,6  k01  l1 đ Trong đó:

(3.6)

l1 - chiều dài đường dây N - 1 (l1  40 km); k01 - được xác định theo Bảng PL 3.2, trang 124, sách “thiết kế mạng

điện” của tác giả Hồ Văn Hiến. Được cho như sau: Bảng 3.1. Giá thành đường dây trên không một mạch điện áp 110 (kV) (106 đ/km) Ký hiệu dây dẫn

AC-70

AC-95

AC-120

AC-150

Cột thép

7062

7304

7546

7854

Như vậy: K N 1  1,6  7304  106  40  467456  106 đ. Tính vốn đầu tư xây dựng cho các đoạn dây còn lại, kết quả được cho trong Bảng 3.2.

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

32

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Bảng 3.2. Tổn thất công suất và vốn đầu tư xây dựng đường dây của phương án 1 Đường dây N- 1

Ký hiệu dây dẫn AC-95

l (km) 40

R (Ω) 6,6

P (MW) 25

Q (MVAr) 16,3

ΔP (MW) 0,485

k0.106 đ/km 7304

Kđ.106 đ 467456,0

N-2

AC-70

42,4

9,752

25

8,3

0,559

7062

479086,1

N-3

AC-70

40

9,2

24

8,6

0,495

7062

451968,0

N-4

AC-70

36

8,28

22

11,9

0,428

7062

406771,2

N-5

AC-70

36

8,28

22

11,2

0,417

7062

406771,2

N-6

AC-70

36

8,28

23

11,7

0,456

7062

406771,2

Tổng

2,839

2618823,7

Từ kết quả trong Bảng 3.2 cho thấy rằng, tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện bằng: ΣΔP  2,839 (MW). Tổng vốn xây dựng các đường dây có giá trị: Kđ  2618823,7 .106 đ. 3.1.3. Xác định chi phí vận hành hàng năm. Tổng chi phí vận hành hàng năm được xác định theo công thức:

Y  avhd  Kd   A  c

(3.7)

Thời gian tổn thất công suất lớn nhất bằng:

τ  (0,124  5300  104 )2  8760  3746,8 h Tổng tổn thất điện năng trong mạng điện có giá trị:

 A   P  τ  2,839  3746,8  10639005

KWh

Chi phí vận hành hàng năm bằng:

Y  0,04  2618823,7  106  10639005  500  110072,45  106 đ. Chi phí tính toán hàng năm bằng:

Z  atc  Kd  Y  0,125  2618823,7  106  110072,45  106  327353,07  106 3.2. Phương án 2 Tính toán tương tự như phương án 1, các kết quả tính tổn thất công suất tác dụng và vốn đầu tư xây dựng đường dây của phương án 2 cho ở Bảng 3.3. Bảng 3.3. Tổn thất công suất và vốn đầu tư xây dựng đường dây của phương án 2

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

33

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Đường dây

Ký hiệu dây dẫn

l km

R Ω

P Q ΔP k0.106 (MW) (MVAr) (MW) đ/km

4-1

AC-95

36

5,94

25

16,3

0,437

7304

420710,4

3-2

AC-70

31,6 7,27

25

8,3

0,417

7062

357054,7

N-3

AC-150

40

4,20

49

16,9

0,933

7854

502656,0

N-4

AC-150

36

3,78

47

28,2

0,939

7854

452390,4

N-5

AC-70

36

8,28

22

11,22

0,417

7062

406771,2

N-6

AC-70

36

8,28

23

11,73

0,456

7062

406771,2

Tổng

Kđ.106 đ

2546353,9

3,599

Từ kết quả trong Bảng 3.3 cho thấy rằng, tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện bằng: ΣΔP  3,599 (MW). Tổng vốn xây dựng các đường dây có giá trị: Kđ = 2546353,9.106 đ. Tổng tổn thất điện năng trong mạng điện có giá trị:

 A   P  τ  2,839  3746,8  10639005 KWh Chi phí vận hành hàng năm bằng:

Y  0,04  2546353,9  106  13483170,81 500  108595,7422  106 đ. Chi phí tính toán hàng năm bằng:

Z  atc  Kd  Y  0,125  2546353,9  106  108595,7422  106  318294,3486  106 3.3. Phương án 4 Tính toán tương tự như phương án 1, các kết quả tính tổn thất công suất tác dụng và vốn đầu tư xây dựng đường dây của phương án 4 cho ở Bảng 3.4. Bảng 3.4. Tổn thất công suất và vốn đầu tư xây dựng đường dây của phương án 3 Đường dây

Ký hiệu dây dẫn

l km

R

4-1

AC-95

36

5,94

25

16,3

0,4372

7304

420710,4

N-2

AC-70

42,4

9,75

25

8,3

0,5586

7062

479086,1

N-3

AC-70

40

9,20

24

8,6

0,4947

7062

451968

N-4

AC-150

36

3,78

47

28,2

0,9385

7854

452390,4

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

P Q ΔP k0.106 (MW) (MVAr) (MW) đ/km

34

Kđ.106 đ

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ N-5

AC-70

36

16,56

22,3

11,37

0,8575

7062

406771,2

5-6

AC-70

36

16,56

0,33

0,167

0,0002

7062

406771,2

N-6

AC-70

36

16,56 22,67

11,53

0,8853

7062

406771,2

Tổng

4,172

3024468,48

Từ kết quả trong Bảng 3.4 cho thấy rằng, tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện bằng: ΣΔP  4,172 (MW). Tổng vốn xây dựng các đường dây có giá trị: Kđ  3024468,48.106 đ. Tổng tổn thất điện năng trong mạng điện có giá trị:

A  P  τ  4,172  3746,8  15631810 KWh Chi phí vận hành hàng năm bằng:

Y  0,04  3024468,48  106  15631810  500  128794,6  106 đ. Chi phí tính toán hàng năm bằng:

Z  atc  Kd  Y  0,125  3024468,48  106  128794,6  106  378058,69  106 đ. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của 3 phương án so sánh được tổng hợp trong Bảng 3.5. Bảng 3.5. Tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phương án so sánh. Phương án

Các chỉ tiêu 1

2

4

ΔUmax bt %

2,625

5,358

4,616

ΔUmax sc %

5,250

10,716

13,651

Z.106 đ

327353,1

318294,3

378058,69

Từ các kết quả tính toán trong Bảng 3.5 nhận thấy rằng, phương án 1 là phương án tối ưu nhất. Chọn phương án 1 để thiết kế mạng điện.

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

35

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ

Chương 4 SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT CHO MẠNG ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP 4.1. Chọn số lượng và công suất máy biến áp trong các trạm hạ áp. Khi chọn công suất của máy biến áp cần xét đến khả năng quá tải của máy biến áp còn lại ở chế độ sau sự cố. Xuất phát từ điều kiện quá tải cho phép bằng 40% trong thời gian phụ tải cực đại. Công suất của mỗi máy biến áp trong trạm có n máy biến áp được xác định theo công thức sau:

S  Trong đó:

Smax (MVA). k qt (n -1)

(4.1a)

Smax - Công suất phụ tải cực đại của trạm; kqt - Hệ số quá tải của máy biến áp trong chế độ sau sự cố, kqt  1,4; n - Số máy biến áp trong trạm.

