Đồ án Thiết kế lưới điện khu vực cho các hộ tiêu thụ loại 1 và loại 3

Lời Nói Đầu Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước ta hiện nay yêu cầu không ngừng về tăng sản lượng điện. Thực hiện yêu cầu đó cần phát triển và mở rộng các nhà máy điện cũng như các mạng và hệ thống điện công suất lớn. điều này đặt ra những nhiệm vụ quan trọng đối với ngành điện nói chung và các kỹ sư ngành hệ thống điện nói riêng. Thiết kế mạng và hệ thống điện là công việc hết sức quan trọng của ngành điện, có ảnh hưởng lớn tới chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống điện. Thiết kế mạng lưới và hệ thống điện đòi hỏi phải vận dụng tốt những kiến thức lý thuyết và kinh nghiệm thực tế để giải quyết vấn đề có tính chất tổng hợp, phức tạp trong thực tế hiện nay. Thiết kế mạng lưới và hệ thống điện liên quan chặt chẽ với các bài toán kinh tế và kỹ thuật để có thể tạo ra một hệ thống điện tối ưu về mặt kinh tế kỹ thuật ,đảm bảo độ tin cậy trong vận hành hệ thống. Đồ án môn học “ thiết kế lưới điện khu vực ” sẽ tính toán thiết kế mạng lưới cho một khu vực gồm các hộ tiêu thụ loại 1 và loại 3, đưa ra phương án thực thi và tối ưu nhất , đảm bảo cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ điện với chi phí nhỏ nhất khi thực hiên hạn chế kỹ thuật về độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện năng. Do thời gian và kiến thức còn nhiều hạn chế nên bản đồ án lưới của em không thể tránh được những sai sót trong tính toán . Em rất mong nhận được sự giúp đỡ của các thầy, các cô trong bộ môn để em hoàn thành tốt bản đồ án. Em xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô trong bộ môn. Em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Năng Văn đã giúp em hoàn thành tốt bản đồ án. Sinh viên Phan Hồng Thu CHƯƠNG I PHÂN TíCH ĐặC ĐIểM CủA NGUồN ĐIệN, PHụ TảI Và CÂN BằNG CÔNG SUấT SƠ Bộ TRONG Hệ THốNG 1.1. PHÂN TíCH ĐặC ĐIểM CủA NGUồN ĐIệN Và PHụ TảI 1.1.1. Phân tích đặc điểm của nguồn Hệ thống vận hành ổn định thì yêu cầu cần phải có sự cân bằng công suất. Do đó công suất của nguồn phải lớn hơn hoặc bằng công suất yêu cầu của phụ tải. Trong bản đồ án này : với giả thiết nguồn có công suất đủ lớn ( hoặc vô cùng lớn ) cung cấp cho yêu cầu của phụ tải. Hệ số công suất trung bình trên thanh góp cao áp của nhà máy khu vực là : cosφht = 0,85 => tanφht = 0,6197 1.1.2. Phân tích đặc điểm của phụ tải điện Ta có công thức và số liệu phụ tải điện đã cho trong bản đồ án. Qmaxi = tanφpt ì Pmaxi Qmini = tanφpt ì Pmini Pmini = 0,5 ì Pmaxi * Hệ số công suất của phụ tải : cosφpt = 0,9 => tanφpt = 0,4843 Từ đó ta có bảng số liệu phụ tải như sau : Phụ tải Số liệu 1 2 3 4 5 6 Pmax ( MW ) 22 30 38 30 20 24 Pmin ( MW ) 11 15 19 15 10 12 cosφpt 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 Qmax 10,655 14,529 18,403 14,529 9,686 11,623 Qmin 5,327 7,265 9,202 7,265 4,843 5,812 Loại phụ tải 1 1 1 1 3 1 Khoảng cách đến nguồn 67,082 53,852 44,721 53,852 76,158 60,828 Yêu cầu điều chỉnh điện áp Khác thường ∑Pmax (MW) 164 ∑Pmin (MW) 82 Điện áp danh định lưới