Đối với trạm có hai máy biến áp, công suất của mỗi máy bằng:

S 

Smax (MVA). 1,4

(4.1b)

Tính công suất của máy biến áp trong trạm 1. Ta có: S1max  252  2  29,8 (MVA)

 SđmBA1 

S1max 29,8   (ΜVA) 1,4 1,4

Ta chọn loại máy biến áp TPDH - 25000/110. Chọn công suất của máy biến áp theo Bảng PL 4.5, trang 135, sách “Thiết kế mạng điện” của tác giả Hồ Văn Hiến. Tính tương tự như trên cho các trạm còn lại, kết quả cho trong Bảng 4.1. Bảng 4.1. Kết quả chọn công suất các MBA trong mạng điện

Simax , (MVA) k qt

Công suất chọn Sđm, (MVA)

1,4

21,3

25

26,3

1,4

18,8

25

25,5

1,4

18,2

25

STT Trạm

Simax , (MVA)

Hệ số quá tải kqt

1

29,8

2 3

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

36



Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ 4

25,0

1,4

17,9

25

5

24,7

1,4

17,6

25

6

25,8

1,4

18,4

25

Kết quả tính toán từ Bảng 4.1 cho thấy rằng, các máy biến áp trong các trạm hạ áp được chọn kiểu máy biến áp:TPDH - 25000/110 (kV) Bảng 4.2. Các thông số kỹ thuật của MBA hạ áp Các thông số kỹ thuật

Sđm Uđm (kV)

(MVA)

Cao Hạ

25

115

22

Các số liệu tính toán

Un % ΔPn (kW) ΔP0 (kW) I0 % 10,5

120

29

0,8

R () X () ΔQ0 (kVAr) 2,54

55,9

200

Bảng 4.3. Tổng trở tương đương và tổn thất sắt trong trạm biến áp Sđm

Số mba

RB

XB

∆P0

∆Q0

25

2

1,27

27,95

58

400

4.2. Chọn sơ đồ trạm và sơ đồ nối dây chi tiết của mạng điện. Sơ đồ trạm hạ áp và sơ đồ nối dây chi tiết của mạng điện thiết kế cho trên Hình 4.1.

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

37

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ 110 kV

2x25MVA 40 km 2AC-95

2x25MVA 42,4 km 2AC-70

2x25MVA 40 km 2AC-70

2x25MVA 36 km 2AC-70

2x25MVA 36km 2AC-70

2x25MVA 36 km 2AC-70

Hình 4.1. Sơ đồ nối điện chi tiết các mạng điện thiết kế của phương án 1

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

38

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Trong đó các máy cắt điện 110 (kV) được chọn là máy cắt SF 6, còn phía 22 kV sử dụng các máy cắt hợp bộ. Các máy phát trong nhà máy thủy điện chọn loại máy phát CB - 808/130 - 40. Chọn máy cắt điện và dao cách ly trong mạng điện từ Bảng phụ lục III.6, III.4 và Bảng IV.4 trang 102, 100 và 109, sách “Thiết kế nhà máy điện & trạm biến áp”, của tác giả Nguyễn Hữu Khái. Máy cắt 110 (kV) chọn loại FA  123 – 40 của hãng MERLIN GERIN. Máy cắt 22 (kV) chọn loại 8DA 10 của hãng SIEMENS. Dao cách ly 110 (kV) chọn loại SGCPT - 123/1250 của hãng GROUPE SCHNEIDER.

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

39

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ

Chương 5 TÍNH BÙ KINH TẾ CHO MẠNG ĐIỆN 5.1. Tính toán tổng quát bài toán bù kinh tế cho mạng điện Biểu thức tính toán phí tổn mạng điện do lắp đặt thiết bị bù như sau: Z = Z1 + Z 2 + Z 3

(5.1)

Trong đó:  Z1 - là phí tổn hàng năm do đầu tư thiết bị bù Qb. Z1 = (avh + atc).k0.Qb Với:

(5.2)

avh - hệ số vận hành của thiết bị bù: avh = 0,1. atc - hệ số thu hồi vốn đầu tư phụ: atc = 0,125. k0 - giá tiền một đơn vị công suất thiết bị bù: k0 = 150.000 (đ/kVAr) Qb - công suất bù (MVAr).  Z2 - phí tổn thất điện năng do thiết bị bù tiêu tốn. Z2 = c.t.ΔP.Qb

(5.3)

Với: c - giá thành 1 MWh điện năng tổn thất: c = 500 (đ/kWh). t - thời gian tụ điện vận hành trong năm: t = Tmax = 5300h. ΔP- tổn thất công suất tương đối của thiết bị bù, với tụ tĩnh lấy bằng 0,005.  Z3 - tổn thất điện năng do tải công suất phản kháng trong mạng sau khi đặt thiết bị bù: Z3 = c. ΔP.

(5.4)

Với: ΔP - tổn thất công suất tác dụng trong mạng.

(Q Qb )2 ΔP R U2

(5.5)

Q - công suất phản kháng cực đại của phụ tải lúc chưa bù. U - điện áp định mức của đường dây. R - điện trở của đường dây và máy biến áp quy về bên cao áp.

 - thời gian tổn thất công suất lớn nhất.  = 3746,8 h. 2 (Q  Qb )2 6 (Q  Qb ) .R1873,4.10 . .R Vậy: Z3  500.10 .3746,8. U2 U2 3

Giải phương trình:

Z  0  Qb cần bù. Qb

Nếu giải ra Qb  0 thì hộ đó về mặt kinh tế không cần bù. Hàm chi phí tính toán tổng quát: SVTH: Nguyễn Thành Sơn

40

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ n

n

i 1

i 1

Z  (a vh  a tc ).k 0 . Qbi  c.Tmax .ΔP. Qbi  c

1 ..Ri.(Q – Qbi) (5.6) U2

Với Qbi - là công suất phản kháng cần bù cho phụ tải thứ i. 5.2. Tính toán Qb cho từng phụ tải Phụ tải 1 Sơ đồ nối điện và sơ đồ thay thế khi tính bù của đường dây N - 1 cho trong Hình 5.1.

TPDH-25000/110 2xAC-95

S =25+j16,3

N 40 km

Qb1

1 RBA1

RdA-1

Q1 -Qb1

N Hình 5.1. Sơ đồ nố i và thay thế khi tính bù Từ Bảng 2.3 ở chương 2 và Bảng 4.3 ở chương 4 ta có: Q1 = 16,3 (MVAr)

;

RdN-1 = 6,6 Ω

;

RBA1 = 2,54/2=1,27 Ω

 R1 = RdN-1 + RBA1 = 6,6 + 1,27 =7,87 Ω Hàm chi phí tính toán:

Z  (a vh  a tc ).k 0 .Qb1  c.Tmax .ΔP.Qb1  c



1 ..R1.(Q – Qb1)2 2 U

(5.7)

Z 1  (a vh  a tc ).k 0  c.Tmax .ΔP 2.c 2 .. R1.(Q – Qb1) Qb1 U

Để Z bé nhất thì 

Z =0 Qb1

 (a vh  a tc ).k 0  c.Tmax .ΔP 2.c

1 .. R1.(Q – Qb1)  0 U2

[(a vh  a tc ).k 0  c.Tmax .ΔP ] 2  Qb1 Q1   U đm 2.c.R1 . [(0,1  0,125)  150.106  500.103  00  0,005]   ×1102 3 2  00.10       MVAr Vì Qb1  0 nên về mặt kinh tế không cần bù. SVTH: Nguyễn Thành Sơn

41

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Tính tương tự ta tính được Qb cho các phụ tải 2,3,4,5,6. Kết quả tính Qb được cho trong Bảng 5.1. Bảng 5.1. Kết quả bù kinh tế các phụ tải Qbtt

Qb

Q'max

(MVAr)

(MVAr)

(MVAr)

0,84

-3,036

0

16,3

0,84

8,3

0,95

-5,521

0

8,3

0,95

24

8,6

0,94

-5,857

0

8,6

0,94

4

22

11,9

0,88

-4,013

0

11,9

0,88

5

22

11,2

0,89

-4,673

0

11,2

0,89

6

23

11,7

0,89

-4,163

0

11,7

0,89

Tổng

141

68

0

68

Pmax

Qmax

(MW)

(MVAr)

1

25

16,3

2

25

3

Phụ tải

Cosφ

Cosφ’

Từ kết quả trong Bảng 5.1 ta thấy rằng tất cả các phụ tải đều không cần bù kinh tế.

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

42

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ

Chương 6 TÍNH CHÍNH XÁC PHÂN BỐ CÔNG SUẤT, KIỂM TRA SỰ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG, TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN. 6.1. Chế độ phụ tải cực đại 6.1.1. Đường dây N - 1 Sơ đồ nối điện và sơ đồ thay thế của đường dây N - 1 cho trên Hình 6.1.