thứ cấp kV 10 Có 5 phụ tải loại 1 đó là các phụ tải 1, 2, 3, 4, 6 và có 1 phụ tải loại 3. Tất cả các phụ tải đều yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường. Tổng công suất phụ tải yêu cầu ở chế độ cực đại là : ∑Pmax = 164 (MW). Tổng công suất phụ tải yêu cầu ở chế độ cực tiểu là : ∑Pmin = 82 (MW). Các phụ tải phân bố tương đối đều xung quanh nguồn điện. phụ tải xa nhất cách nguồn 76,158 (km) và phụ tải gần nhất cách nguồn 44,721 (km) Thời gian phụ tải đạt cực đại :Tmax = 5000 (h). Hệ số đồng thời : m =1 1.2. CÂN BằNG CÔNG SUấT SƠ Bộ TRONG Hệ THốNG Trong hệ thống điện chế độ vận hành của hệ thống chỉ tồn tại khi có sự cân bằng công suất tác dụng và cả công suất phản kháng. do vậy việc cân bằng công suất trong hệ thống đảm bảo cho hệ thống vận hành ổn định. Cân bằng công suất trong hệ thống trước hết là kiểm tra khả năng cung cấp và tiêu thụ trong hệ thống. Từ đó xác định phương thức vận hành cho hệ thống ở các chế độ vận hành cực đại, cực tiểu và chế độ sự cố dựa trên việc cân bằng công suất trong hệ thống. 1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng Công suất tác dụng của các phụ tải liên quan với tần số của dòng điện xoay chiều . tần số trong hệ thống sẽ thay đổi khi sự cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống bị phá vỡ. Giảm công suất tác dụng phát ra dẫn đến giãm tần số và ngược lại,tăng công suất tác dụng phát ra dẫn đến tăng tần số. Vì vậy tại mỗi thời điểm trong các chế độ xác lập của hệ thống phải có sự cân bằng công suất tác dụng giữa công suất phát và công suất yêu cầu của phụ tải. Trong bản đồ án : với giả thiết nguồn có công suất đủ lớn cung cấp cho yêu cầu của phụ tải nên ta có phương trình cân bằng công suất tác dụng tổng quát: ∑PF = ∑PYC Trong đó : - ∑PF là tổng công suất phát . - ∑PYC là tổng công suất yêu cầu Và : ∑PYC = mPpti + ∆Pm Trong đó : + m là hệ số đồng thời cho biết khả năng các phụ tải đạt cực đạt tại cùng một thời điểm với m = 1+Ppti tổng công suất tác dụng của các phụ tải trong chế độ phụ tải cực đại: Ppti = Ppt1 + Ppt2 + Ppt3 + Ppt4 + Ppt5 + Ppt6 ( với i = 1 đến 6 )+∆Pmd là tổng tổn thất công suất tác dụng trong hệ thống. Trong tính toán sơ bộ lấy : ∆Pmd = 5%Ppti*Tổng công suất tác dụng của các phụ tải trong chế độ phụ tải cực đại: Ppti = 22 + 30 + 38 + 30 + 20 + 24 = 164 MW *Tổng tổn thất công suất tác dụng trong hệ thống : ∆Pmd = 5% . 164 = 8,2 MW=>Tổng công suất yêu cầu : ∑PYC = 164 . 1 + 8,2 = 172,2 MW Như vậy khi ở chế độ phụ tải cực đại thì công suất tác dụng phát ra từ nhà máy điện phải đạt: ∑PF = ∑PYC = 172,2 MW 1.2.2. Cân bằng công suất phản kháng trong hệ thống Đảm bảo chất lượng điện áp cần thiết ở các phụ tải trong hệ thống điện thì cần có đủ công suất phản kháng trong hệ thống.việc thiếu hụt công suất phản kháng sẽ dẫn đến điện áp trên hệ thống giảm và ngược lại nếu thừa công suất phản kháng sẽ làm tăng điện áp trên hệ thống.chất lượng điện áp trên hệ thống được quyết định bởi lượng công suất phản kháng có trên hệ thống. Do vậy trong giai đoạn đầu của thiết kế mạng cần tiến hành cân bằng công suất phản khảng sơ bộ.