TPDH-25000/110 2xAC-95

S 1=25+j16,3

N 40 km 1

S’

S N1

S”

Sc

1 Sb

S 1=25+j16,3

N

Zb

Zd Δ S0

Qcc

Qcd

Hình 6.1. Sơ đồ nối điện và sơ đồ thay thế đường dây N-1 Trong Chương 2 và Chương 4 có các thông số của đường dây: g

Zd  ,6 + j8, 26 Ω;

B 1,1.104 S . 2

Đối với máy biến áp: g

ΔS0 2.(ΔP0  jΔQ0 ) (29 j200).1030,058 j0, 4 MVA g 1  Zb   (R b  jX b )  (2,54 j55,9)  j27,95 Ω 2 2

Tổn thất công suất trong tổng trở MBA có thể tính theo công thức sau: g

ΔSb 

P 2  Q2 g 252 2  Z   (1,27 j27,95) b 2 Uđm 1102 = 0,0935+j2,057 (MVA).

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

43

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Công suất trước tổng trở MBA bằng: g

g

g

Sb S1 ΔSb   j16,3)  (0,0935  j2,057)   j18,357 MVA

Dòng công suất vào cuộn dây cao áp của MBA có giá trị: g

g

g

Sc Sb ΔS0  25,0935  j18,357)  (0,058 j0, 4) 25,1515  j18,757 MVA Công suất điện dung ở cuối đường dây bằng: B 2 Qcc U đm  1102  1,1.10-4  1,33 MVAr 2

Công suất sau tổng trở đường dây có giá trị: g

g

S" Sc  jQcc  25,1515  j18,757)  j1,33 25,1515  j17, 427 j MVA

Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây bằng: P"2  Q"2 g 25,15152  17, 427 2 ΔSd1   Zd   (6,6  j8, 26) 2 U đm 1102 g

0,511  j0,639 MVA

Dòng công suất trước tổng trở đường dây có giá trị: g

g

g

S' S"ΔSd1  25,1515  j17, 427)  (0,511  j0,639) 25,6625  j18,066 MVA

Công suất điện dung đầu đường dây bằng:

Qcd Qcc  1,33 MVAr Công suất từ nhà máy thủy điện A truyền vào đường dây có giá trị: g

g

SN1 S' jQcd  25,6625  j18,066)  j1,33 25,6625  j 16,736 MVA Tính chế độ phụ tải cực đại của các đường dây N – 2, N – 3, N – 4, N – 5, N - 6 được tiến hành tương tự.

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

44

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Bảng 6.1. Các dòng công suất và tổn thất công suất trong tổng trở MBA và trên đường dây nối với hệ thống điện Đường dây

Δ Sb

Sb

Qcc=Qcđ

S''

Δ Sd

S'

S N i

N-1

0,0935+j2,057

25,0935+j18,357

1,33

25,1515+j17,427

0,511+j0,639

25,6625+j18,066

25,6625+j16,736

N-2

0,0727+j1,6

25,0727+j9,9

1,37

25,1307+j8,93

0,573+j0,526

25,7037+j9,456

25,7037+j8,086

N-3

0,0683+j1,503

24,0683+j10,103

1,30

24,1263+j9,203

0,507+j0,465

24,6333+j9,668

24,6333+j8,368

N-4

0,066+j1,444

22,066+j13,344

1,17

22,124+j12,574

0,443+j0,407

22,567+j12,981

22,567+j11,811

N-5

0,064+j1,409

22,064+j12,609

1,17

22,122+j11,839

0,431+j0,395

22,553+j12,234

22,553+j11,064

N-6

0,07+j1,54

22,07+j13,24

1,17

22,128+j12,47

0,441+j0,405

22,569+j12,875

22,569+j11,705

Tổng

g

g

0,4345+j9,553 140,4345+j77,553

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

45

g

g

2,906+j2,837

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

g

g

143,6885+j67,77

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ 6.1.2. Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống. Từ các Bảng 6.1 tính được tổng công suất yêu cầu trên thanh góp 110 (kV) của hệ thống bằng: g

Syc  143,6885  j67,77 MVA Để đảm bảo điều kiện cân bằng công suất trong mạng điện, các nguồn điện phải cung cấp đủ công suất theo yêu cầu. Vì vậy tổng công suất tác dụng do hệ thống cần phải cung cấp bằng: Pcc  143,6885 (MW). Khi hệ số công suất của các nguồn bằng 0,87 thì tổng công suất phản kháng có thể cung cấp bằng:

Qcc  Pcc  tgφHT  143,6885  0,57  81,9 (MVAr). g

Như vậy: Scc   j81,9 MVA Từ các kết quả trên nhận thấy rằng, công suất phản kháng do các nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng yêu cầu. Vì vậy không cần bù công suất phản kháng trong chế độ phụ tải cực đại. 6.2. Chế độ phụ tải cực tiểu. Trong chế độ này không vận hành thiết bị bù và dùng phụ tải P min và cosφ đã g

g

cho trong đề bài để tính ( Smin %Smax ). Công suất của các phụ tải trong chế độ cực tiểu cho trong Bảng 6.3. Bảng 6.2. Công suất của các phụ tải trong chế độ cực tiểu. g

Hộ tiêu thụ

Smin , (MVA)

1

12,5+ j8,125

2

12,5+ j4,125

3

12+ j4,32

4

11+ j5,94

5

11+ j5,61

6

11,5+ j5,865

Xét chế độ vận hành kinh tế các trạm hạ áp khi phụ tải cực tiểu.

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

46

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Trong chế độ phụ tải cực tiểu có thể cắt bớt một máy biến áp trong các trạm, song cần phải thỏa mãn điều kiện sau:

m(m -1).ΔP0  ΔPN

Spt  Sgh Sđm .

Đối với trạm có hai máy biến áp thì:

Sgh Sđm .

2.ΔP0  ΔPN

Kết quả tính giá trị công suất phụ tải Spt và công suất giới hạn Sgh cho trong Bảng 6.4. Bảng 6.3. Giá trị Spt và Sgh của các trạm hạ áp Phụ tải Sgh, (MVA) Spt, (MVA)

1

2

3

4

5

6

17,38

17,38

17,38

17,38

17,38

17,38

14,909

13,163

12,754

12,501

12,348

12,909

Các kết quả tính toán ở trên cho thấy rằng, trong chế độ phụ tải cực tiểu các trạm cho vận hành một máy biến áp. 6.2.1. Đường dây N-1 Sơ đồ nối điện và sơ đồ thay thế của đường dây B - 2 cho trên Hình 6.3. TPDH-25000/110 2xAC-95

S 1 =12,5+j8,125

N 40 km 1

S’

S N1

S”

Sc

1 Sb

S 1 =12,5+j8,125

N

Zb

Zd Qcd

Δ S0

Qcc

Hình 6.2. Sơ đồ nối điện và sơ đồ thay thế đường dây N-1 Trong Chương 2 và Chương 4 có các thông số của đường dây: g

Zd   j8, 26 Ω;

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

B 1,1.104 S . 2

47

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Đối với máy biến áp: g

ΔS0 2.(ΔP0  jΔQ0 )(29 j200).10 3 0,029 j0, 2 MVA g

Zb R b  jX b 2,54 j55,9 Ω Tổn thất công suất trong tổng trở MBA có thể tính theo công thức sau:

P2  Q2 g 12,52  2 ΔSb   Zb   (2,54 j55,9)  0,047  j1,027 (MVA) 2 Uđm 1102 g

Công suất trước tổng trở MBA bằng: g

g

g

Sb S1ΔSb 12,5  j8,125   0,047  j1,027   12,547  j9,152 Dòng công suất vào cuộn dây cao áp của MBA có giá trị: g

g

g

Sc Sb ΔS0 12,547  j9,152)  (0,029 j 0, 2) 12,576  j 9,352 MVA

Công suất điện dung ở cuối đường dây bằng: B 2 Qcc U đm  1102  1,1.10-4  1,33 MVAr 2

Công suất sau tổng trở đường dây có giá trị: g

g

S" Sc  jQcc 12,576  j9,352)  j1,33 12,576  j8,022 MVA

Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây bằng: P"2  Q"2 g 12,5762  2 ΔSd1  Zd   (6,6  j8, 26) 2 U đm 1102 g

0,121  j 0,152 MVA

Dòng công suất trước tổng trở đường dây có giá trị: g

g

g

S' S"ΔSd1 12,576  j 8,022)  (0,121  j 0,152) 12,697  j 8,174 MVA

Công suất điện dung đầu đường dây bằng:

Qcd Qcc  1,33 MVAr Công suất từ nhà máy thủy điện A truyền vào đường dây có giá trị: g

g

SB1 S' jQcd 12,697  j8,174 )  j1,33  12,697  j6,844 MVA

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

48

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Tính chế độ phụ tải min của các đường dây này được tiến hành tương tự như trên. Kết quả tính chế độ phụ tải min của các đường dây còn lại cho trong Bảng 6.4. Bảng 6.4. Các dòng công suất và tổn thất công suất trong tổng trở MBA và trên đường dây nối với hệ thống điện Đường dây N-1

Δ Sb

Sb

Qcc=Qcđ

S''

Δ Sd

S'

S N i

0,047+ j1,027

12,547+ j9,152

1,33

12,576+ j8,022

0,121+ j0,152

12,697+ j8,174

12,697+ j6,844

N-2

0,036+ j0,8

12,536+ j4,925

1,37

12,565+ j3,755

0,139+ j0,127

12,704+ j3,882

12,704+ j2,512

N-3

0,034+ j0,751

12,034+ j5,071

1,30

12,063+ j3,971

0,123+ j0,112

12,186+ j4,083

12,186+ j2,783

N-4

0,033+ j0,722

11,033+ j6,662

1,17

11,062+ j5,692

0,106+ j0,097

11,168+ j5,789

11,168+ j4,619

N-5

0,032+ j0,704

11,032+ j6,314

1,17

11,061+ j5,344

0,103+ j0,095

11,164+ j5,439

11,164+ j4,269

N-6

0,035+ j0,77

11,535+ j6,635

1,17

11,564+ j5,665

0,113+ j0,104

11,677+ j5,769

11,677+ j4,599

Tổng

0,217+ j4,774

70,717+ j38,759

g

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

g

49

g

g

g

g

71,596+ j25,626

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ 6.2.2.Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống Từ các Bảng 6.4 tính được tổng công suất yêu cầu trên thanh góp 110 kV của nhà máy thủy điện A và hệ thống bằng: g

Syc 71,596  j25,626 MVA Để đảm bảo điều kiện cân bằng công suất trong mạng điện, các nguồn điện phải cung cấp đủ công suất theo yêu cầu. Vì vậy tổng công suất tác dụng do nhà máy thủy Pcc  71,596 (MW).

điện cần phải cung cấp bằng:

Khi hệ số công suất của các nguồn bằng 0,85 thì tổng công suất phản kháng có thể cung cấp bằng: Qcc = Pcc.tgφHT = 71,596  0,57 = 40,81 (MVAr). g

Như vậy: Scc   j40,81 MVA Từ các kết quả trên nhận thấy rằng, công suất phản kháng do các nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng yêu cầu. Vì vậy không cần bù công suất phản kháng trong chế độ phụ tải cực tiểu. 6.3. Chế độ sau sự cố 6.3.1. Đường dây N-1 Sơ đồ nối điện và sơ đồ thay thế của đường dây N-1 cho trên Hình 6.6. TPDH-25000/110 2xAC-95

N

S 1=25+j16,3

40 km 1

S’

S N1

S”

Sc

1 Sb

S 1=25+j16,3

N

Zb

Zd Qcd

Δ S0

Qcc

Hình 6.3. Sơ đồ nối điện và sơ đồ thay thế đường dây N-1 Trong Chương 2 và Chương 4 có các thông số của đường dây: g

Zd 13, 2  j16,52 Ω;

B 0,550.104 S . 2

Đối với máy biến áp: SVTH: Nguyễn Thành Sơn

50

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ g

ΔS0 2.(ΔP0  jΔQ0 ) (29 j200).103 0,058 j0, 4 MVA g 1  Zb   (R b  jX b )  (2,54 j55,9)  j27,95 Ω 2 2

Tổn thất công suất trong tổng trở MBA có thể tính theo công thức sau:

P 2  Q2 g 252 2 ΔSb   Zb   (1,27 j27,95) 2 Uđm 1102 g

= 0,093+j 2,057 (MVA). Công suất trước tổng trở MBA bằng: g

g

g

Sb S1ΔSb  25  j16,3)  (0,093  j2,057) 25,093  j18, 357 MVA

Dòng công suất vào cuộn dây cao áp của MBA có giá trị: g

g

g

Sc Sb ΔS0  25,093  j18,357)  (0,058 j0, 4) 25,151  j18, 757 MVA

Công suất điện dung ở cuối đường dây bằng: B 2 Qcc U đm  1102  0,55.10-4  0,67 MVAr 2

Công suất sau tổng trở đường dây có giá trị: g

g

S" Sc  jQcc  25,151  j18,757)  j0,67 25,151  j18, 091 MVA

Tổn thất công suất trên tổng trở đường dây bằng: g

ΔSd1

P"2  Q"2 g 25,1512  18,0912  Z   (13, 2  j16,52) d 2 U đm 1102

 1,047  j1,31 MVA

Dòng công suất trước tổng trở đường dây có giá trị: g

g

g

S' S"ΔSd1  25,151  j18,091)  (1,047  j1,31) 26,198  j19, 401 MVA Công suất điện dung đầu đường dây bằng:

Qcd Qcc  0,67 MVAr Công suất từ nhà máy thủy điện A truyền vào đường dây có giá trị: g

g

SN1 S' jQcd  26,198  j19, 401)  j0,67 26,198  j18,735 MVA

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

51

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Tính chế độ của các đường dây N-2, N-3, N-4, N-5 và N-6 được tiến hành tương tự. Kết quả tính toán các tổn thất công suất trên các phần tử trong mạng điện cho trong Bảng 6.5. Bảng 6.5. Các dòng công suất và tổn thất công suất trong tổng trở MBA và trên đường dây nối với hệ thống điện Đường dây N-1

Δ Sb

Sb

Qcc=Qcđ

S''

Δ Sd

S'

S N i

0,093+j 2,057

25,093+j 18,357

0,67

25,151+j 18,091

1,047+j 1,31

26,198+j 19,401

26,198+j 18,735

N-2

0,073+j 1,601

25,073+j 9,851

0,69

25,131+j 9,564

1,165+j 1,069

26,296+j 10,633

26,296+j 9,946

N-3

0,068+j 1,503

24,068+j 10,143

0,65

24,126+j 9,894

1,034+j 0,949

25,16+j 10,843

25,16+j 10,194

N-4

0,066+j 1,444

22,066+j 13,324

0,58

22,124+j 13,14

0,906+j 0,831

23,03+j 13,971

23,03+j 13,387

N-5

0,064+j 1,409

22,064+j 12,629

0,58

22,122+j 12,445

0,882+j 0,809

23,004+j 13,254

23,004+j 12,67

N-6

0,07+j 1,54

23,07+j 13,27

0,58

23,128+j 13,086

0,966+j 0,887

24,094+j 13,973

24,094+j 13,389

Tổng

g

g

g

g

0,434+j 9,554 141,434+j 77,57

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

52

g

g

147,782+j 78,321

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ 6.3.2. Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống Từ các Bảng 6.5 tính được tổng công suất yêu cầu trên thanh góp 110 (kV) của nhà máy thủy điện A và hệ thống bằng: g

Syc 147,782  j 78, 321 MVA Để đảm bảo điều kiện cân bằng công suất trong mạng điện, các nguồn điện phải cung cấp đủ công suất theo yêu cầu. Vì vậy tổng công suất tác dụng do nhà máy thủy điện và hệ thống cần phải cung cấp bằng: Pcc  147,782 (MW). Khi hệ số công suất của các nguồn bằng 0,85 thì tổng công suất phản kháng có thể cung cấp bằng: Qcc = Pcc.tgφHT = 147,782  0,57 = 84,326 (MVAr) g

Như vậy: Scc 147,782  j 84,326 MVA Từ các kết quả trên nhận thấy rằng, công suất phản kháng do các nguồn cung cấp lớn hơn công suất phản kháng yêu cầu. Vì vậy không cần bù công suất phản kháng trong chế độ sau sự cố.