*Phương trình cân bằng công suất phản kháng tổng quát: ∑QF ≥ ∑QYC  Trong đó : -∑QF là tổng công suất phản kháng phát ra của hệ thống -∑QYC là tổng công suất phản kháng yêu cầu của phụ tải Trong đó : ∑QYC = mQpti + Qc - Ql + ∆QBA Với : + m là hệ số đồng thời cho biết khả năng đạt cực đại công suất phản kháng của các phụ tải vào cùng một thời điểm. Với m = 1. +Qpti là tổng công suất phản kháng của các phụ tải ở chế độ phụ tải cực đại.  Với: Qpti = Qpt1 + Qpt2 + Qpt3 + Qpt4 + Qpt5 + Qpt6 + Qc là tổng công suất phản kháng sinh ra trên đường dây. + Ql là tổng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây. Trong tính toán sơ bộ lấy: Qc = Ql+∆QBA là tổng tổn thất công suất phản kháng trong máy biến áp. Trong tính toán sơ bộ lấy : ∆QBA = 15% Qpti Vậy : Tổng công suất phản kháng của các phụ tải ở chế độ phụ tải cực đại : Qpti = 10,655 + 14,529 + 18,403 + 14,529 + 9,686 + 11,623 = 79,425 MVAr* Tổng tổn thất công suất trong máy biến áp : ∆QBA = 15% Qpti = 15% . 79,425 = 11,914 MVAr=>Tổng công suất phản kháng yêu cầu của phụ tải : ∑QYC =11,914 + 79,425 = 91,339 (MVAr)* Tổng công suất phản kháng của nhà máy phát ra trên hệ thống :  ∑QF = 0,6197 .172,2 = 106,7123 MVAr Như vậy ta thấy : ∑QF > ∑QYC => không cần bù công suất phản kháng cho hệ thống nhưng cần điều chỉ dòng kích từ của máy phát cho hợp với trạng thái của các phụ tải. CHƯƠNG 2 LậP Và TíNH TOáN CHỉ TIÊU Kĩ THUậT CáC PHƯƠNG áN 2.1. Dự kiến các phương án của mạng điện: Việc lựa chọn tuyến đường dây quyết định nhiều tới việc thi công, quản lý và vận hành sau này. Bất kỳ mạng điện nào cũng phải đạt được các yêu cầu chính sau: Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện, đó là khả năng làm việc chắc chắn của mạng: Để cung cấp cho phụ tải. Đảm bảo chất lượng điện năng. Đảm bảo an toàn đối với người và thiết bị. Phải linh hoạt trong vận hành và có khả năng phát triển trong tương lai. Theo bản thiết kế có 6 phụ tải, vì thiết kế mạng điện cho hộ loại I và loại III, nên đối với hộ tiêu thụ lại I buộc phải cung cấp điện bằng đường dây 2 mạch hoặc mạng kín còn họ tiêu thụ loại III chỉ cần cung cấp bằng đường dây mạch đơn. Như vậy có thể đưa ra 6 phương án để so sánh về điều kiện kỹ thuật và điều kiện kinh tế. H2.1 sơ đồ phương án 1 H2.2 sơ đồ phương án 2 H2.3.sơ đồ phương án 3 H2.3 sơ đồ phương án 4 H2.5 sơ đồ phương án 5 2.2. Tính toán các chỉ tiêu kĩ thuật cho từng phương án 2.2.1. Chọn điện áp định mức Trong thiết kế lưới điện việc chọn điện áp định mức cho mạng điện có ảnh hưởng rất lớn tới các chỉ tiêu kinh tế _ kỹ thuật và đặc trưng của mạng. Nếu chọn Uđm lớn thì tổn thất công suất và điện năng giảm nghĩa là giảm chi phí vận hành, giảm tiết diện dây dẫn và chi phí kim loại khi xây dựng nhưng tăng giới hạn truyền tải trên đường dây, tăng vốn đầu tư để xây dựng mạng điện. Nờ́u chọn Uđm nhỏ thì vốn đầu tư không lớn song khả năng truyền tải nhỏ tổn thất công suất và điện năng lớn dẫn đến chi phí vận hành lớn. Do vậy phải chọn điện áp định mức Uđm của mạng phù