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

53

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ

Chương 7 TÍNH ĐIỆN ÁP TẠI CÁC NÚT CỦA MẠNG ĐIỆN VÀ CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO CÁC TRẠM BIẾN ÁP GIẢM ÁP 7.1. Tính điện áp các nút trong mạng điện Trong mạng điện thiết kế có hai nguồn cung cấp, nhưng vì hệ thống có công suất vô cùng lớn cho nên chọn thanh góp 110kV của hệ thống là nút điện áp cơ sở. Trong chế độ phụ tải cực đại và chế độ sau sự cố, chọn Ucs =121 (kV); còn trong chế độ phụ tải cực tiểu lấy Ucs = 115 (kV). 7.1.1. Chế độ phụ tải cực đại (Ucs  121 (kV)) Đường dây N-1 Trên cơ sở điện áp trên thanh góp cao áp từ hệ thống như đã chọn ở trên, tiến hành tính điện áp trên đường dây N-1: Điện áp trên thanh góp cao áp của trạm 1 bằng:

U1 U N 

PN' 1.R d  Q'N 1.X d UN

 121 

25,662  6,6  18,065  8, 26  118,37 kV 121

Điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm quy đổi về cao áp:

U1q U1 

Pb .R b  Qb .X b U1

 118,37 

25,093 1, 27  18,357  27,95  113,76 kV 118,37

Tính điện áp trên các đường dây còn lại được thực hiện tương tự. Kết quả tính điện áp trên thanh góp hạ áp của các trạm đã quy về điện áp cao trong chế độ phụ tải cực đại cho trong Bảng 7.1. Bảng 7.1. Giá trị điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp TBA

1

2

3

4

5

6

Uq, (kV)

113,76

115,63

115,8

115,27

115,48

115,2

7.1.2. Chế độ phụ tải cực tiểu (Ucs  115 (kV)). Đường dây N-1 Trên cơ sở điện áp trên thanh góp cao áp của hệ thống N vừa tính được, tiến hành tính điện áp trên đường dây N-1:

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

54

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Điện áp trên thanh góp cao áp của trạm 5 bằng:

PN' 1.R d  Q'N 1.X d U1 U N  U cs 12,697  6,6  8,174  8, 26  115   113,68 kV 115 Điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm quy đổi về cao áp:

U1q U1 

Pb .R b  Qb .X b U1

12,547  2,54  9,125  55,9  113,68   108,9 kV 113,68 Tính điện áp trên các đường dây còn lại được thực hiện tương tự. Kết quả tính điện áp trên thanh góp hạ áp của các trạm đã quy về điện áp cao trong chế độ phụ tải cực tiểu cho trong Bảng 7.2. Bảng 7.2. Giá trị điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp TBA

1

Uq, (kV)

108,9

2

3

110,92 110,96

4 110,3

5

6

110,49 110,26

7.1.3. Chế độ sau sự cố (Ucs = 121 (kV)) Chế độ sự cố có thể xảy ra khi ngừng một mạch trên các đường dây nối từ các nguồn cung cấp đến các hộ tiêu thụ. Trong phần này chỉ xét trường hợp sự cố khi ngừng một mạch trên các đường dây nối từ các nguồn cung cấp đến các phụ tải và không xét sự cố xếp chồng. Đường dây N-1 Trên cơ sở điện áp trên thanh góp cao áp của hệ thống N vừa tính được, tiến hành tính điện áp trên đường dây N-1: Điện áp trên thanh góp cao áp của trạm 1 bằng:

PN' 1.R d  Q'N 1.X d U1 U N  UN  121 

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

26,198  13, 2  19, 401 16,52  115, 49 kV 121

55

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm quy đổi về cao áp:

U1q U1 

Pb .R b  Qb .X b U1

 115, 49 

25,093 1, 27  18,357  27,95  110,77 kV 114,17

Tính điện áp trên các đường dây còn lại được thực hiện tương tự. Kết quả tính điện áp trên thanh góp hạ áp của các trạm đã quy về điện áp cao trong chế độ phụ tải cực đại cho trong Bảng 7.3. Bảng 7.3. Giá trị điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp TBA

1

2

3

4

5

6

Uq, (kV) 110,77 112,52 112,95 112,64 112,91 112,5

7.2. Điều chỉnh điện áp trong mạng điện. Tất cả các phụ tải trong mạng điện thiết kế đều là hộ tiêu thụ loại I và có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường. Đồng thời các giá trị điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp của các trạm trong các chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu và sau sự cố khác nhau tương đối nhiều. Do đó để đảm bảo chất lượng điện áp cung cấp cho các hộ tiêu thụ cần sử dụng các máy biến áp điều chỉnh điện áp dưới tải. Trong mạng điện thiết kế gồm có 6 phụ tải, tương đương với 6 trạm hạ áp, tất cả đều dùng máy biến áp loại TPDH - 25000/110 có phạm vi điều chỉnh  9  1,78%, Uktcao = 115 (kV), Ukt ha = 24,2 (kV) Bảng 28, trang 285, sách “Thiết kế các mạng và hệ thống điện” của tác giả Nguyễn Văn Đạm. Đối với trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường, độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp của trạm được quy định như sau:  Trong chế độ phụ tải cực đại: dUmax% = + 5%  Trong chế độ phụ tải cực tiểu: dUmin% = 0%  Trong chế độ sự cố: dUsc% = 0  5%. Điện áp yêu cầu trên thanh góp hạ áp của trạm được xác định theo công thức sau: Uyc = Uđm + dU% .Uđm Trong đó Uđm là điện áp định mức của mạng điện hạ áp.

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

56

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Đối với mạng điện thiết kế điện áp định mức hạ áp Uđm = 22 (kV). Vì vậy điện áp yêu cầu trên thanh góp hạ áp của trạm khi phụ tải cực đại bằng:

5 U yc max 22  22 23,1 (kV). 100 Khi phụ tải cực tiểu:

0 U yc min 22  22 22 (kV). 100 Trong chế độ sau sự cố:

5 U ycsc 22  22 23,1 (kV). 100 Kết quả tính điện áp trên thanh góp hạ áp của các trạm, quy đổi về phía điện áp cao trong các chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu và sau sự cố được tổng hợp trong Bảng 7.4. Bảng 7.4. Chế độ điện áp trên các thanh góp hạ áp quy đổi về phía cao áp TBA

1

2

3 115,8

4

5

6

Uqmax (kV)

113,76 115,63

Uqmin (kV)

108,9

Uqsc (kV)

110,77 112,52 112,95 112,64 112,91

110,92 110,96

115,27 115,48 110,3

115,2

110,49 110,26 112,5

Sử dụng các máy biến áp điều chỉnh điện áp dưới tải cho phép thay đổi các đầu điều chỉnh không cần cắt các máy biến áp. Do đó chọn đầu điều chỉnh riêng cho chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu và sau sự cố. Để thuận tiện có thể tính trước điện áp, tương ứng với mỗi đầu điều chỉnh của máy biến áp. Kết quả của máy biến áp đã chọn cho trong Bảng 7.5. 7.2.1. Chọn các đầu điều chỉnh trong máy biến áp trạm 1 7.2.1.1. Chế độ phụ tải cực đại Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh của máy biến áp được xác định theo công thức sau: U đc max 

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

U qmax .U hđm U ycmax

113,76  24, 2  119,18 (kV). 23,1

57

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = 8, khi đó điện áp của đầu điều chỉnh tiêu chuẩn Utc max = 121,15 (kV) (xem Bảng 7.5). Điện áp thực trên thanh góp hạ áp bằng:

U t max 

Uqmax .Uhđm U tcmax

 24,2  22,73 (kV). 121,15

Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp bằng: ΔU max  

U tmax  U đm 22,73  22   % U đm 22

Như vậy đầu điều chỉnh tiêu chuẩn là phù hợp. Bảng 7.5. Thông số điều chỉnh của MBA điều chỉnh dưới tải Thứ tự đầu điều chỉnh

Điện áp bổ xung, %

Điện áp bổ xung, (kV)

Điện áp đầu điều chỉnh, (kV)

1

16,02

+18,45

133,45

2

+14,24

+16,40

131,40

3

+12,46

+14,35

129,35

4

+10,68

+12,30

127,30

5

+8,90

+10,25

125,25

6

+7,12

+8,20

123,20

7

+5,34

+6,15

121,15

8

+3,56

+4,10

119,10

9

+1,78

+2,05

117,05

10

0

0

115,00

11

- 1,78

- 2,05

112,95

12

- 3,56

- 4,10

110,90

13

- 5,34

- 6,15

108,85

14

- 7,12

- 8,20

106,80

15

- 8,90

- 10,25

104,75

16

- 10,68

- 12,30

102,70

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

58

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ 17

- 12,46

- 14,35

100,65

18

- 14,24

- 16,40

98,60

19

- 16,02

- 18,45

96,55

7.2.1.2. Chế độ phụ tải cực tiểu Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh của máy biến áp bằng: U đc min 

U qmin .U hđm U ycmin

108,9  24, 2   (kV). 22

Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = 7, Utc max = 121,15 (kV). ( Bảng 7.5). Điện áp thực trên thanh góp hạ áp bằng:

U t min 

Uqmin .Uhđm U tcmin

 24,2   (kV). 121,15

Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp bằng: ΔU min  

U tmin  U đm   22  % U đm 22

Như vậy đầu điều chỉnh tiêu chuẩn là phù hợp. 7.2.1.3. Chế độ sau sự cố Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh của máy biến áp bằng: U đc sc 

U qsc .U hđm U ycsc

 24, 2  116,05 (kV). 23,1

Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = 9, Utc max= 117,05 (kV).( Bảng 7.5). Điện áp thực trên thanh góp hạ áp bằng:

U t sc 

Uqsc .Uhđm U tcsc

110,78  24,2  22,9 (kV). 116,05

Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp bằng:

ΔUsc  

U tsc  Uđm 22,9  22  % Uđm 22

Như vậy đầu điều chỉnh tiêu chuẩn là phù hợp. 7.2.2. Chọn các đầu điều chỉnh trong các máy biến áp của các trạm còn lại Chọn các đầu điều chỉnh của các máy biến áp còn lại được tiến hành tương tự. Các kết quả tính toán điều chỉnh điện áp trong mạng điện cho ở Bảng 7.6. Bảng 7.6. Đầu điều chỉnh được chọn cho các MBA ở các trạm trong các chế độ SVTH: Nguyễn Thành Sơn

59

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ TBA U tc max

U t max ΔU max 

U tc min

U t min ΔU min 

U tc sc

U t sc

ΔU sc 

1

121,15 22,72

3,29

121,15 21,75

-1,12

117,05 22,90

4,10

2

121,15 23,10

4,99

123,2

21,79

-0,97

119,1

22,86

3,92

3

123,2

22,78

3,56

123,2

21,80

-0,92

119,1

22,95

4,32

4

121,15 23,02

4,66

123,2

21,67

-1,52

119,1

22,89

4,04

5

121,15 23,07

4,85

123,2

21,70

-1,35

119,1

22,94

4,28

6

121,15 23,01

4,60

123,2

21,66

-1,55

119,1

22,86

3,90

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

60

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ

Chương 8 TÍNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA MẠNG ĐIỆN 8.1. Vốn đầu tư xây dựng mạng điện Tổng các vốn đầu tư xây dựng mạng điện được xác định theo công thức: K Kđ  Kt Trong đó:

(8.1)

Kđ: vốn đầu tư xây dựng đường dây; Kt: vốn đầu tư xây dựng các trạm biến áp.

Trong Chương 3 ta đã tính vốn đầu tư xây dựng các đường dây có giá trị: Kđ  2618823,7 .106 đ. Vốn đầu tư các trạm hạ áp và tăng áp được xác định theo Bảng 8.40, trang 256, sách “thiết kế các mạng và hệ thống điện”, của tác giả Nguyễn Văn Đạm. Để thuận tiện cho việc tính toán ta có thể tổng hợp trong Bảng 8.1. Bảng 8.1. Giá thành trạm biến áp truyền tải có một máy biến điện áp 110/10 - 20 (kV) Công suất định mức, (MVA) Giá thành, 106 đ/trạm

16

25

32

40

63

80

13.000

19.000

22.000

25.000

35.000

42.000

Ghi chú: Giá thành trạm hai máy biến áp bằng 1,8 lần giá thành trạm có một máy biến áp. Trong mạng điện thiết kế có 6 trạm hạ áp, trong tất cả 6 trạm đều dùng máy biến áp loại TPDH-25000, đồng thời mỗi trạm có 2 máy biến áp, do đó vốn đầu tư cho các trạm hạ áp bằng: Kth = 6 × 1,8 × 19000.106 = 205,2.109 đ Như vậy tổng các vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp có giá trị: Kt = Kth = 205,2.109 đ. Do đó tổng các vốn đầu tư xây dựng mạng điện bằng: K = 205,2.109 +2618823,7 .106 = 2824.109 đ 8.2. Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện Theo kết quả tính toán ở các Bảng 6.1 trong Chương 6, tổng tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây bằng: SVTH: Nguyễn Thành Sơn

61

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ ΔPd =2,906 (MW). Và tổng tổn thất công suất tác dụng trong các cuộn dây của các máy biến áp có giá trị:

ΔPb = 0,4345 (MW). Tổn thất công suất trong lõi thép của các máy biến áp được xác định: ΔP0 = ΔPi0 = 6× 2 × 0,348= 4,176 (MW). Vậy tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện bằng: ΔP = ΔPd + ΔPb + ΔP0 = 2,906 + 0,4345 + 4,176 = 7,52 (MW). Tổn thất công suất tác dụng tính theo phần trăm (%) bằng: ΔP 

ΔP 7,52 100  100%  Pmax 141

8.3. Tổn thất điện năng trong mạng điện Tổn thất điện năng trong mạng điện có thể xác định theo công thức sau: ΔA = (ΔPd + ΔPb). + ΔP0.t + ΔAbù

(8.2)

Trong đó: - thời gian tổn thất công suất lớn nhất; t - thời gian các máy biến áp làm việc trong năm. Bởi vì các máy biến áp vận hành song song trong cả năm nên t = 8760 h. Trong Chương 3 ta đã tính thời gian tổn thất công suất lớn nhất bằng:

 = 3746,8 h. Do đó tổng tổn thất điện năng trong mạng điện bằng: ΔA = (2,906 + 0,4345)  3746,8 + 4,176  8760 = 49097,95 MW.h Tổng điện năng các hộ tiêu thụ nhận được trong năm bằng: A = Pmax .Tmax = 141  5300 = 747300 MW.h Tổn thất điện năng trong mạng điện tính theo phần trăm (%) bằng: ΔA 

ΔA 49097,95 100  100 6,57% A 747300

8.4. Tính chi phí và giá thành 8.4.1. Chi phí vận hành hàng năm Các chi phí vận hành hàng năm trong mạng điện được xác định theo công thức Y = avhđ.Kđ  avht.Kt  ΔA.c

sau:

(8.3)

Trong đó: avhđ – hệ số vận hành đường dây (avhđ = 0,04); SVTH: Nguyễn Thành Sơn

62

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ avht – hệ số vận hành các thiết bị trong các trạm biến áp (avht = 0,1); c – giá thành 1 kW.h điện năng tổn thất (c = 500 đ/kW.h) Như vậy: Y = 0,04  2618,8237.109 + 0,1  205,2.109 + 49097,95.103  500 = 149,82.109 đ. 8.4.2. Chi phí tính toán hàng năm Chi phí tính toán hàng năm được xác định theo công thức sau: Z = atc.K + Y

(8.4)

Trong đó: atc – hệ số định mức hiệu quả của các vốn đầu tư (atc = 0,125). Do đó chi phí tính toán bằng: Z = 0,125  2824.109 + 149,82.109 = 502,82.109 đ. 8.4.3. Giá thành truyền tải điện năng Giá thành truyền tải điện năng được xác định theo công thức sau:

Y 149,82 109 β     đ/kW.h A 747300000 8.4.4. Giá thành xây dựng 1 (MW) công suất phụ tải trong chế độ cực đại Giá thành xây dựng 1 (MW) công suất phụ tải được xác định theo biểu thức:

K 0 

K 2824.109  .109 đ/MW  Pmax 141

Kết quả tính các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện thiết kế được tổng hợp trong Bảng 8.2.