hợp đảm bảo cho mạng vận hành ổn định và đạt hiểu quả cao nhất, đảm bảo yêu cầu về kĩ thuật _ kinh tế. Điện áp định mức của mạng được chọn theo công thức : Uđm = 4,34 ì L+16P (kV) ( 2.1) Trong đó : +L là chiều dài đường dây (L ≤ 220 km ) + P là công suất truyền tải trên đoạn đường dây đó ( với P ≤ 60 MW) 2.2.2. Chọn tiết diện dây dẫn cho từng phương án : Chọn tiết diện dây dẫn của mạng điện cần đảm bảo các điều kiện về chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, khả năng tải của dây dẫn theo điều kiện phát nóng trong đó có điều kiện sau sự cố, độ bền cơ của đường dây và điều kiện vầng quang điện. Trong bản thiết kế ta sử dụng dây nhôm lõi thép trên không ( loại AC) Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax =5000h, khoảng cách trung bình hình học giữa các pha là Dtb = 5m. Vậy mật độ dòng kinh tế : Jkt = 1,1 (A/mm2 ) (theo bảng 2.4 trang 64 sách thiết kế các mạng và hệ thống điện của tác giả Nguyễn Văn Đạm ) Tiết diện dây dẫn được tính theo mật độ dòng kinh tế bởi công thức sau : Ftti = IlvmaxiJkt (2.2 ) Trong đó :+ Ilvmaxi là dòng điện chạy trên dây dẫn ở chế độ phụ tải cực đại và được xác định theo công thức : Ilvmaxi = Smaxin3 Uđm.1000 (A) (2.3 ) Với : -n là số mạch đường dây ( đường dây một mạch ứng với n = 1, đường dây mạch kép ứng với n = 2 ) - Uđm điện áp định mức của đường dây ( kV ) - Smaxi là công suất truyền tải trên đường dây đó và được xác đinh theo công thức : Smaxi = Pmaxicosφ (MVA) hoặc Smaxi = Pmaxi2+Qmaxi2 (2.4 ) + Jkt là mật độ dòng kinh tế. Sau khi biết Ftti tra bảng 33 sách thiết kế các mạng và hệ thống điện của tác giả Nguyễn Văn Đạm thì sẽ chọn tiết diện dây dẫn theo tiêu chuẩn gần nhất. Sau khi chọn tiết diện dây dẫn theo tiêu chuẩn gần nhất sẽ kiểm tra tiết diện dây dẫn vừa chọn theo điều kiện độ bền cơ, điều kiện phát nóng, tiêu chuẩn vầng quang: + Điều kiện phát nóng lúc sự cố dòng điện sự cố chạy trên đường dây khi đó phải thỏa mãn điều kiện : Isci ≤ Icp (2.5 ) Với sự cố được xác định theo công thức : Isci = 2Ilvmaxi (2.6) ( Chỉ xét sự cố đối với đường dây mạch kép bị sự cố đứt 1 mạch ) + Điều kiện độ bền cơ được kết hợp với điều kiện phát sinh vầng quang. Vì vậy khi kiểm tra điều kiên phát sinh vầng quang thỏa mãn thì không cần kiểm tra điều kiện về độ bền cơ. + Điều kiện phát sinh vầng quang chỉ kiểm tra với đường dây trên không có điện áp lớn hơn hoặc bằng 110kv. để đảm bảo không phát sinh vầng quang thì tiết diện dây dẫn tối thiểu là 70 mm2 2.2.3. Xác định tổn thất điện áp trong mạng điện * Tổn thất điện áp trên các đoạn đường dây ( trện các lộ ) ở chế đọ bình thường được xác định theo công thức : ∆UNibt% = Pi.Ri+QiXiUđm2 .100 ( 2.7 ) Trong đó : +Pi , Qi lần lượt là công suất tác dụng và công suất phản kháng chạy trên đoạn đường dây Ni ( MW, MVAr ) +Uđm điện áp định mức của đường dây + n là số mạch đường dây ( đường dây 1 mạch ứng với n = 1, đường dây mạch kép ứng với n = 2 ) + Ri , Xi là điện trở và điện kháng của đoạn đường dây thứ Ni. Chúng được xác định theo công thức: Ri=Lin.roi ( Ω ) ( 2.8 ) Xi=Lin.xoi ( Ω ) ( 2.9) Với : n là số mạch đường dây ( đường dây 1 mạch ứng với n = 1, đường dây mạch kép ứng với n = 2 ) *Đối với đường dây mạch kép tổn thất điện áp ở chế độ sự cố ( đứt một mạch ) được xác định theo công thức : ∆UNisc% = 2.