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

63

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Bảng 8.2. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện thiết kế TT

Các chỉ tiêu

Đơn vị

Giá trị

1

Tổng công suất phụ tải khi cực đại (Pmax)

MW

141

2

Tổng chiều dài đường dây (l)

km

230,4

3

Tổng công suất các MBA hạ áp

MVA

450

4

Tổng dung lượng bù (Qb)

MVAr

0

5

Tổng vốn đầu tư cho mạng điện (K)

109 đ

2824

6

Tổng vốn đầu tư về đường dây (Kđ)

109 đ

2618,82

7

Tổng vốn đầu tư về các trạm biến áp (Kt)

109 đ

205,2

8

Tổng điện năng các phụ tải tiêu thụ (A)

103 MWh

770

9

Tổn thất điện áp lớn nhất khi bình thường (ΔUmax bt)

%

2,625

10

Tổn thất điện áp lớn nhất khi sự cố (ΔUmax sc)

%

5,25

11

Tổng tổn thất công suất (ΔP)

MW

7,52

12

Tổng tổn thất công suất (ΔP)

%

5,33

13

Tổng tổn thất điện năng (ΔA)

MWh

49097,95

14

Tổng tổn thất điện năng (ΔA)

%

6,57

15

Chi phí vận hành hàng năm (Y)

109 đ

149,82

16

Chi phí tính toán hàng năm (Z)

109 đ

502,82

17

Giá thành truyền tải điện năng (β)

đ/kW.h

200,48

18

Giá thành xây dựng 1 (MW) công suất phụ tải cực đại K0

109 đ/MW

20,02

Nhận xét: Qua Bảng 8.2 tổng kết các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện thiết kế, ta thấy: + Về mặt kỹ thuật: Mạng điện thiết kế đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện liên tục, tổn thất điện áp nằm trong phạm qui cho phép, tổn thất điện năng nhỏ. + Về mặt kinh tế: Mạng điện thiết kế có vốn đầu tư tương đối bé, giá thành truyền tải điện nhỏ. SVTH: Nguyễn Thành Sơn

64

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Văn Đạm, Thiết kế các mạng và hệ thống điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 2008. 2. Hồ Văn Hiến, Thiết kế mạng điện, Nhà xuất bản đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh - 2005. 3. Nguyễn Hửu Khái, Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội - 2001.

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

65

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ

MỤC LỤC Chương 1 ........................................................................................................................ 1 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA NGUỒN VÀ CÁC PHỤ TẢI CÂN BẰNG SƠ BỘ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ........................................................................... 1 1.1. Phân tích đặc điểm của nguồn và các phụ tải .......................................................1 1.1.1. Hệ thống điện công suất vô cùng lớn N .........................................................1 1.1.2. Phụ tải điện .....................................................................................................1 1.2. Cân bằng sơ bộ công suất trong hệ thống điện .....................................................2 1.2.1. Cân bằng công suất tác dụng ..........................................................................2 1.2.2. Cân bằng công suất phản kháng .....................................................................3 Chương 2 ........................................................................................................................ 5 DỰ KIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KỸ THUẬT ............................................. 5 2.1. Dự kiến các phương án nối dây trong mạng điện .................................................5 2.2. So sánh các phương án về mặt kỹ thuật ................................................................ 7 2.2.1. Tính phân bố công suất trên các đoạn đường dây ..........................................7 2.2.2. Chọn cấp điện áp tải điện cho mạng .............................................................. 7 2.2.3. Chọn tiết diện dây dẫn ...................................................................................7 2.2.4 Kiểm tra tổn thất điện áp lúc làm việc bình thường và sự cố .........................9 2.3. Tính toán kỹ thuật cho từng phương án .............................................................. 10 2.3.1. Phương án 1 .................................................................................................10 2.3.1.1. Tính phân bố công suất trên các đoạn đường dây. ................................ 10 2.3.1.2. Chọn cấp điện áp tải điện ......................................................................10 2.3.1.3. Chọn tiết diện dây dẫn ...........................................................................11 2.3.1.4. Kiểm tra điều kiện phát nóng lúc sự cố .................................................12 2.3.1.5. Kiểm tra tổn thất điện áp .......................................................................14 2.3.2. Phương án 2 .................................................................................................15 2.3.2.1. Tính phân bố công suất trên các đoạn đường dây .................................16 2.3.2.2. Chọn cấp điện áp tải điện ......................................................................16 2.3.2.3. Chọn tiết diện dây dẫn. ..........................................................................17

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

66

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ 2.3.2.4. Kiểm tra điều kiện phát nóng lúc sự cố. ................................................17 2.3.2.5. Kiểm tra tổn thất điện áp .......................................................................19 2.3.3. Phương án 3 .................................................................................................19 2.3.3.1. Tính phân bố công suất trên các đoạn đường dây. ................................ 20 2.3.3.2. Chọn cấp điện áp tải điện ......................................................................20 2.3.3.3. Chọn tiết diện dây dẫn ...........................................................................21 2.3.3.4. Kiểm tra điều kiện phát nóng lúc sự cố .................................................21 2.3.3.5. Kiểm tra tổn thất điện áp .......................................................................23 2.3.4. Phương án 4 .................................................................................................23 2.3.4.1. Tính phân bố công suất trên các đoạn đường dây .................................24 2.3.4.2. Chọn cấp điện áp tải điện ......................................................................25 2.3.4.3. Chọn tiết diện dây dẫn ...........................................................................25 2.3.4.4. Kiểm tra điều kiện phát nóng lúc sự cố .................................................26 2.3.4.5. Kiểm tra tổn thất điện áp. ......................................................................29 Chương 3 ...................................................................................................................... 31 SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ MẶT KINH TẾ ............................................... 31 3.1. Phương án 1 ........................................................................................................32 3.1.1. Tổng tổn thất công suất tác dụng trên đường dây ........................................32 3.1.2. Tính vốn đầu tư xây dựng mạng điện ..........................................................32 3.1.3. Xác định chi phí vận hành hàng năm. ..........................................................33 3.2. Phương án 2 ........................................................................................................33 3.3. Phương án 4 ........................................................................................................34 Chương 4 ...................................................................................................................... 36 SƠ ĐỒ NỐI DÂY CHI TIẾT CHO MẠNG ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP ............. 36 4.1. Chọn số lượng và công suất máy biến áp trong các trạm hạ áp. ........................36 4.2. Chọn sơ đồ trạm và sơ đồ nối dây chi tiết của mạng điện. .................................37 Chương 5 ...................................................................................................................... 40 TÍNH BÙ KINH TẾ CHO MẠNG ĐIỆN ................................................................. 40 5.1. Tính toán tổng quát bài toán bù kinh tế cho mạng điện .....................................40 SVTH: Nguyễn Thành Sơn

67

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ 5.2. Tính toán Qb cho từng phụ tải .............................................................................41 Chương 6 ...................................................................................................................... 43 TÍNH CHÍNH XÁC PHÂN BỐ CÔNG SUẤT, KIỂM TRA SỰ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG, TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT TRONG MẠNG ĐIỆN................................................................................................................ 43 6.1. Chế độ phụ tải cực đại ........................................................................................43 6.1.1. Đường dây N - 1...........................................................................................43 6.1.2. Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống. ............................................46 6.2. Chế độ phụ tải cực tiểu. ......................................................................................46 6.2.1. Đường dây N-1............................................................................................. 47 6.2.2.Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống ..............................................50 6.3. Chế độ sau sự cố .................................................................................................50 6.3.1. Đường dây N-1............................................................................................. 50 6.3.2. Cân bằng chính xác công suất trong hệ thống .............................................53 Chương 7 ...................................................................................................................... 54 TÍNH ĐIỆN ÁP TẠI CÁC NÚT CỦA MẠNG ĐIỆN VÀ CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP CHO CÁC TRẠM BIẾN ÁP GIẢM ÁP ................................................................... 54 7.1. Tính điện áp các nút trong mạng điện ................................................................ 54 7.1.1. Chế độ phụ tải cực đại (Ucs  121 (kV)) ......................................................54 7.1.2. Chế độ phụ tải cực tiểu (Ucs  115 (kV)). ...................................................54 7.1.3. Chế độ sau sự cố (Ucs = 121 (kV)) .............................................................. 55 7.2. Điều chỉnh điện áp trong mạng điện. ..................................................................56 7.2.1. Chọn các đầu điều chỉnh trong máy biến áp trạm 1 .....................................57 7.2.1.1. Chế độ phụ tải cực đại ...........................................................................57 7.2.1.2. Chế độ phụ tải cực tiểu ..........................................................................59 7.2.1.3. Chế độ sau sự cố ....................................................................................59 7.2.2. Chọn các đầu điều chỉnh trong các máy biến áp của các trạm còn lại .........59 Chương 8 ...................................................................................................................... 61 TÍNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT ..................................................... 61 CỦA MẠNG ĐIỆN ...................................................................................................... 61 8.1. Vốn đầu tư xây dựng mạng điện .........................................................................61 SVTH: Nguyễn Thành Sơn

68

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ 8.2. Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện ....................................................61 8.3. Tổn thất điện năng trong mạng điện ...................................................................62 8.4. Tính chi phí và giá thành ....................................................................................62 8.4.1. Chi phí vận hành hàng năm..........................................................................62 8.4.2. Chi phí tính toán hàng năm ..........................................................................63 8.4.3. Giá thành truyền tải điện năng .....................................................................63 8.4.4. Giá thành xây dựng 1 (MW) công suất phụ tải trong chế độ cực đại ..........63 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 65

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

69

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ

BẢNG Bảng 1.1. Công suất và tính chất các phụ tải .................................................................1 Bảng 1.2. Thông số các phụ tải .......................................................................................2 Bảng 2.1. Thông số các dây dẫn ......................................................................................9 Bảng 2.2. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện PA 1 ........................11 Bảng 2.3. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện PA 1 ........................11 Bảng 2.4: Thông số của các đường dây trong mạng điện của phương án 1..................13 Bảng 2.5. Các giá trị tổn thất điện áp trong mạng điện .................................................15 Bảng 2.6. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện PA 2 ........................16 Bảng 2.7. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện PA 2 ........................17 Bảng 2.8. Thông số của các đường dây trong mạng điện của phương án 2 ..................18 Bảng 2.9. Các giá trị tổn thất điện áp trong mạng điện .................................................19 Bảng 2.10. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện PA 3 ......................20 Bảng 2.11. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện PA 3 ......................21 Bảng 2.12: Thông số của các đường dây trong mạng điện của phương án 3................22 Bảng 2.13. Các giá trị tổn thất điện áp trong mạng điện. ..............................................23 Bảng 2.14. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện PA 4 ......................25 Bảng 2.15. Điện áp tính toán và điện áp định mức của mạng điện PA 4 ......................26 Bảng 2.16. Thông số của các đường dây trong mạng điện của phương án 4 ................28 Bảng 2.17. Các giá trị tổn thất điện áp trong mạng điện ...............................................30 Bảng 2.18. Chỉ tiêu kỹ thuật của các phương án so sánh ..............................................30 Bảng 3.1. Giá thành đường dây trên không một mạch điện áp 110 (kV) (106 đ/km) ...32 Bảng 3.2. Tổn thất công suất và vốn đầu tư xây dựng các đường dây của phương án 1 .......................................................................................................................................33 Bảng 3.3. Tổn thất công suất và vốn đầu tư xây dựng các đường dây của phương án 2 .......................................................................................................................................33 Bảng 3.4. Tổn thất công suất và vốn đầu tư xây dựngcác đường dây của phương án 3 .......................................................................................................................................34 Bảng 3.5. Tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phương án so sánh............35 Bảng 4.1. Kết quả chọn công suất các MBA trong mạng điện .....................................36 Bảng 4.2. Các thông số kỹ thuật của MBA hạ áp .........................................................37 SVTH: Nguyễn Thành Sơn

70

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ Bảng 4.3. Tổng trở tương đương và tổn thất sắt trong trạm biến áp ............................. 37 Bảng 5.1. Kết quả bù kinh tế các phụ tải .......................................................................42 Bảng 6.1. Các dòng công suất và tổn thất công suất trong tổng trở MBA và trên đường dây nối với hệ thống điện .............................................................................................. 45 Bảng 6.2. Công suất của các phụ tải trong chế độ cực tiểu. ..........................................46 Bảng 6.3. Giá trị Spt và Sgh của các trạm hạ áp .............................................................. 47 Bảng 6.4. Các dòng công suất và tổn thất công suất trong tổng trở MBA và trên đường dây nối với hệ thống điện .............................................................................................. 49 Bảng 6.5. Các dòng công suất và tổn thất công suất trong tổng trở MBA và trên đường dây nối với hệ thống điện .............................................................................................. 52 Bảng 7.1. Giá trị điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp .......................................54 Bảng 7.2. Giá trị điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp .......................................55 Bảng 7.3. Giá trị điện áp trên thanh góp hạ áp quy về cao áp .......................................56 Bảng 7.4. Chế độ điện áp trên các thanh góp hạ áp quy đổi về phía cao áp .................57 Bảng 7.5. Thông số điều chỉnh của MBA điều chỉnh dưới tải ......................................58 Bảng 7.6. Đầu điều chỉnh được chọn cho các MBA ở các trạm trong các chế độ .......59 Bảng 8.1. Giá thành trạm biến áp truyền tải có một máy biến điện áp 110/10 - 20 (kV) .......................................................................................................................................61 Bảng 8.2. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của mạng điện thiết kế ..................................64

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

71

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ

HÌNH Hình 2.1. Sơ đồ mạng điện của phương án 1 ..................................................................5 Hình 2.2. Sơ đồ mạng điện của phương án 2 ..................................................................6 Hình 2.3. Sơ đồ mạng điện của phương án 3 ..................................................................6 Hình 2.4. Sơ đồ mạng điện của phương án 4 ..................................................................7 Hình 2.5. Sơ đồ mạng điện của phương án 1 ................................................................ 10 Hình 2.6. Sơ đồ mạng điện của phương án 2. ............................................................... 15 Hình 2.7. Sơ đồ mạng điện của phương án 3 ................................................................ 20 Hình 2.8. Sơ đồ mạng điện của phương án 4 ................................................................ 24 Hình 4.1. Sơ đồ nối điện chi tiết các mạng điện thiết kế của phương án 1 .................38 Hin ̀ h 5.1. Sơ đồ nố i và thay thế khi tin ́ h bù ..................................................................41 Hình 6.1. Sơ đồ nối điện và sơ đồ thay thế đường dây N-1 .........................................43 Hình 6.2. Sơ đồ nối điện và sơ đồ thay thế đường dây N-1 .........................................47 Hình 6.3. Sơ đồ nối điện và sơ đồ thay thế đường dây N-1 .........................................50

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

72

Lớp: KTĐ - ĐT K37A

Đồ án môn họcGVHD: TS Lê Tuấn Hộ

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu

Nguyên Văn

N

Hệ thống công suất vô cùng lớn N

PA

Phương án

MBA

Máy biến áp

ĐD

Đường dây

SVTH: Nguyễn Thành Sơn

73

Lớp: KTĐ - ĐT K37A