∆UNibt% ( 2.10) Tổn thất điện áp trên đường dây phải thỏa mãn 2 điều kiên sau : + ∆Ubtmax% ≤ ∆Ucpbt% = 10% (2.11 ) + ∆Uscmax% ≤ ∆Ucpsc% = 20% (2.12) Khi đó phương án được chấp nhận về mặt chỉ tiêu kí thuật 2.3. Tính toán kĩ thuật cho tổng phương án . 2.3.1. Phương án 1 *Sơ đồ phương án 1 : a. Xác định điện áp định mức của mạng : * Đoạn N1 có : P = 22 MW và l = 67,082 km ⟹ Uđm = 4,34 . 67,082+16.22 = 88,846 kV Đoạn N2, N3, N4, N5, N6 tính tương tự. Như vậy ta có bảng kết quả tính toán sau : đường dây N1 N2 N3 N4 N5 N6 P (MW ) 22 30 38 30 20 24 L (km ) 67,082 53,852 44,721 53,852 76,158 60,828 Uđm i (kV ) 88,846 100,277 110,88 100,277 86,382 91,535 Uđm (kV) 110 70<Ui <160 kV Nên chọn Uđm 110 KV Bảng 2.3.1 b. Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo tiết diện gần nhất : Thay số liệu tính toán vào các công thức (2.2),(2.3), (2.4) và (2.6 ) ta có : Đoạn N1 : Smax1 = 222 + 10,6552 = 24,444 MVA Ilvmax1 = 24,4442.110.3 .1000 = 64,15 A Isc 1 = 2.64,15 = 128,3 A Ftt 1 = 64,151,1 = 58,32 mm2 ⟹ chọn tiết diện tiêu chuẩn là : Ftc = 70 (mm2) loại AC 70 có : Icp = 265 (A), r0 = 0,46 (Ω/Km), x0 = 0,44 (Ω/Km), b0 = 2,58.10-6 (S/Km) Ta thấy : Icp = 265 > Isc1 = 128,3 (A) => dây dẫn đảm bảo về điều kiện phát nóng Đoạn N2 : Smax2 = 302+14,5292 = 33,333 MVA Ilv max2 = 33,333 2.110.3 .1000 = 87,476 A Isc 2 = 2.87,476 = 174,952 A Ftt 2 =87,4761,1 = 79,524 mm2 ⇒ Chọn tiết diện tiêu chuẩn là : : Ftc =70 (mm2 ) loại AC 70 có : Icp = 265 (A), r0 = 0,46 (Ω/Km),x0 =0,44(Ω/Km),b0 = 2,58.10-6 (S/Km) Ta thấy : Icp = 265 > Isc2 = 174,98 (A) => dây dẫn đảm bảo về điều kiện phát nóng Đoạn N3 : Smax3 = 382+ 18,4032 = 42,222 MVA Ilvmax3 =42,2222.110.3 .1000 =110,8 A Isc 3= 2. 110,8 = 221,6 A Ftt 3 =110,81,1 = 100,73 mm2 ⇒ Chọn tiết diện tiêu chuẩn là : : Ftc =95 (mm2 ) loại AC 95 có : Icp = 330 (A), r0 = 0,33 (Ω/Km),x0 =0,429(Ω/Km),b0 = 2,65,10-6 (S/Km) Ta thấy : Icp = 330 > Isc3 = 221,6 (A) => dây dẫn đảm bảo về điều kiện phát nóng Đoạn N4 : Smax4 =302+ 14,5292 = 33,333 MVA Ilvmax4 = 33,3332.110.3.1000 = 87,476 A Isc 4 = 2.87,476 = 174,952 A Ftt 4 = 87,476 1,1 = 79,524 mm2 ⇒ Chọn tiết diện tiêu chuẩn là : Ftc = 70 (mm2 ) loại AC 70 có : Icp = 265 (A), r0 = 0,46 (Ω/Km),x0 =0,44(Ω/Km),b0 = 2,58.10-6 (S/Km) Ta thấy : Icp = 265 > Ilvmax4 = 174,952 =>dây dẫn đảm bảo về điều kiện phát nóng Đoạn N5 : Smax5 = 202+ 9,6862 = 22,222 MVA Ilvmax5 = 22,222110.3 . 1000 = 116,64 A Ftt 5 = 116,64 1,1 = 106,04 mm2 ⇒ Chọn tiết diện tiêu chuẩn là : Ftc = 95 (mm2 ) loại AC 95 có : Icp = 330 (A), r0 = 0,33(Ω/Km),x0 =0,429 (Ω/Km),b0 = 2,65.10-6 (S/Km) Ta thấy : Icp = 330 > Isc5 = 116,64 (A) => dây dẫn đảm bảo về điều kiện phát nóng Đoạn N6 : Smax6 = 242+ 11,6232 = 26,666 MVA Ilvmax6 =26,6662.110.3 .1000 = 69,98 A Isc 6 = 2.69,98 = 139,96 A Ftt 6 = 69,981,1 = 63,62 mm2 ⇒ Chọn tiết diện tiêu chuẩn là : : Ftc = 70 (mm2 ) loại AC 70 có : Icp = 265 (A), r0 = 0,46 (Ω/Km),x0 =0,44(Ω/Km),b0 = 2,58.10-6 (S/Km) Ta thấy : Icp = 265 > Isc6 = 139,97(A) => dây dẫn đảm bảo về điều kiện phát nóng Vậy ta có bảng kết quả sau : Đường dây Số mạch n Smaxi (MVA) Ilvmaxi (A) Isci (A) Ftti mm2 Ftci Icpi (A) N1 2 24,444 64,15 128,3 58,32 AC70 265 N2 2 33,333 87,476 174,952 79,524 AC70 265 N3 2 42,222 110,8 221,6 100,73 AC95 330 N4 2 33,333 87,476 174,952 79,524 AC70 265 N5 1 22,222 116,64 106,04 AC95 330 N6 2 26,666 69,98 139,96 63,62 AC70 265 Bảng 2.3.2 c. Xác định tổn thất điện áp của mạng điện: Thay các thông số vào công thức (2.8) và ( 2.9 ) ta có bảng thông số đường dây cho mạng điện : Đường dây Loại dây l (km) Số mạch Pmaxi (MW) Qmaxi (MVAr) r0 (Ω/km) xo (Ω/km) Ri (Ω) Xi (Ω) N1 AC70 67,082 2 22 10,655 0,46 0,44 15,43 14,75 N2 AC70 53,852 2 30 14,529 0,46 0,44 12,39 11,85 N3 AC95 44,721 2 38 18,403 0,33 0,429 7,38 9,59 N4 AC70 53,852 2 30 14,529 0,46 0,44 12,39 11,85 N5 AC95 76,158 1 20 9,686 0,33 0,429 25,13 32,67 N6 AC70 60,828 2 24 11,623 0,46 0,44 13,99 13,38 Bảng 2.3.3 Thay các số liệu tính toán vào công thức (2.7) và (2.8) ta có : Đoạn N1 : ∆UN1bt% = 22.15,43+10,655.14,751102 .100=4,1% ∆Usc1 = 2.4,1=8,2% Đoạn N2 : ∆UN2bt=30.12,39+14,529.11,851102 .100=4,5% ∆Usc2 = 2.4,5=9% Đoạn N3 : ∆UN3bt = 38.7,38+18,403.9,591102.100=3,78% ∆Usc3 = 2.3,78 = 7,56% Đoạn N4 : ∆UN4bt =30.12,39+14,529.11,851102 .100=4,5% ∆Usc4 = 2.4,5=9% Đoạn N5 : ∆UN5bt = 20.25,13+9,686.32,671102 .100=6,77% Đoạn N6 : ∆UN6bt = 24.13,99+11,623.13,181102 .100=4,04% ∆Usc6 = 2.4,04=8,08% Như vậyta có bảng kết quả sau : Đường dây N1 N2 N3 N4 N5 N6 ∆UNibt% 4,1 4,5 3,78 4,5 6,77 4,04 ∆Usci% 8,2 9,0 7,56 9,0 8,08 ∆Ubt max% 6,77 ∆Usc max% 9,0 Bảng 2.3.4 Vậy : ∆Ubt max%=6,77% và ∆Usc max%=9,0% 2.3.2. Phương án II * Sơ đồ phương án II : * Ta có : P35 =P5 = 20 MW Q35 = Q5 = 9,686 MVAr PN3max = P3 + P35 = 38 + 20 = 58 MW QN3max = Q35 + Q3 = 9,686 + 18,403 = 28,089 MVAr Smax35 = Smax5 = P52+ Q52= 202+ 9,6862=22,222 MVA ⟹ SN3max = S35 + Smax3 = 22,222 + 42,222 = 64,444 MVA a. Xác định điện áp định mức của mạng : * Tính toán tương tự như phương án 1 ta có bảng kết quả sau : Đường dây N1 N2 N3 N4 3-5 N6 P (MW) 22 30 58 30 20 24 L (km) 67,082 53,852 44,721 53,852 50,99 60,828 Uđm i (kV) 88,846 100,277 110,88 100,277 83,593 91,535 Uđm (kV) 110 Bảng 2.3.5 b. Lựa chọn tiết diện dây dẫn cho mạng điện : *Dòng làm việc chạy trên lộ N3 ở chế độ phụ tải cực đại : IlvmaxN3 = SN3max2.3 Uđm .1000= 64,4442.110.3 .1000=169,12 A *Dòng làm việc chạy trên lộ 35 ở chế độ phụ tải cực đại : Ilvmax35= Smax353 Uđm.1000=22,222110.3.1000=116,635 A Tính toán tương tự như phương án 1 ta có bảng : Đường dây Số mạch Smaxi (MVA) Ilvmaxi (A) Isci (A) Ftti mm2 Ftci Icpi (A) N1 2 24,444 64,15 128,3 58,32 AC70 265 N2 2 33,333 87,476 174,952 79,524 AC70 265 N3 2 64,444 169,12 338,24 153,75 AC150 445 N4 2 33,333 87,476 174,952 79,524 AC70 265 3-5 1 22,222 116,635 106,03 AC95 330 N6 2 26,666 69,98 139,96 63,62 AC70 265 Bảng 2.3.6 Như vậy từ kết quả của bảng trên các lộ với loại dây dẫn đã chọn đều đảm bảo điều kiện phát nóng. c. Xác định tổn thất điện áp của mạng điện : Tổn thất điện áp trên lộ N6 ở chế độ bình thường : ∆UN3bt%=PN3max.RN3 + QN3max.XN3Uđm2 .100 = 58.4,696 + 28,089 .9,3021102.100 = 4,41% ⟹ Tổn thất điện áp trên lộ N3 ở chế độ sự cố ( đứt 1 mạch ) : ∆UscN3%=2∆UN3bt%=2.4,41=8,82% Tổn thất điện áp trên lộ 3-5 ở chế độ bình thường : ∆U35bt=P5R35+Q5X35Uđm2 .100= 20.16,827 + 9,686.21,8751102 .100=4,53% Tổn thất điện áp trên lộ N3-5 ở chế độ bình thường : ∆UN35bt%= ∆UN3bt%+ ∆U35bt%=4,41+4,53=8,94% *Tổn thất điện áp trên lộ N35 ở chế độ sự cố ( đứt 1 mạch trên lộ N3 ) : ∆UscN35%= ∆UscN3%+ ∆U35bt%=8,82+4,53=13,35% Tra thông số đường dây và thay số liệu vào công thức (2.7), (2.8) và ( 2.9 ) ta có Bảng kết quả tổn thất điện áp trong mạng : Đường dây Số mạch Loại dây Chiều dài ro xo Ri Xi ∆Ubti% ∆Usci% N1 2 AC70 67,082 0,46 0,44 15,43 14,75 4,1 8,2 N2 2 AC70 53,852 0,46 0,44 12,39 11,85 4,5 9,0 N3 2 AC150 44,721 0,21 0,416 4,696 9,302 4,41 8,82 N4 2 AC70 53,852 0,46 0,44 12,39 11,85 4,5 9,0 3-5 1 AC95 50,99 0,33 0,429 16,827 21,875 4,53 N6 2 AC70 60,828 0,46 0,44 13,99 13,38 4,04 8,08 Bảng 2.3.7 Vậy : ∆Ubtmax%= 8,94%và ∆Uscmax%=13,35% 2.3.3 Phương án III *Sơ đồ phương án III : Ta có : *Công suất truyền tải trên lộ 4-3 ở chế độ phụ tải cực đại : S43max = S4max = P4max2+Q4max2= 302+14,529 2=33,337 MVA *Công suất truyền tải trên lộ N3 ở chế độ phụ tải cực đại : PN3max= P43max+P3max = 30 + 38 = 68 MVA QN3max = Q43max +Q3max = 14,529 + 18,403 = 32,932 MVAr ⟹SN3max = S43max + S3max = (P43max+P3max⁡)2+(Q43max+Q3max)2 = (30+38)2+(14,529+18,403)2=75,555 MVA Công suất truyền tải trên lộ 6-5 ở chế độ phụ tải cực đại : P65max = P5max = 20 MW Q65max = Q5max = 9,686 MVAr ⟹S65max =S5max = P5max2+ Q5max2=202 + 9,6862=22,222 MVA *Công suất truyền tải trên lộ N6 ở chế độ phụ tải cực đại : PN6max= P6max + P65max = 24 + 20 = 44 MW QN6max = Q6max + Q65max = 11,623 + 9,686 = 21,309 MVAr ⟹SN6max = PN6max2+ QN6max2= 442+ 21,3092=48,888 MVA Chọn điện áp định mức cho mạng điện : Thay số liệu tính toán vào công thức (2.1) ta có bảng kết quả tính toán sau : Đường dây N1 N2 N3 4-3 N6 6-5 P (MW) 22 30 68 30 44 20 L (km) 67,082 53,852 44,721 41,231 60,828 41,231 Uđm i (kV) 88,846 100,277 146,067 99,084 120,025 82,486 Uđm (kV) 110 Bảng 2.3.8 Lựa chọn tiết diện dây dẫn cho mạng điện : Thay số liệu tính toán lần lượt vào các công thức (2.4),(2.3),(2.2) và (2.6) ta có bảng kết quả tính toán sau : Đường dây Số mạch Smaxi (MVA) Ilvmaxi (A) Isci (A) Ftti mm2 Ftci Icpi (A) N1 2 24,444 64,15 128,3 58,35 AC70 265 N2 2 33,333 87,476 174,952 79,524 AC70 265 N3 2 75,555 198,28 396,56 180,25 AC185 510 43 2 33,333 87,476 174,952 79,524 AC70 265 N6 2 48,888 128,3 256,6 116,64 AC120 380 6-5 1 22,222 116,64 106,04 AC95 330 Bảng 2.3.9 Vậy từ kết quả của bảng trên tất cả các dây dẫn trên các lộ đều đảm bảo điều kiện phát nóng. c. Xác định tổn thất điện áp trong mạng điện : * Thay các số liệu tính toán trên lần lượt vào công thức (2.7),(2.8) và ( 2.9 ) ta có bảng kết quả tính toán tổn thất điện áp của mạng điện như sau : Đường dây Số mạch Loại dây Chiều dài ro xo Ri Xi ∆Ubti% ∆Usci% N1 2 AC70 67,082 0,46 0,44 15,43 14,75 4,1 8,2 N2 2 AC70 53,852 0,46 0,44 12,39 11,85 4,5 9,0 N3 2 AC185 44,721 0,17 0,409 3,8 9,15 4,63 9,26 4-3 2 AC70 41,231 0,46 0,44 9,48 9,07 3,44 6,88 N6 2 AC120 60,828 0,27 0,423 8,21 12,87 5,25 10,5 6-5 1 AC95 41,231 0,33 0,429 13,61 17,69 3,67 Bảng 2.3.10 Tổn thất điện áp trên lộ N4-3 ở chế độ bình thường : ∆UN43bt%= ∆UN3bt%+ ∆U43bt%=4,63+3,44=8,07 % Sự cố xảy ra trên lộ N3 ( đứt một mạch N3 ) nặng nề hơn sự cố xảy ra trên lộ 4-3 ( đứt một mạch trên lộ 4-3 ).Do vậy tổn thất điện áp lớn nhất trong chế độ sự cố trên lộ N3-4 : ∆UN32scmax%= ∆UscN3%+ ∆U43bt%=9,26+3,44=12,7% Tổn thất điện áp trên lộ N6-5 ở chế độ bình thường : ∆UN65bt%= ∆UN6bt%+ ∆U65bt%=5,25+3,67=8,92% Tổn thất điện áp trên lộ N65 ở chế độ sự cố ( đứt 1 mạch trên lộ N6 ) : ∆UscN65%= ∆UscN6%+ ∆U65bt%=10,5+3,67=14,17% Vậy: => ∆Ubtmax%=8,92% và ∆Uscmax%= 14,17% 2.3.4 Phương án IV * Sơ đồ phương án IV : Công suất tác dụng chạy trên lộ N2 ở chế độ phụ tải cực đại : PN2 max=Pmax1+Pmax2=22+30=52 MW Công suất phản kháng chạy trên lộ N2 ở chế độ phụ tải cực đại : QN2 max=Qmax1+Qmax2=10,655+14,529=25,184 MVAr ⟹SN2 = PN2 max2+QN2 max2=522+25,1842=57,777(MVA) Công suất chạy trên lộ 1-2 : S1_2max=Smax1=Pmax12+Qmax12= 222+10,6552= 24,444 (MVA) Xác định điện áp định mức của mạng điện: Thay số liệu vào công thức (2,1) ta có bảng kết quả điện áp định mức sau : Đường dây N2 1-2 N3 4-3 N6 6-5 P MW 52 22 68 30 44 20 L km 53,852 50,99 44,721 41,231 60,828 41,231 Uđm i kV 129,17 87,12 146,07 99,08 120,02 82,49 Uđm kV 110 Bảng 2.3.13b Lựa chọn tiết diện dây dẫn của mạng điện : Thay số liệu tính toán lần lượt vào các công thức (2.4),(2.3),(2.2) và (2.6) ta có bảng kết quả về tiết diện dây dẫn trên các đường dây : Đường dây Số mạch Smaxi (MVA) Ilvmaxi (A) Isci (A) Ftti mm2 Ftci Icpi (A) N2 2 57,777 151,63 303,26 137,85 AC150 445 1-2 2 24,444 64,15 128,3 58,32 AC70 265 N3 2 75,555 198,28 396,56 180,25 AC185 510 4-3 2 33,333 87,476 174,952 79,524 AC70 265 N6 2 48,888 128,3 256,6 116,64 AC120 380 6-5 1 22,222 116,64 106,04 AC95 330 Bảng 2.3.14 : Như vậy từ bảng ta thấy dòng sự cố max chạy trên các lộ đều đảm bảo điều kiện phát nóng : Iscmax<Icp . vậy tất cả các dây dẫn trên các lộ đều đảm bảo điều kiện phát nóng. Xác định tổn thất điện áp của mạng điện : * Thay số liệu tính toán vào công thức (2.7),(2.8) và ( 2.9 ) ta có bảng kết quả tổn thất điện áp trong mạng : Đường dây Số mạch Loại dây Chiều dài ro xo Ri Xi ∆Ubti% ∆Usci% N2 2 AC150 53,852 0,21 0,416 5,65 11,2 4,76 9,52 2-1 2 AC70 50,99 0,46 0,44 11,73 11,22 3,12 6,24 N3 2 AC185 44,721 0,17 0,409 3,8 9,15 4,63 9,26 4-3 2 AC70 41,231 0,46 0,44 9,48 9,07 3,44 6,88 N6 2 AC120 60,828 0,27 0,423 8,21 12,87 5,25 10,5 6-5 1 AC95 41,231 0,33 0,429 13,61 17,69 3,67 Bảng 2.3.15 Tổn thất điện áp ở chế độ bình thường trên mạch N2-1 : ∆UbtN2_1%=∆UbtN2%+∆Ubt21%=4,76+3,12=7,88% ở chế độ sự c